超声波对鲜豆浆的杀菌作用

孟柯 于跃

【摘要】 本文研究了超声波对细菌的杀灭作用，并将超声波应用于鲜豆浆的杀菌。通过对超声波处理前后细菌菌落总数变化的对比，研究超声波杀菌的最好方法，其中发现经过12 kHz、20 min超声波处理的鲜豆浆，杀菌率达99%，而且具有优良的感官性能和良好的均质作用。

【关键词】 超声波;杀菌;鲜豆浆

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.02.013

Abstract： The bactericidal effect of ultrasound on bacteria was studied in this paper，and application of ultrasound in sterilization of fresh soybean milk.Contrast the change of total bacterial colonies before and after ultrasonic treatment，study on the best method of ultrasound sterilization.Fresh soybean milk treated by 12 KHz and 20 min ultrasound was found.The bactericidal rate was 99%，It also has excellent sensory properties and good homogenization.

Key words： ultrasonic;sterilize;fresh soybean milk

食品的腐败变质在很大程度上是由于食品中微生物的活动所造成的[1]，全世界每年由此而造成的损失约占食品原料的20%以上[2]。长期以来，人们用于食品抑菌、杀菌以延长保质期的方法有加热杀菌、冷冻保藏、干制、盐渍、添加化学防腐剂等，但仍有不尽人意的地方[3]。一般的杀菌方法如热力杀菌虽然效果较好，但对食品的风味和营养素破坏较大;添加化学防腐剂虽具有较强的抑菌防腐作用，但化学防腐剂存在安全隐患。因此，基于光、电、声、磁这些物理特性综合应用的“冷杀菌技术”也就越来越受到人们的关注，成为21世纪食品工业研究和推广的重要高新技术之一。因为这种工艺不会改变食品的色、香、味，也不会发生化学变化，破坏食品的组份等，与传统热处理相比，又可保存产品的新鲜感和良好风味。本文采用超声波对食品进行杀菌处理，以期达到延长食品保质期的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器设备

1.1.1 试验材料

豆浆，大肠杆菌菌种，牛肉浸膏，蛋白胨，营养琼脂，氯化钠，pH试纸。

1.1.2 实验设备

无菌操作台，不锈钢立式电热蒸汽压力灭菌器，电热鼓风干燥箱，电热恒温培养箱，超声波细胞粉碎机，电热恒温水浴锅。

1.1.3 其它设备

吸管，锥形瓶，试管，培养皿，烧杯，量筒，玻璃棒，托盘天平，吸耳球等。

1.2 试验方法

通过杀菌前后菌落总数的测定，评价超声波杀菌效果。

2 超声波对纯细菌杀菌效果的实验

2.1 菌落总数的测定

2.1.1 操作步骤

（1）检样稀释及培养（无菌操作条件下）;（2）菌落计数。

2.2 溶液及試剂的配方（每1000 mL纯水中含量）

（1）牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏3.0 g，蛋白胨10.0 g，氯化钠5.0 g，pH7.4～7.6;（2）生理盐水：氯化钠8.5 g;（3）营养琼脂培养基：营养琼脂粉45.0 g。

2.3 准备工作

（1）牛肉膏蛋白胨培养基的制备;（2）灭菌。

3 超声波对鲜豆浆中细菌的杀灭作用

3.1 超声波作用时间对杀菌效果的影响

3.1.1 操作步骤

将制备的生豆浆用超声波细胞粉碎机作用，输出控制为50%，占空比为50%，作用时间分别为：5 min、6 min、7 min、8 min、9 min、10 min。将未经作用的豆浆和经过不同时间作用的豆浆分别做10-1、10-2、10-3、10-4系列稀释液，选择10-2、10-3、10-4三个稀释度做平板，每个稀释度做两个平板。将注入琼脂后凝固的平板放入37 ℃恒温培养箱中培养，24 h后计算菌落总数，记录数据并列表1。

3.1.2 结果分析

经过初步测试，发现超声波作用时间在10 min.之内，效果不是很明显，因此需要延长超声波的作用时间继续观察，同时需要测量温度，以防止因温度过高而影响超声波的非热杀菌效果。

3.2 延长超声波作用时间对杀菌效果的影响

3.2.1 操作步骤

具体操作与3.1的操作步骤相同，只是将作用时间延长为5 min、10 min、15 min、20 min。平板在37 ℃恒温箱中培养的时间延长为48 h，之后进行菌落计数，记录数据并列表2。

3.2.2 结果分析

从表2所测得的数据可知，鲜豆浆中细菌的数量随着超声波杀菌时间的延长而降低，当杀菌时间达到20 min时，杀菌率达到45%。而且，此时菌液的温度为33 ℃，基本上不会影响超声波的非热杀菌效果。

3.3 超声波作用频率对豆浆杀菌效果的影响

3.3.1 操作步骤

将经过磨浆之后的豆浆用占空比为50%的超声波作用，作用时间为5 min，输出控制分别为30%、40%、50%、60%、70%。将未经作用的豆浆和经过不同输出控制作用后的豆浆分别做10-1、10-2、10-3、10-4系列稀释液，选择10-2、10-3、10-4三个稀释度做平板，每个稀释度做两个平板。将注入琼脂后凝固的平板放入37 ℃恒温培养箱中培养，48 h后计算菌落总数，记录数据并列表3。

3.3.2 结果分析

从表3所测得的数据可知，鲜豆浆中细菌的数量随着超声波杀菌频率的增大而降低，当输出控制达到70%的时候，杀菌率达到47%。而且，此时菌液的温度为38 ℃，基本不会影响超声波的非热杀菌作用效果。

3.4 超声波杀菌最佳方案的确定

3.4.1 操作步骤

将经过磨浆之后的豆浆分装于10个100 mL的锥形瓶中，分别编号为1～10号，每瓶中装有豆浆120 mL，分别用不同时间，不同功率的超声波作用，实验具体方案见表4。

将10瓶豆浆分别按照上述的试验方案，用占空比为50%，不同输出控制的超声波分别作用不同的时间。将处理之后的10瓶豆浆分别做10-1、10-2、10-3、10-4的稀释液，选择10-2、10-3、10-4三个稀释度做平板，每个稀释度做两个平板。将注入琼脂后凝固的平板放入37 ℃恒温培养箱中培养，48 h后计算菌落总数，记录数据并列表5。

3.4.2 结果分析

从表5所得的数据可以看出，9号瓶的杀菌率达到99%，因此，超声波对鲜豆浆杀菌的最佳方案为：输出控制60%，作用时间20 min。

4 结论

用超声波频率12 kHz（即输出控制60%），占空比50%条件下处理自制鲜豆浆20 min，杀菌率达99%，并且对豆浆有良好的均质作用。

【参考文献】

[1] 殷蔚申.食品微生物学[M].北京：中国财政经济出版社，1991.

[2] 力奔.食品防霉保鲜手段的新突破[J].中国食品，1993（7）：40.

[3] 李里特.现代食品杀菌技术的原理与特点[J].食品与机械，1992（6）：17-20.