一种控制水中脂环酸芽孢杆菌污染的方法与流程

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种利用中压紫外线控制果蔬加工清洗用水中脂环酸芽孢杆菌污染的方法。

背景技术：

脂环酸芽孢杆菌引发的果汁腐败事件近年来在多个国家和地区相继发生，给果汁生产企业带来巨大的经济损失，从而使该细菌成为果汁行业目前重点关注的污染菌之一。

脂环酸芽孢杆菌(alicyclobacillusspp.)嗜酸、耐热、产芽孢、抗逆性强，其代谢产物在极低浓度条件下就会对果汁风味产生影响。该细菌的芽孢可污染果汁生产中的半成品或生产材料，包括浓缩果汁和加工用水等，其在低污染时难以检出，使得产品流通到消费者手中发生腐败后才会被发现。土壤是脂环酸芽孢杆菌的主要来源，据调查原料果表面通常会携带有脂环酸芽孢杆菌。因此，对原料果进行彻底有效的清洗可以降低脂环酸芽孢杆菌的污染风险。果蔬加工清洗过程中常用化学消毒剂来杀灭腐败微生物，但是在消毒过程中会产生对人体健康有害的消毒副产物，而且对于芽孢抗性较强的脂环酸芽孢杆菌来说，灭活效果并不理想。现有食品加工生产过程中常用杀菌方式有：1、膜过滤，需要经常更换过滤膜，导致成本增加，且截留效果稳定性差。2、高温灭菌，由于脂环酸芽孢杆菌是耐热菌，一般的高温灭菌不能杀灭，而超高温会影响果汁的风味。3、巴氏杀菌，常规的巴氏杀菌很难将其完全灭活，反而可能会刺激芽孢使其萌发。4、紫外线杀菌，紫外线波长范围是从100-400nm,其中只有200-280nm波段具有杀菌能力。紫外线杀菌机理主要是由于微生物dna吸收紫外光导致dna突变，微生物分子受激发后处于不稳定的状态，从而破坏了分子间特有的化学结合导致细菌死亡。现有的紫外线杀菌一般采用低压汞灯照射，由于紫外线穿透性差，通常用于食品工厂车间、设备、包装材料的表面以及加工用水的处理。因此，寻求一种能够有效杀灭脂环酸芽孢杆菌的控制方法对果汁生产行业而言显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明旨在利用中压紫外线控制果蔬加工清洗用水中的脂环酸芽孢杆菌污染，发现比常规的低压紫外线杀菌效果更好，从源头上防止该菌进入到后续生产环节中造成生产设备间的交叉污染，从而保证果蔬行业终端产品的品质质量。

一种控制水中脂环酸芽孢杆菌污染的方法，采用中压紫外线对水中的脂环酸芽孢杆菌进行杀菌照射。

所述中压紫外线为波长范围在200-300nm的多色光。

所述中压紫外线的照射剂量为7至160mj/cm²。

所述中压紫外线的最佳照射剂量范围为40-60mj/cm²。

所述中压紫外线由中压汞灯发射而获得。

所述中压汞灯的功率为3kw。

所述方法还包括在水中加入过氧化氢，进行联合杀菌。

所述过氧化氢的浓度为0.01mm，中压紫外线的最佳照射剂量为25mj/cm²。

所述水为果蔬加工清洗用水。

本发明采用中压紫外线(波长范围在200-300nm的多色光)对水中的脂环酸芽孢杆菌进行杀灭，中压紫外线除了对微生物的dna造成损伤外，还能对细胞中的多种蛋白质进行破坏，可以避免微生物光复活和暗修复的发生，相较于产生单一波长的低压紫外线(254nm)而言，杀菌效果更好。使用ilt1700紫外辐照计对中压紫外线的光照强度进行测量，根据国际紫外线协会制定的计算表格，计算出与设定的中压紫外线照射剂量相对应的照射时间。

中压紫外线还可以与多种氧化剂联用，比如与过氧化氢联用。过氧化氢在中压紫外线的照射下产生大量羟基自由基(·oh)。·oh氧化性强，能够破坏细胞膜和细胞壁，使细菌发生解体。此外，·oh能够进入到细胞内使细胞内部的酶失活，干扰及阻碍蛋白质的合成，影响细胞正常的生长代谢。本发明旨在利用中压紫外线控制果蔬加工清洗用水中的脂环酸芽孢杆菌污染，从源头上防止该菌进入到后续生产环节中造成生产设备间的交叉污染，从而保证果蔬行业终端产品的品质质量。

利用中压紫外线杀灭果蔬加工清洗用水中脂环酸芽孢杆菌的方法，杀菌效果好，能量消耗低，不会产生对人体健康有害的消毒副产物，与过氧化氢联合使用，可以降低中压紫外线的使用剂量，提高灭菌效果。

附图说明

图1是本发明实施例1中脂环酸芽孢杆菌灭活率-低压紫外线照射剂量关系图。

图2是本发明实施例2中脂环酸芽孢杆菌灭活率-中压紫外线照射剂量关系图。

图3是本发明实施例3中脂环酸芽孢杆菌灭活率-过氧化氢处理时间关系图。

图4是本发明实施例4中脂环酸芽孢杆菌灭活率-中压紫外线照射剂量/过氧化氢(0.01mm)关系图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：单独低压紫外线照射

在玻璃培养皿中加入脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液，利用30w低压汞灯发射低压紫外线(254nm)，光照强度使用uv-b型紫外辐照计进行测量，根据设定的照射剂量计算出相应的照射时间。到达预计照射时间后，立即加入质量浓度为0.1％的硫代硫酸钠溶液终止反应，然后取样计数。绘制灭活率与照射剂量的关系图，如图1中的曲线所示。

实施例2：单独中压紫外线照射

在玻璃培养皿中加入脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液，利用3kw中压汞灯发射中压紫外线，光照强度使用ilt1700紫外辐照计进行测量，根据设定的照射剂量计算出相应的照射时间。到达预计照射时间后，立即加入质量浓度为0.1％的硫代硫酸钠溶液终止反应，然后取样计数。绘制灭活率与照射剂量的关系图，如图2中的曲线所示。

实施例3：单独过氧化氢处理

在棕色瓶中加入脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液，投加不同浓度的过氧化氢溶液(过氧化氢溶液浓度很高，加入的体积很小)后立即震荡混匀。在室温下避光反应一定时间后，立即加入质量浓度为0.1％的硫代硫酸钠溶液终止反应，然后取样计数。绘制灭活率与处理时间的关系图，如图3中的曲线所示。

实施例4：中压紫外线/过氧化氢联用

在玻璃培养皿中加入脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液，投加浓度为0.01mm的过氧化氢溶液。利用3kw中压汞灯发射中压紫外线，光照强度使用ilt1700紫外辐照计进行测量，根据设定的照射剂量计算出相应的照射时间。到达预计照射时间后，立即加入质量浓度为0.1％的硫代硫酸钠溶液终止反应，然后取样计数。绘制灭活率与照射剂量的关系图，如图4中的曲线所示。

由图1所示，实施例1采用单独低压紫外线对脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液进行照射，照射剂量为160mj/cm²时，灭活率仍小于3.00log，照射剂量在80mj/cm²以后开始出现拖尾现象。由图2所示，实施例2采用单独中压紫外线的处理方法，芽孢的灭活率显著升高。照射剂量为40mj/cm²，灭活率就已经达到3.84log，杀菌效果远远好于低压紫外线。照射剂量为60mj/cm²时，灭活率高达4.79log，60mj/cm²以后开始出现拖尾现象。中压紫外线能发射出光谱范围为200-300nm的多色光，低压紫外线仅能输出波长为254nm的单色光。因此，中压紫外线除了像低压紫外线会对微生物的dna造成损伤外，同时还能对细胞中的多种蛋白质进行破坏，导致杀菌效果要好于低压紫外线。由图3所示，在实施例3中，过氧化氢浓度为1.2mm，处理时间为120min时，灭活率小于0.30log，说明单独使用过氧化氢对脂环酸芽孢杆菌的芽孢几乎没有灭活效果。由图4所示，在实施例4中，向脂环酸芽孢杆菌的芽孢悬浮液中加入低浓度的过氧化氢溶液(0.01mm)，过氧化氢会在中压紫外线的照射下产生大量羟基自由基(·oh)，·oh的标准电极电位(2.7v)大于过氧化氢(1.77v)，导致·oh比过氧化氢具有更强的氧化性，从而可以有效地破坏细胞膜和细胞壁，使细菌发生解体。加入浓度为0.01mm过氧化氢溶液后，中压紫外线照射剂量为25mj/cm²时，灭活率为3.49log，之后出现拖尾现象。达到相同的灭活效果，使用单独中压紫外线需要的照射剂量约为40mj/cm²，高于中压紫外线/过氧化氢联用时所需要的照射剂量。因此，可以通过加入较低浓度的过氧化氢溶液，适当降低中压紫外线的照射剂量。中压紫外线能有效杀灭水中的脂环酸芽孢杆菌，并且杀菌过程中不需要引入新的化学物质，使得该方法在食品生产加工过程中的使用更加安全，尤其在处理果蔬加工清洗用水及其他生产用水方面具有较好的应用前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。