鲜啤和白糯米酒脉冲强光冷杀菌技术初探

钟自力，桑卫国，*，刘联国

（1.宁波大学生命科学与生物工程学院,浙江宁波315211；2.应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波315211）

鲜啤和白糯米酒脉冲强光冷杀菌技术初探

钟自力1，桑卫国1，*，刘联国2

（1.宁波大学生命科学与生物工程学院,浙江宁波315211；2.应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波315211）

采用脉冲强光冷杀菌技术分别对鲜啤酒和白糯米酒进行杀菌处理，研究了脉冲强光对鲜啤酒和白糯米酒杀菌效果的影响。结果表明：鲜啤酒经过频率为5次/s闪照处理3min后，酵母菌在啤酒中的含量从220cfu/mL降至175cfu/mL，0℃下啤酒保质期延长3d。白糯米酒经过频率为4次/s闪照处理3min后，酵母菌在白糯米酒中含量从235cfu/mL降至5cfu/mL，在0、10、20、35℃下白糯米酒的保质期分别延长50、30、6、2d。同时通过感官评定和电子鼻检测，发现在上述冷杀菌条件下处理后的鲜啤酒和白糯米酒风味无显著变化。

脉冲强光，冷杀菌，鲜啤，白糯米酒，电子鼻，效果

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜啤酒 宁波大梁山啤酒厂，未灭菌；白糯米酒 宁波TCC佳酿有限公司，酒精度为8%vol，未灭菌；马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA） 自制。

脉冲强光杀菌仪 宁波纯亮杀菌设备有限公司；PEN3便携式电子鼻 德国AIRSENSE公司；ZHJH-1109型超净工作台、LDZX-40BI立式自动电热压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；LRH-190-S恒温培养箱 广东省医疗器械厂；WH-861型恒温振荡器 太仓市科教仪器厂；DHG-914AS烘箱 宁波江南仪器厂；SB4200D超声波清洗机 宁波新芝生物科技股份有限公司；电冰箱 上海伊莱克斯空调公司。

图1 脉冲强光杀菌仪内部结构Fig.1 The internal structure of pulsed strong light sterilization instrument

1.2 实验方法

分别对鲜啤酒和白糯米酒进行单因素实验，在不同闪照频率（3、4、5次/s，每次闪照能量18J/次）下，分别对样品闪照处理0、3、6、9min，将在不同条件下处理的样品做感官品质差别检验，包括色泽、气味、质地。总共10分，优秀：9～10分；良好：7～8分；合格：6分；5分及以下为不及格。然后对杀菌后不同样品做菌落平板计数，检测残存活菌数，同时做对照实验。再用电子鼻对不同条件处理后的样品进行风味检测，进一步确定风味物质是否有明显变化。

之后再将杀菌效果良好且风味物质无明显变化的一组进行重复实验，做酒的保质期实验。选择0、10、20、35℃保存，做对照实验，检测变坏时间。

2 结果与讨论

2.1 脉冲强光处理鲜啤酒的效果

图2 脉冲强光处理鲜啤酒杀菌效果Fig.2 The sterilization effect of bear treated by different pulsed strong light

图2为鲜啤酒在不同闪照频率和不同杀菌时间下脉冲强光处理后菌体的存活量。

由图2可知，鲜啤酒在脉冲强光处理过程中，随着闪照频率和闪照时间增加，其剩余菌浓度随之降低，其中闪照频率5次/s、闪照时间9min时，其剩余菌浓度到达最低（43cfu/mL）。在闪照频率为5次/s的条件下，对不同杀菌时间后的效果进行感官评定，见表1。

表1 脉冲强光处理鲜啤酒前后感官评价Table 1 The sensory evaluation of fresh beer treated by different pulsed strong light

表1为鲜啤酒杀菌后的感官评价，其中综合评价是10名较专业人评价的平均值。

杀菌9min后，感官评定效果分数只有6分，且产生了臭氧的味道，故舍去，对于保藏时间仅做杀菌0、3、6min后的实验。

表2 脉冲强光处理鲜啤后0℃保存天数与品质变化Table 2 The fresh beer quality change followed by days at 0℃after pulsed strong light treatment

表2为闪照频率5次/s，杀菌时间分别0、3、6min的鲜啤酒在0℃下储存的品质变化结果。

表3 脉冲强光处理鲜啤后3℃保存天数与品质变化Table 3 The fresh beer quality change followed by days at 3℃after pulsed strong light treatment

表3为闪照频率5次/s，杀菌时间分别0、3、6min，鲜啤酒在3℃下储存的品质变化结果。处理后的鲜啤酒在3℃时保存时间只有2d，大于3℃则变质时间更短。

由表2可得，原样鲜啤酒在0℃下储存4d后变坏；杀菌3min后可储存6d；杀菌6min后可保存8d。由表2、表3可得，脉冲强光冷杀菌对鲜啤酒杀菌效果不显著，其主要原因是脉冲强光中起杀菌作用的紫外线穿透力不强，对有颜色的液体杀菌效果较弱，但鲜啤酒经过脉冲强光杀菌后在0℃下可延长2～4d保质期，具有一定的实际意义。

2.2 脉冲强光处理白糯米酒的效果

图3为白糯米酒在不同闪照频率和杀菌时间的脉冲强光处理后菌体的存活量。

图3 脉冲强光处理白糯米酒杀菌效果Fig.3 The sterilization effect of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

由图3可知，脉冲强光的闪照频率越大，对白糯米酒杀菌效果越好，闪照频率4次/s和5次/s的杀菌效果非常接近。在实际实验中频率越大，仪器工作的负荷越大，在工作中不能持续较长时间工作，因此脉冲强光的闪照频率为4次/s时，对白糯米酒处理最优。

表4 脉冲强光处理白糯米酒前后感官评价Table 4 The sensory evaluation of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

表4为白糯米酒杀菌后的感官评价，其中综合评价是10名较专业人评价的平均值。由表4可知，脉冲强光处理3、6min后，白糯米酒感官评定较好；经过9min杀菌处理后，白糯米酒颜色稍微变黄，气味出现臭氧味道，不适合饮用，因此不做后面的保质期测试。

表5 白糯米酒脉冲强光处理后0℃下储存天数与品质变化Table 5 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 0℃after pulsed strong light treatment

表6 白糯米酒脉冲强光处理后10℃下储存天数与品质变化Table 6 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 10℃after pulsed strong light treatment

表5~表8分别为白糯米酒在0、10、20、35℃下储存品质变化与时间的结果。在4次/s闪照条件下：经过3min处理在0℃下延长50d保质期；10℃下延长30d保质期；20℃下延长6d保质期；35℃下延长2d保质期。经过6min处理在0℃下延长60d保质期；10℃下延长50d保质期；20℃下延长10d保质期；35℃下延长3d保质期。

表7 白糯米酒脉冲强光处理后20℃下储存天数与品质变化Table 7 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 20℃after pulsed strong light treatment

表8 白糯米酒脉冲强光处理后35℃下储存天数与品质变化Table 8 The white glutinous rice wine quality change followed by days at 35℃after pulsed strong light treatment

2.3 电子鼻测试

2.3.1 脉冲强光处理后啤酒品质变化 为了更进一步判断酒是否有风味物质的变化，对不同处理条件下的酒进行电子鼻测试。

对不同脉冲强光条件处理后的鲜啤酒进行电子鼻检测[8]，用PCA（Principal Component Analysi，主成分分析法）分析法，结果如图4所示。

图4 鲜啤脉冲强光处理前后电子鼻检测结果Fig.4 The electronic nose test resuslt of fresh beer treated by different pulsed strong light注：图中0、3、6、9分别代表脉冲强光处理时间为0、3、6、9min后的样品；图5同。

表9 不同时间脉冲强光处理鲜啤后差异度Table 9 The diversity factor of fresh beer treated by different pulsed strong light

从图4可以看出，啤酒经过0、3、6、9min处理后，主成分（X轴）基本没变，次要成分（Y轴）变化较大，杀菌0min的和3min的有交集，说明有相似的物质，3min和6min的有交集，6min和9min的有交集，说明它们有共同的物质，但与其他处理时间没有交集，也就是说一些物质发生了变化。从表9中的数据（不同处理时间下的差异度）可以得出，经过3、6、9min处理后，与原样（0min）基本没变（D＜0.5），属于同一种物质类别。同时随着处理时间延长，差异度越大。

2.3.2 检测脉冲强光处理后白糯米酒品质 对不同条件脉冲强光处理后的白糯米酒进行电子鼻检测后用PCA分析法，结果如图5所示。

图5 白糯米酒脉冲强光处理前后电子鼻检测结果Fig.5 The electronic nose test resuslt of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

表10 不同脉冲强光处理白糯米酒后差异度Table 10 The diversity factor of white glutinous rice wine treated by different pulsed strong light

从图5可以看出，白糯米酒经过0、3、6、9min处理后，主成分（X轴）基本没变，次要成分（Y轴）变化较大，杀菌0min和3min的有交集，说明有相似的物质，3min和6min的有交集，说明它们有共同的物质，或者相似点。6min和9min的没有交集，也就是说一些物质发生了变化。从表10中的数据（不同处理时间后的差异度）可以得出，经过3、6、9min处理后，与原样（0min）基本没变（D＜0.5），属于同一种物质类别。同时随着处理时间延长，差异度越大。

3 结论

啤酒经过3min，频率为5次/s杀菌后，能在0℃下比原样延长3d保质期，且风味经过感官评定和电子鼻检测后没有明显变化。

白糯米酒经过3min，频率为4次/s杀菌后，能在0℃下比原样延长50d保质期，在10℃下比原样延长30d保质期，在20℃下比原样延长6d保质期，在35℃下比原样延长2d保质期，且风味经过感官评定和电子鼻检测后没有明显变化。

由于脉冲强光穿透能力有限，对于啤酒这样有颜色的液体，杀菌效果较弱，但是还是可以适当地延长保质期，所以在工业生产中有一定的实际应用价值。对于白糯米酒这样透明的液体，脉冲强光杀菌效果较好，而且能达到良好的保质期。

脉冲强光作为一种安全的食品杀菌保藏新技术，被认为具有很大发展潜力，在今后随着杀菌设备和技术的完善，脉冲强光杀菌技术可能单独或与其它杀菌保藏技术联用得到推广，可使多种食品延长货架期和保藏期[9-10]。

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Study on pulsed light cold sterilization technology of fresh beer and white glutinous rice wine

ZHONG Zi-li1,SANG Wei-guo1，*,LIU Lian-guo2
（1.Faculty of Life Science and Biotechnology，Ningbo University，Ningbo 315211，China；2.Key Laboratory of Application of Marine Biology Technology，Ningbo 315211，China）

Using the pulsed strong light on fresh beer and white glutinous rice wine sterilization respectively，the effects by pulsed strong light for fresh beer and white glutinous rice wine were studied.The results showed that beer after frequency for 5 times/s flash processing 3min，the content of yeast in the beer reduced from 220cfu/mL to 175cfu/mL；the shelf life was 3 days longer than original sample at 0℃.The white glutinous rice wine through frequency for 4 times/s flash 3min，the content of yeast in white glutinous rice wine reduced from 235cfu/mL to 5cfu/mL；the shelf life was 50 days longer than the original sample at 0℃，30 days longer at 10℃，6 days longer at 20℃ and 2 days longer at 35℃.What's more，the flavor did not change obvious through the organoleptic evaluation and electronic nose detection after sterilization.

pulsed light；cold sterilization；fresh beer；white glutinous rice wine；electronic nose；effects

TS261.1+7

B

1002-0306（2012）03-0259-04

食品质量和安全问题一直是食品科学研究与食品生产中非常关注的两大问题。热杀菌技术一直是最为重要的食品安全控制技术，但热杀菌过程中高温作用会导致食品质量劣变，主要包括颜色变化、口味改变、香气损失、营养成分破坏、质构变化等等。随着人们的消费意识增强和消费水平的提高，对食品的质量与安全的要求越来越高，新鲜、营养、安全、方便的食品日益受到广大消费者的欢迎[1]。冷杀菌技术（non-thermal sterilization technology）日益引起人们的高度重视。脉冲强光冷杀菌技术是近年来研发的一种新型冷杀菌技术，它利用电产生光，对环境无污染，而且省能。其原理为惰性气体灯发出紫外线区域（200nm）至近红外线区域（1mm）的光线，光谱与太阳光谱相近，但强度却强数千倍至数万倍，因为波长较长，处在电磁波的非离子化段，不会使小分子离子化[2]。它采用闪照对食品进行灭菌，这种闪照使能量积聚起来，突然爆发，因此虽然是紫外线起主要作用，但是能量却比一般的紫外线高很多。紫外线能有效抑制细菌真菌等微生物的生存和繁殖能力[3]。该方法不仅能杀灭大多数微生物，且比传统的紫外线杀菌更有效，对食品的风味和营养成分影响也很小。Mun-Sil Choi[4]等用15kV的脉冲强光处理婴儿食品中的李斯特菌，效果很好。脉冲强光杀菌特点是在常温下几分之一秒内对微生物进行闪照灭杀，它作用于微生物蛋白质和核酸活性结构上使其变性，从而使细菌或者病毒失活[5-7]。

2011-03-21 *通讯联系人

钟自力（1985-），女，在读硕士研究生，研究方向：食品生物技术。

宁波大学研究生科研创新基金项目（G10JA027）。