一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法，属于食品微生物领域。本发明专利技术的方法通过向灭菌对象中添加碱性氨基酸并进行微波处理达到杀灭食品中有害菌的作用。在碱性氨基酸浓度0.5～2.5％，微波强度为2～4W/g处理70～180s后，有害菌数量降低50％甚至达到未检出水平。本发明专利技术的方法能够有效杀灭有害菌，同时避免食品中原有的营养成分流失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法，属于食品微生物领域。
技术介绍
现有杀菌方法包括传统的热杀菌，应用广泛，但效率低，加热速率较慢，能耗较高，且由于加热时间较长且温度高可能会破坏食品色泽、营养素和风味物质。还有非热杀菌技术，如化学杀菌，利用杀菌剂、防腐剂等，针对性强，但可能会有有机物残留带来的安全风险；物理杀菌包括辐照、紫外线、脉冲电场等，但超高压杀菌成本较高，辐照杀菌易产生辐照味的缺点。微波一种频率介于300-30000兆赫，波长在1-1000纳米的电磁波，主要作用于极性组分和含有极性组分的物料。微波杀菌因其能效高、对食品营养及风味成分破坏程度小的特点而得到广泛关注。微波杀菌是通过制造一个物理环境包括热力的温度场和高频的交变电磁场，一方面使电介质中的极性分子运动产生热量，电介质温度升高灭活微生物，另一方面，微波不断改变电磁场方向，微生物细胞膜周围离子及电子浓度发生变化，改变细胞膜通透性，使胞内蛋白分子变性，破坏细胞内新陈代谢从而导致微生物死亡。碱性氨基酸是由氨基(―NH2)和羧基(―COOH)及带正电荷的侧基(R)组成，正、负电荷中心不重合，具有一定的电偶极矩，带有明显的电性和电极化特性，而成为电磁场作用的靶点，具有较好的微波电磁效应。有研究证明了阳离子氨基酸残基对极化的重要作用。目前，有很多研究通过改变食品组分如盐、脂肪含量、水分含量等来改变微波加热特性，这都是利用改变食品组分极性，从而改变微波电磁特性得以实现的。这些研究为碱性氨基酸与微波的协同提供了依据，但目前从氨基酸的电磁学特性进行分析，并进一步从其结构上的电磁学优势研究其与微波的协同作用的研究还基本空缺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法，其特征在于，向含有大肠杆菌的灭菌对象中添加碱性氨基酸并进行微波处理。在本专利技术的一个实施方式中，所述碱性氨基酸为精氨酸和/或赖氨酸。在本专利技术的一个实施方式中，所述灭菌对象为液体。在本专利技术的一个实施方式中，所述碱性氨基酸含量为0.5～2.5g/100mL。在本专利技术的一个实施方式中，微波剂量为2～4w/g，处理时间为70～180s。在本专利技术的一个实施方式中，微波剂量为3w/g，处理时间为90～120s。在本专利技术的一个实施方式中，微波剂量为2w/g，处理时间为130～180s。在本专利技术的一个实施方式中，微波剂量为4w/g，处理时间为70～90s。在本专利技术的一个实施方式中，控制灭菌对象在微波处理前温度为10℃。在本专利技术的一个实施方式中，灭菌对象深度为1～5cm，灭菌对象底部距离微波源10～15cm。本专利技术的第二个目的在于提供所述杀菌方法在食品领域的应用。有益效果：本专利技术的方法能够杀灭食品中大肠杆菌等有害菌，使有害菌数量减少50％以上甚至无检出水平，符合国标(GB29921-2013)《食品中致病菌限量》对大肠杆菌的要求。本专利技术的方法能够用于液体食品如饮料等的灭菌，在杀灭有害菌的同时，维持灭菌对象温度低于70℃，不会造成食品原有的风味和营养成分流失。附图说明图1为经处理后大肠杆菌的扫描电镜照片(放大12000倍)；A和a，大肠杆菌菌悬液(未经处理)，菌落数为9(以log计)；B和b，用3W/g(600W/200g)的微波剂量处理105s,菌落数为7.66(以log计)；C和c，添加2％的赖氨酸的同时用3W/g(600W/200g)的微波剂量处理105s，菌落数为4.81(以log计)；D和d，添加2％的精氨酸的同时用3W/g(600W/200g)的微波剂量处理105s，菌落数为3.23(以log计)。E和e，分别用2.5％的赖氨酸和2.5％的精氨酸与大肠杆菌菌悬液接触2h，残余菌落数分别为8.65和8.71(以log计)。图2为不同浓度精氨酸、赖氨酸直接接触大肠杆菌的抑制作用；a为8h的接触时间之内，不同浓度赖氨酸的抑菌情况，b为8h的接触时间之内，不同浓度精氨酸的抑菌情况，c为48h的接触时间内，不同浓度赖氨酸的抑菌情况，d为48h的接触时间内，不同浓度精氨酸的抑菌情况。具体实施方式培养基为LB液体培养基：每升去离子水中含胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，NaCl10g和LB固体培养基：LB液体培养基中每50mL加入1g固体琼脂。菌悬液的制备：向100mLLB培养基中接种大肠杆菌，放置于37℃摇床恒温震荡培养24h，获得菌体浓度约为1010CFU/mL的大肠杆菌菌悬液。为了便于对比分析，具体实施方式中出现的菌落数均取对数，即1010CFU/mL以对数(log10)计为10。实施例1取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，液面高度3～4cm，距离微波源距离10cm，微波功率600W，即3W/g的微波剂量处理105s，然后平板涂布计残余菌落数。实施例2取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终赖氨酸浓度为2.5％(w/v)。37℃静置培养2h，然后平板涂布计残余菌落数。实施例3取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终精氨酸浓度为2.5％(w/v)，菌悬液的初始浓度约为109CFU/mL。37℃静置培养2h，然后平板涂布计残余菌落数。实施例4取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终精氨酸浓度为2.5％(w/v)。设置油浴锅的温度为180℃，将装有2.5％(w/v)精氨酸的菌悬液200g没入油浴锅中加热105s。加热过程中缓慢晃动三角烧瓶，以使三角烧瓶内液体温度分布尽量均匀，加热完成后立即置于冰水浴中至常温，然后平板涂布计残余菌落数。实施例5取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终赖氨酸浓度为2.5％(w/v)。设置油浴锅的温度为180℃，将装有2.5％(w/v)赖氨酸的菌悬液200g没入油浴锅中加热105s。加热过程中缓慢晃动三角烧瓶，以使三角烧瓶内液体温度分布尽量均匀，加热完成后立即置于冰水浴中至常温，然后平板涂布计残余菌落数。实施例6取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终精氨酸浓度为2.5％(w/v)。设置水浴锅温度为61℃，将装有2.5％(w/v)精氨酸的菌悬液200g置于三角烧瓶中，在水浴锅中加热10min，加热过程中缓慢晃动三角烧瓶，以使三角烧瓶内液体温度分布尽量均匀，加热完成后立即置于冰水浴中至常温，然后平板涂布计残余菌落数。实施例7取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终精氨酸浓度为2.5％(w/v)，液面高度3～4cm，距离微波源距离15cm，微波功率600W，即3W/g(600W/200g)的微波剂量处理105s，然后平板涂布计残余菌落数。实施例8取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终赖氨酸浓度为2.5％(w/v)，液面高度3～4cm，距离微波源距离15cm，微波功率600W，即3W/g(600W/200g)的微波剂量处理105s，然后平板涂布计残余菌落数。实施例9取20mL的大肠杆菌菌悬液至180mL生理盐水溶液中，使最终组氨酸浓度为2.5％(w/v)，液面高度3～4cm，距离微波源距离15cm，微波功率60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法，其特征在于，向含有大肠杆菌的灭菌对象中添加碱性氨基酸并进行微波处理。

【技术特征摘要】
1.一种微波协同碱性氨基酸杀灭食品中大肠杆菌的方法，其特征在于，向含有大肠杆菌的灭菌对象中添加碱性氨基酸并进行微波处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性氨基酸为精氨酸和/或赖氨酸。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灭菌对象为液体形态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性氨基酸含量为0.5～2.5g/100mL。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微波剂量为2～4w/g，处理时间为70...

【专利技术属性】
技术研发人员：范大明，赵建新，陈蒙，闫博文，张灏，陈卫，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32