随着啤酒生产工业技术的发展与国民生活水平的提高,消费者对啤酒的风味稳定性及新鲜度的要求逐渐提高。为保证啤酒的生物稳定性,必须采用适当的杀菌方法杀灭啤酒中存在的酵母和细菌。微波杀菌具有加热时间短、升温速度快、杀菌均匀等优点,既有利于保持食品功能成分的生理活性,又有利于保持原料的色、香、味及营养成分,而且无化学物质残留,安全性高。因此开展啤酒微波灭菌工艺研究具有实用价值和理论意义,既能实现节能减排,又可将杀菌方法推广到饮用水及中水消毒。本文采用微波灭菌技术,利用经改装的功率与温度可控的微波实验炉,对啤酒微波灭菌工艺进行研究,并对指示菌的微波灭菌效果及微波灭菌的作用机制进行了初步探讨。开展了啤酒微波灭菌工艺研究。经单因素实验,得到瓶装600 mL啤酒的优化微波连续灭菌条件为:当初始活菌数为10~3 CFU/mL,微波辐照功率780 W时,辐照温度72℃,连续辐照180 s,经过上述处理,可将啤酒中的细菌完全杀灭。在此条件下处理的啤酒的还原糖、总酸和原麦汁浓度的损失率,低于经巴氏灭菌法处理后的损失率。研究表明,微波灭菌法在工作时间及能耗等方面均优于巴氏灭菌法。连续式微波灭菌与间歇式微波灭菌两种处理方式的啤酒杀菌效果对比实验结果表明,后者微波每辐照50 s间歇25 s,比同条件连续微波节约能耗16.67 %,时间缩短30 s。开展了微波辐射对啤酒中常见的指示菌灭菌效果研究。实验结果表明,指示菌微波灭活难度依次为:酵母菌<大肠杆菌<枯草芽孢杆菌。微波灭菌效果受多方面因素影响,菌悬液浓度、辐照时间、辐照功率都会影响微波灭菌效果,表现为浓度越高,微波灭菌时间越长,功率越大,灭菌效果越好。此外,菌悬液pH值越偏离微生物生长的最适pH值,微波灭菌效果越好。研究探讨了微波灭菌机制。以大肠杆菌为研究对象,采用考马斯亮蓝法测定微波作用和水浴加热作用两种不同处理方法下菌体可溶性蛋白质漏出量,研究结果表明,相同时间微波作用使蛋白质漏出更多,说明微波作用使细胞膜通透性发生显著改变。采用原子力显微镜来观察微波作用前后菌体的形态变化,研究结果表明:微波辐射可使细胞壁细胞膜发生破裂,导致细胞质渗漏。
