1、11本科毕业论文系列开题报告生物工程脉冲强光冷杀菌在啤酒中的应用一、选题的背景与意义啤酒从20世纪传入我国，其产量2002年跃居世界第一。之后连续8年啤酒产量保持世界第一。现今，啤酒已发展成为世界酒类中生产量和消费量最大的酒种。2008年以来，随着外资对国内啤酒行业的逐渐渗透，中国啤酒市场的成长性，吸引了更多的国际资本关注，越来越多的国际资本势不可挡地涌入中国，并依附于中国的优势企业和优势品牌为载体运作，与急需增强资本优势开拓国际国内市场的中国啤酒企业展开合作，互相形成优势互补，共同开拓中国啤酒市场。长期以来，由于啤酒中含有各种酶以及微生物，啤酒生产过程中不可避免的使用热力技术以达到杀菌灭酶的
2、作用，然而，高温会破坏啤酒原有的香气、风味和营养成分，降低产品附加值，每年因此而造成很大损失。近年来，越来越多的研究人员开始将目光转向非热力杀菌技术，脉冲强光杀菌技术就是其中之一。脉冲强光杀菌是一种利用强烈白光闪照的杀菌技术，其系统主要包括动力单元和灯单元，动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。由于只处理食品表面，从而对食品营养成份影响很小。同时，脉冲强光杀菌技术在处理食品时所需要的费用也不高。由于这些优点，再加上科学技术的发展，脉冲强光杀菌技术将具有广泛的发展前景。二、研究的基本内容与拟
3、解决的主要问题主要内容以新鲜啤酒为主要研究对象，利用脉冲强光杀菌技术对其进行脉冲强光杀菌，对啤酒杀菌的效果进行研究并优化其条件。1测定不同杀菌条件下的杀菌效果，找到最佳的杀菌条件；2测定0下啤酒的保质期；基本要求1正交试验设计确定脉冲强光杀菌条件222用电子鼻检测营养物质是否发生变化3感官检验法分析啤酒风味、色泽变化4确定杀菌后的生啤酒的保质期三、研究的方法与技术路线研究方法1正交试验设计确定脉冲强光杀菌条件（1）对啤酒进行不同频率、不同流速、不同杀菌次数的单因素实验；（2）多因素做正交实验，细菌检测后得出最佳的组合；2用电子鼻检测营养物质是否发生变化用在最佳条件下杀菌后得到的啤酒，做电子鼻检
4、测，检验啤酒中营养物质是否变化；3感官检验法分析啤酒风味、色泽变化4在0的条件下确定杀菌后的啤酒的保质期技术路线四、研究的总体安排与进度2010年6月2010年9月查询与论文有关的资料、撰写实验计划、熟悉基本的实验操作；2010年9月2010年11月脉冲杀菌实验的初步尝试，单因素实验；2010年11月2011年1月多因素正交实验，找到最佳杀菌条件；2011年1月2011年5月文献查阅及实验设计工厂生啤酒采购分装、低温储藏正交实验检测风味物质条件闪照次数输入电压闪光间隔最佳杀菌条件检测保质期数据处理撰写论文33对杀菌后的啤酒进行风味物质的检测和保质期的测定；整理数据，撰写论文。五、主要参考文献1
5、力奔中国食品J19937402JDUNN,ABASHNELL,TOTT,WCLARKPULSED,WHITELIGHTFOODPROCESSINGCEREA1JFOODSWORLD,1997,4275105153韩永奇2009年中国啤酒行业的风向标将转向何方J2009七大风向标左右中国啤酒业发展J啤酒科技,2009,1375124伊志宏,等中国企业创新能力研究J中国人民大学出版社,2008,112632665德WOLFGANGKUNZE啤酒工艺实用技术M中国轻工业出版社,2008,94914956中国食协啤酒专业委员会回顾与展望中国啤酒工业J内蒙古人民出版社,2005,12522547周广田现
6、代啤酒工艺技术J化学工业出版社,2007,712312338贾培起啤酒冷杀菌的新工艺P中国2006100131183,2008,89施增辉论啤酒杀菌技术及其生产线配置J酒饮料技术装备,2009,4646610冯艳继,李宾学纯生啤酒膜过滤质量的控制J啤酒科技,2008,4414211徐怀德,王云阳,刘伟,等食品杀菌新技术J科学技术文献出版社,2005,7,130330412ELMNASSER,N,SGUILLOU,ETALPULSEDLIGHTSYSTEMASANOVELFOODDECONTAMINATIONTECHNOLOGYJCANJMICROBIOL,2007,5381382113JOSE
7、PHDUNN,THOMASOTT,WAYNECLARKJFOODTECHNOLOGY,1995,499959814曾庆孝食品加工与保藏原理J化学工业出版社,2002,111848615周万龙,高大维等脉冲强光杀菌对酶的钝化作用研究J食品工业科技,1998,151716张晓东畜产品质量安全及其检测技术J化学工业出版社,2006,4111217李辉,王丽多浅谈国外食品冷杀菌技术J世界农业,2010,286018周素梅脉冲光杀菌新技术在食品及包装中的应用J广州食品工业科技,1999,21555719周家春食品工艺学J化学工业出版社,2003,118929020李树和果蔬花卉最新深加工技术与实例J化学
8、工业出版社,2008,371821杜相革,董民主有机农业导论J中国农业大学出版社,2006,56517022殷涌光,刘静波,林松毅食品无菌加工技术与设备J化学工业出版社,2006,115615723周家春食品工艺学J化学工业出版社,2003,118929024李旭祥分离膜制备与应用J化学工业出版社,2004,21261284425贾培起啤酒冷杀菌的新工艺J技术与市场,2008,871826宋纪蓉食品工程技术原理J化学工业出版社,2005,21910027周志刚,杨连声脉冲强光技术在食品工业中的应用J食品工业,2002,4444655毕业论文文献综述生物工程脉冲强光冷杀菌在啤酒中的应用摘要为了使
9、啤酒在杀菌过程中能够保持其原有的风味和营养，满足消费者对自然、卫生、安全营养、有益于健康的啤酒的追求，采用脉冲强光冷杀菌代替啤酒传统的灭菌方式，通过脉冲强光技术有效抑制微生物的生长，达到口味更纯正，保存时间更长的目的。关键词啤酒脉冲强光杀菌0前言长期以来，由于啤酒中含有各种酶以及微生物，啤酒生产过程中不可避免的使用热力技术以达到杀菌灭酶的作用，然而，高温会破坏啤酒原有的香气、风味和营养成分，降低产品附加值，每年因此而造成很大损失1。近年来，越来越多的研究人员开始将目光转向非热力杀菌技术，脉冲强光杀菌技术就是其中之一。脉冲强光杀菌是一种利用强烈白光闪照的杀菌技术，其系统主要包括动力单元和灯单元，
10、动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。由于只处理食品表面，从而对食品营养成份影响很小2。1啤酒的发展和现状11啤酒的发展背景啤酒从20世纪传入我国，其产量2002年跃居世界第一。之后连续8年啤酒产量保持世界第一。现今，啤酒已发展成为世界酒类中生产量和消费量最大的酒种。2008年以来，随着外资对国内啤酒行业的逐渐渗透，中国啤酒市场的成长性，吸引了更多的国际资本关注，越来越多的国际资本势不可挡地涌入中国，并依附于中国的优势企业和优势品牌为载体运作，与急需增强资本优势开拓国际国内市场的中国啤酒企
11、业展开合作，互相形成优势互补，共同开拓中国啤酒市场3。12啤酒的发展现状我国啤酒行业在过去几年里发展平稳，截止2006年12月底，全行业规模以上企业数量为580家，比2005年同期增加了11家，虽然相比前几年增势有所减缓，但是仍继续保持2002年以来的增长趋势。目前，我国人均啤酒消费量虽然已经接近22升，而世界平均水平目前是30升，欧美国66家人均年消费啤酒已超过80升。可见，我国啤酒的消费潜力是非常巨大的4。2啤酒的杀菌方法目前，作为啤酒除菌方法主要有两大类三种方法，即巴氏杀菌和膜过滤除菌，其中，巴氏杀菌在工艺上又分为两种方法，前杀菌也叫瞬时灭菌和后杀菌。前杀菌是指产品在灌装入容器之前进行短
12、时高温加热处理实现灭菌目的，不再需要杀菌机，但是从瞬时灭菌后到进入灌装，此段过程要求运行在无菌状态，以防止被再次污染，因此对后续的灌装过程要求较高；后杀菌目前用得较多，即利用隧道式杀菌机进行杀菌5。另一除菌方法是膜过滤除菌法。用此种方法不再需要巴氏杀菌，对啤酒的原有风味没有大的损害，但和“前杀菌”一样，它也要求后续运行过程应在无菌状态下，防止二次污染，这对工作环境都提出了较高的要求6。21隧道式喷淋杀菌啤酒装瓶后的巴氏杀菌，目前国内主要采用隧道式喷淋杀菌机。瓶酒在杀菌机隧道内被输送装置从隧道一端缓慢地运送到另一端，在输送过程中经过若干段不同温度水的喷淋，使瓶酒经过加热、保温、冷却三个阶段完成杀
13、菌过程，最终达到杀菌的效果7。22膜过滤杀菌啤酒厂常用孔径为12微米的微孔薄膜，它能够滤除酵母菌，而若需要滤除细菌，则需08微米或06微米甚至更小一些孔径的薄膜。薄膜过滤主要用于精滤，酿制无菌鲜啤酒。酒在过滤前先经离心机或硅藻土过滤机粗滤，再用薄膜过滤除菌。采用膜过滤法，可省去啤酒在灌装前或灌装后的热杀菌工序，具有设备简单、节约能源、分离效率高、产品损失少、降低生产成本、易自动控制等优点。膜分离通常在常温下操作，77不涉及相变，增进了啤酒胶体稳定性与泡沫稳定性，而且成品酒无过滤介质残留8。3脉冲杀菌的发展和现状脉冲强光杀菌技术开始主要应用在医药卫生领域医疗器械表面杀菌消毒和透明药剂溶液杀菌9，
14、取得了比较显著的杀菌效果，随着该杀菌技术和设备的成熟，逐渐过渡应用到食品杀菌保藏中，1996年美国食品及药物管理局（FDA）批准采用脉冲强光作为控制食品表面微生物的灭菌手段10。对于食品中应用该杀菌技术，国外从90年代开始陆续有相关文献报道，但研究资料还是相对较少。31脉冲强光杀菌的原理脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照而使惰性气体灯发出与太阳光谱相近，但具有强度更强的紫外线至红外线区域光来抑制食品和包装材料表面、固体表面、气体和透明饮料中的微生物的生长繁殖。JOSEPHDUNN11等的研究表明脉冲强光对多数微生物有致死作用12。周万龙设计的脉冲强光技术对微生物和钝化酶的效果显著，其研究结果
15、表明1随着闪照次数的增加，残余菌数明显减少。枯草芽孢杆菌起始浓度2L05个ML时，输入190V电压，闪照间隔为6S，高压脉冲触发宽度为20S，闪照30次后，残余菌数为0。2脉冲强光对微生物致死作用明显，可进行彻底杀菌。对不同的食品，不同种类的微生物，需要控制不同的条件。光照脉冲还可钝化液态淀粉酶和蛋白酶，其活力随闪照次数的增加而降低13。32影响脉冲强光杀菌效果的因素被处理对象的物态。国内有人研究发现，脉冲强光能降低液态淀粉酶和蛋白酶的活力，而对固态淀粉酶和蛋白酶活力的影响很小。其原因可能是固态淀粉酶、蛋白酶被闪照时是以细小颗粒存在，光对其穿透性弱，只能作用到其表面，故对其活力及结构都无大的影
16、响。闪照次数、输入电压和闪光间隔。通过研究发现影响淀粉酶活力的主次因素依次是闪照次数、输入电压、闪光间隔。闪照次数是影响酶活力的最大因素。闪照次数越多，酶活下降越大。分段闪照对酶的活力影响不大14。因此，在保证同样的杀菌效果下，可以对设备的要求有所降低，以及在实际生产中可前后安排多台设备以达到要求。脉冲装置中受照射物体离光源的距离、触发脉冲宽度等参数也影响杀菌效果。33脉冲强光杀菌的优点脉冲光杀菌设备成本低并且可以安装于食品加工生产线上，进行连续性生产。在生产成本和效率方面占有明显优势15。脉冲光在处理简单表面物体和透明介质水、空气等时具有88高效杀菌性106L07CFU，对不透明和不规则食品
17、的表面也有一定的杀菌效果10L03CFU，因此可有效延长产品货架期,增加安全性。另外,值得一提的是,脉冲光杀菌的费用并不高，据保守估计实际应用中包括设备固定投资、灯的替换、电能及维修费,折合所耗总功率为4JCM2，那每平方英尺处理面积的生产成本还不到一美分。所以说，脉冲光是一种有效、简单、可行的杀菌新技术，值得大力推广16。4脉冲强光杀菌在国内外的应用41脉冲强光杀菌设备1742脉冲强光杀菌的应用421焙烤制品焙烤制品处于烤炉条件下，一般的微生物均不能生存热稳定性的芽孢属芽孢除外，但是在烤后冷却、切片和包装过程中会有2次污染，使得产品在贮存过程中出现霉变现象，脉冲强光的处理可有效缓解此情况。由
18、两个聚乙烯袋包装的切片面包试验，未经处理的样品在室温下存放57天即有霉菌生长，11天后霉变现象相当严重；而透过包装袋经脉冲强光处理过的样品室温下放置11天以上仍无霉变迹象。类似的结果从棍子面包、纸托蛋糕、百吉99圈等焙烤制品的贮存试验中也反映出来18。422海产品虾经脉冲强光处理后，在冰箱中保存7天仍可食用，而未经处理的虾则出现被微生物大量降解、变色、有腐败臭味等变质现象，失去食用性。经脉冲强光处理过的鱼片则不论从微生物角度还是感官质量方面均得以改善19。423肉制品大批量试验均显示脉冲强光确实可加强肉制品的货架期和安全性。营养与化学成分分析发现处理与未处理样品之间无差别，所测成分包括蛋白质、
19、维生素B2、亚硝胺和维生素C。维生素B2很容易吸收可见光，对光、热及氧化敏感，但对牛肉、鸡肉和鱼肉的研究表明，即便是过量的脉冲强光也未影响到维生素B2的含量。脉冲强光杀菌是没有选择性的非特异性，只要是暴露在光下的微生物均可杀灭，但对于具有复杂表面的材料如肉，其杀菌效果要明显低于简单表面的介质或包装，这是因为肉的表面存在小的凹陷、裂缝、折叠，使微生物有了藏身之所，光无法达到，因此杀菌效率会降低，一般只有10103CFUML20。424水脉冲强光是处理罐装或配料水的有效手段。实验室演示脉冲强光可高度灭活水中的陆生克雷伯杆菌KLEBSIEUATERRIGENA、似隐球菌小球卵胞菌CRYPTOSPOR
20、IDIUMPARICONOOCYTES以及水中其他悬浮微生物，前者是环保部门推荐的检测水的杀菌效果的指标菌；后者则是水中最具抗性的病原菌，氯及传统的紫外线方法都不能杀灭。而经1JCM2的脉冲强光闪光照射一次，由动物试验表明，含似隐球菌小球卵胞菌量达106107的水对大鼠失去了感染力21。5脉冲强光杀菌应用展望51脉冲强光杀菌啤酒灭菌中的前景传统制取高度生物稳定性啤酒均采取巴氏杀菌的方法，这种灭菌方法效果好，保存期长，适合远距离运输22。但经过巴氏杀菌后，啤酒将丧失新鲜的口感，对其营养成分破坏较大，耗能也较大。因此，针对啤酒发酵液灭菌常用方法中所存在的技术问题特提出啤酒发酵液的低温灭菌方法。采用
21、脉冲强光杀菌技术对啤酒进行杀菌，具有灭菌效果好、营养保持更充分、口感更佳、能量消耗更低的特点，是优质高效的技术工艺23。本实验脉冲强光冷杀菌工艺的特征是将新鲜的啤酒发酵液在脉冲闪照功率18J/次，频率为5、4、3、2次不等的条件下进行处理。101052脉冲强光杀菌在其他领域的前景除了给食物灭菌，还用于以下的产品和领域制造化妆品的配料和成品；要求高度清洁的设备、产品、装置和区域；使用前的医疗和齿科设备；食品加工设备，以减少交叉污染的程度和可能性；处理或半处理的污水，以减少微生物载荷；空气或其他气态化合物，以减少生物载荷24。脉冲强光杀菌是一种表面杀菌技术，它在杀菌和对食品进行保鲜的同时能很好地保
22、持食品的营养成分和风味不发生变化，且无有害物质残留。同时，脉冲强光杀菌技术在处理食品时所需要的费用也不高。由于这些优点，再加上科学技术的发展，脉冲强光杀菌技术将具有广泛的发展前景25。参考文献1力奔中国食品J19937402JDUNN,ABASHNELL,TOTT,WCLARKPULSED,WHITELIGHTFOODPROCESSINGCEREA1JFOODSWORLD,1997,4275105153韩永奇2009年中国啤酒行业的风向标将转向何方J2009七大风向标左右中国啤酒业发展J啤酒科技,2009,1375124伊志宏,等中国企业创新能力研究J中国人民大学出版社,2008,112632
23、665德WOLFGANGKUNZE啤酒工艺实用技术M中国轻工业出版社,2008,94914956中国食协啤酒专业委员会回顾与展望中国啤酒工业J内蒙古人民出版社,2005,12522547周广田现代啤酒工艺技术J化学工业出版社,2007,712312338贾培起啤酒冷杀菌的新工艺P中国2006100131183,2008,89施增辉论啤酒杀菌技术及其生产线配置J酒饮料技术装备,2009,4646610冯艳继,李宾学纯生啤酒膜过滤质量的控制J啤酒科技,2008,4414211徐怀德,王云阳,刘伟,等食品杀菌新技术J科学技术文献出版社,2005,7,130330412ELMNASSER,N,SGUI
24、LLOU,ETALPULSEDLIGHTSYSTEMASANOVELFOODDECONTAMINATIONTECHNOLOGYJCANJMICROBIOL,2007,5381382113JOSEPHDUNN,THOMASOTT,WAYNECLARKJFOODTECHNOLOGY,1995,499959814曾庆孝食品加工与保藏原理J化学工业出版社,2002,111848615周万龙,高大维等脉冲强光杀菌对酶的钝化作用研究J食品工业科技,1998,151716张晓东畜产品质量安全及其检测技术J化学工业出版社,2006,4111217李辉,王丽多浅谈国外食品冷杀菌技术J世界农业,2010,2860
25、111118周素梅脉冲光杀菌新技术在食品及包装中的应用J广州食品工业科技,1999,21555719周家春食品工艺学J化学工业出版社,2003,118929020李树和果蔬花卉最新深加工技术与实例J化学工业出版社,2008,371821杜相革,董民主有机农业导论J中国农业大学出版社,2006,56517022殷涌光,刘静波,林松毅食品无菌加工技术与设备J化学工业出版社,2006,115615723周家春食品工艺学J化学工业出版社,2003,118929024李旭祥分离膜制备与应用J化学工业出版社,2004,212612825贾培起啤酒冷杀菌的新工艺J技术与市场,2008,871826宋纪蓉食品
26、工程技术原理J化学工业出版社,2005,21910027周志刚,杨连声脉冲强光技术在食品工业中的应用J食品工业,2002,444461212本科毕业设计（20_届）生啤酒脉冲强光冷杀菌的研究1313目录中英文摘要0前言21脉冲杀菌311脉冲杀菌的发展和现状312脉冲强光杀菌的原理313影响脉冲强光杀菌效果的因素314脉冲强光杀菌在水处理的应用42实验421实验材料与仪器设备422高压灭菌5221试管和培养皿的灭菌5222设备的灭菌和清洗523马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基的配制6231培养基成分6232配置方法624脉冲强光灭菌625平板菌落计数626感官评定和营养物质的检测6261感官评定
27、6262营养物质的检测63结果与讨论731鲜啤酒脉冲强光灭菌后的剩余菌量7311静态试验的剩余菌量7312动态试验的剩余菌量732鲜啤酒脉冲强光灭菌后对营养物质的影响7321脉冲强光处理鲜啤酒前后感官评价7322电子鼻数据图与分析833鲜啤酒脉冲强光灭菌后的保质期834最佳灭菌条件的确定94结论9致谢错误未定义书签。参考文献10附录错误未定义书签。1414摘要脉冲强光冷杀菌技术是利用强烈白光闪照杀菌的，杀菌效果极好，不会破坏食品原有的营养物质和风味物质。本研究的目的是将脉冲强光杀菌技术应用于生啤酒，满足消费者对自然、卫生、安全营养、有益于健康的啤酒的追求，为将来新鲜啤酒的长时间保存在工业生产和
28、商业上的应用奠定一定的基础；研究的方法是通过杀菌后剩余菌量的测定，以及杀菌后风味物质和营养物质的检测，确定最佳的杀菌条件，并测定保质期限；研究的结果是杀菌后生啤酒的营养物质和风味物质均无明显变化，并且保留的部分活性酵母，是很有优势的生啤酒冷杀菌方法。关键词生啤；脉冲强光；灭菌；应用ABSTRACTPULSEDLIGHTISTHEUSEOFCOLDSTERILIZATIONSTERILIZATIONSTRONGWHITELIGHTFLASHES,ANDSTERILIZATIONISVERYEFFECTIVE,WILLNOTDAMAGETHEORIGINALNUTRIENTSANDFOODFLAV
29、ORTHEPURPOSEOFTHISSTUDYISTHEPULSEDLIGHTSTERILIZATIONTECHNOLOGYFORBEER,MEETCONSUMERDEMANDFORNATURAL,HEALTH,SAFEANDNUTRITIOUS,WHOLESOMEPURSUITOFBEER,FRESHBEERFORALONGTIMETOSAVETHEFUTUREININDUSTRIALPRODUCTIONANDCOMMERCIALAPPLICATIONTOLAYAFOUNDATIONRESEARCHMETHODISTHROUGHTHEREMAININGBACTERIAAFTERSTERILI
30、ZATIONCONTENTS,ANDSTERILIZATIONFLAVORANDNUTRIENTSOFTHETESTING,TODETERMINETHEOPTIMALSTERILIZATIONCONDITIONS,ANDDETERMINATIONOFSHELFLIFEAFTERTHERESULTSOFTHESTUDYISTHESTERILIZATIONOFNUTRIENTSANDFLAVOROFDRAFTBEER,NOSIGNIFICANTCHANGESINMATERIAL,ANDRETAINEDBYTHEACTIVEYEAST,ISTHEGREATADVANTAGEOFTHEBEERCOLD
31、STERILIZATIONMETHODKEYWORDSDRAFTBEERPULSEDLIGHTSTERILIZATIONAPPLICATIONS220前言近30年来，我国啤酒产量保持了高速增长的势头，复合年均增长率达到了近15。2010年，我国实现啤酒产量4483万千升，比2009年增长63，连续9年稳居啤酒产量世界第1位1。同时，随着人类科技进步、人们生活水平和文化水平的提高，越来越多的消费者追求口感新鲜、自然、安全营养、有益于健康的饮品2。生啤酒是不经过传统高温杀菌的啤酒，能满足消费者对口感和营养的需求，但是生啤的货架期不长，阻碍了生啤的发展。近年来，越来越多的研究人员开始将目光转向非热力
32、杀菌技术，脉冲强光杀菌技术就是其中之一。脉冲强光杀菌是一种利用强烈白光闪照的杀菌技术，其系统主要包括动力单元和灯单元，动力单元为惰性气体灯提供能量，灯便放出只持续数百微秒，其波长由紫外光区域至近红外光区域的强光脉冲，其光谱与太阳光相似，但比阳光强几千倍至数万倍。由于只处理食品表面，从而对食品营养成份影响很小3。上世纪90年代末，广州珠江啤酒厂率先推出了“纯生”啤酒。之后在中国啤酒界掀起了一股“纯生”热。短短几年，“纯生”热己开始降温，依靠“纯生”啤酒获得利润的厂家也为数不多。究其原因有几点其一，啤酒酿造过程本来就应是在纯净化条件下完成的，但是中国啤酒真正发展起来是在改革开放以后，大多数啤酒厂缺
33、乏纯净化生产的理念和条件，微生物管理上也不到位，因此，严格意义上的生啤酒生产在中国仍有一段距离；其二，生啤酒的货架期限短，生啤酒的销售范围有限，受地域限制较大。啤酒的纯净化酿造，指的是原材料纯净化和酿造生产纯净化，是一项系统工程。其不仅取决于原材料和装备，而更重要的是取决于酿造过程中的微生物管理。口味新鲜、口感纯正、营养丰富，是其追求的目标。至于酿造后的处理方法，取决于啤酒的种类和市场4，无论哪种处理方法都只可能提高啤酒的生物、理化和口感的稳定性，而不可能改善啤酒的口味和口感。所以，口味和口感最好的啤酒是纯净化酿造后未经终端处理的啤酒，即含有部分活酵母的鲜啤酒。但是啤酒的口味和口感与啤酒商品的
34、货架期，始终是矛盾的5，延长货架期是以损失口味和口感为代价而获得的。啤酒纯净化酿造是决定啤酒的口味和口感的决定性因素，是我国啤酒工业改造和进一步发展的方向。生啤酒是经过无菌酿造、无菌过滤和无菌灌装生产，不经巴氏杀菌的啤酒6，具体流程如下原料（大米、麦芽）的粉碎糖化发酵过滤灌装。同时还需要完善的CPI系统对生产各个环节进行清洗，完善的微生物检测系统对全过程进行严格的检查和监控。因此，生产生啤酒对工艺技术、设备状况、卫生管理的要求比较高，严格的微生物管理贯穿于整个生产过程。啤酒终端处理主要是去除或杀死啤酒酵母菌，以阻止生化反应的延续。从理论上来说，任何可阻止生化反应进行的手段都可采用，但对食品而言
35、适宜采用物理方法。目前，作为啤酒除菌方法主要有两大类三种方法，即巴氏杀菌和膜过滤除菌，其中，巴氏杀菌在工艺上又分为两种方法，前杀菌也叫瞬时灭菌和后杀菌。前杀菌是指产品在灌装入容器之前进行短时高温加热处理实现灭菌目的，不再需要杀菌机，但是从瞬时灭菌后到进入灌装，此段过程要求运行在无菌状态，以防止被再次污染，因此对后续的灌装过程要求较高；后杀菌目前用得较多，即利用隧道式杀菌机进行杀菌7。另一除菌方法是膜过滤除菌法。用此种方法不再33需要巴氏杀菌，对啤酒的原有风味没有大的损害，但和“前杀菌”一样，它也要求后续运行过程应在无菌状态下，防止二次污染，这对工作环境都提出了较高的要求8。针对我国生啤酒发展的
36、现状，针对啤酒生产纯净化仍有一段距离的现实，我们希望通过脉冲强光冷杀菌这一技术应用于生啤酒的杀菌，在现有的生产条件下，生产出既能符合消费者需求，又有较长货架期的生啤酒，实现生啤酒的跨地区销售，进而提高企业改善现有生产条件的实力，将啤酒纯净化生产做大做强，从而达到推动生啤酒业发展的目的。1脉冲杀菌11脉冲杀菌的发展和现状脉冲强光杀菌技术开始主要应用在医药卫生领域医疗器械表面杀菌消毒和透明药剂溶液菌9，取得了比较显著的杀菌效果，随着该杀菌技术和设备的成熟，逐渐过渡应用到食品杀菌保藏中，1996年美国食品及药物管理局（FDA）批准采用脉冲强光作为控制食品表面微生物的灭菌手段10。目前国内，对脉冲强光
37、杀菌技术的研究处于初始阶段，主要表现在脉冲强光杀菌技术的研究，脉冲光处理食品及包装物DURM。1996，脉冲光杀菌新技术在食品及包装中的应用，脉冲强光杀菌技术在食品工业中的应用，脉冲强光杀菌对食品成分的影响及保鲜研究，脉冲强光杀菌对酶的钝化作用研究，自动控制脉冲强光杀菌装置的研制，脉冲强光杀菌在水处理中的应用。12脉冲强光杀菌的原理脉冲强光杀菌是采用脉冲的强烈白光闪照而使惰性气体灯发出与太阳光谱相近，但具有强度更强的紫外线至红外线区域光来抑制食品和包装材料表面、固体表面、气体和透明饮料中的微生物的生长繁殖。JOSEPHDUNN11等的研究表明脉冲强光对多数微生物有致死作用12。细菌、酵母菌等微
38、生物都是由水、蛋白质、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态物质。脉冲强光有一定的穿透性，当闪照时，脉冲强光作用于其活性结构上，使形成如单链断裂和嘧啶二聚体在酵母细胞中形成的DNA损伤13，以及细胞膜蛋白质及蛋白质和其他大分子修饰等结构变化，包括液泡膜膨胀和歪曲等14，从而使细胞失去生物活性，达到杀菌的目的。周万龙设计的脉冲强光技术对微生物和钝化酶的效果显著，其研究结果表明1随着闪照次数的增加，残余菌数明显减少。枯草芽孢杆菌起始浓度2L05个ML时，输入190V电压，闪照间隔为6S，高压脉冲触发宽度为20S，闪照30次后，残余菌数为0。2脉冲强光对微生物致死作用明显，可进行彻底杀
39、菌。对不同的食品，不同种类的微生物，需要控制不同的条件。光照脉冲还可钝化液态淀粉酶和蛋白酶，其活力随闪照次数的增加而降低15。13影响脉冲强光杀菌效果的因素被处理对象的物态。国内有人研究发现，脉冲强光能降低液态淀粉酶和蛋白酶的活力，而对固态淀粉酶和蛋白酶活力的影响很小。其原因可能是固态淀粉酶、蛋白酶被闪照时是以细小颗粒存在，光对其穿透性弱，只能作用到其表面，故对其活力及结构都无大的影响。闪照次数、输入电压和闪光间隔。通过研究发现影响淀粉酶活力的主次因素依次是闪照次数、输入电压、闪光间隔。闪照次数是影响酶活力的最大因素。闪照次数越多，酶活下降越大。分段闪照对酶的活力影响不大16。因此，在保证同样
40、的杀菌效果下，可以对设备的要求有所降低，以及在实际生产中可前后安排多台设备以达到要求。脉冲装置中受照射物体离光源的距离、触发脉冲宽度等参数也影响杀菌效果。4414脉冲强光杀菌在水处理的应用脉冲强光是处理罐装或配料水的有效手段。因为它对多数微生物有致死作用，如枯草芽孢外菌、大肠杆菌、酵母，可应用于含大量大肠杆菌的普通水处理中17。实验室演示脉冲强光可高度灭活水中的陆生克雷伯杆菌KLEBSIEUATERRIGENA、似隐球菌小球卵胞菌CRYPTOSPORIDIUMPARICONOOCYTES以及水中其他悬浮微生物，前者是环保部门推荐的检测水的杀菌效果的指标菌；后者则是水中最具抗性的病原菌，氯及传统
41、的紫外线方法都不能杀灭。而经1JCM2的脉冲强光闪光照射一次，由动物试验表明，含似隐球菌小球卵胞菌量达106107的水对大鼠失去了感染力18。2实验21实验材料与仪器设备样品与试剂鲜啤酒（未灭菌）宁波大梁山啤酒厂提供马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基仪器设备脉冲强光杀菌仪宁波纯亮杀菌设备有限公司（定做）；便携式电子鼻德国AIRSENSE公司PEN3；ZHJH1109型超净工作台；LDZX40BI立式自动电热压力蒸汽灭菌器；LRH190S恒温培养箱；WH861型恒温振荡器；DHG914AS烘箱；SB4200D超声波清洗机；电冰箱。图1脉冲强光杀菌仪脉冲闪照功率18J/次55图2脉冲强光杀菌仪灯管的
42、结构图其原理图17如图3所示图脉冲强光杀菌原理图直流电源向主电容C1充电贮能，同时经电阻R2和R3组成分压器向触发器电容C2充电，当开关S闭台后，C2放出的电能与脉冲变压器构成点振荡，在次级产生具有一定能量的高频高压脉冲触发丝口使灯光由惰性气体电离，贮在C1的电能迅速通过脉冲灯释放出来，形成强光。22高压灭菌221试管和培养皿的灭菌（1）选取适当培养皿和试管；有些试管须加9ML）蒸馏水包好（2）高压灭菌锅121摄氏度灭菌30MIN；（3）之后将培养皿在烘箱下烘干试管在常温下待冷却（4）取出放置无菌台使用。222设备的灭菌和清洗（1）将设备的4根不锈钢管取下；（2）管口的橡皮圈拿下先用自来水清洗
43、，再放置沸水中煮沸10分钟；（3）将4根不锈钢管放入高压灭菌锅121摄氏度灭菌30MIN；（4）灭菌结束后，取出，冷却数分钟后将橡皮圈放入管口，对设备进行连接，用保险膜对出口和进口进行密封；（5）取2个物料罐，先用自来水进行冲洗，后用蒸馏水进行润洗；（6）加入4L蒸馏水，用油皮纸包好出口和进口，高压灭菌锅115摄氏度灭菌20MIN（为了防止物料罐变形）；（7）灭菌结束后，取出，进料罐先与高压泵再与设备连接；66（8）将设备中的灭菌装置与电压装置连接，插上电源；（9）按下灭菌按钮和高压泵开关，先用2次/秒的闪照频率让装置稳定运行，再用5次/秒的闪照频率对灭菌装置进行灭菌5分钟，然后用灭菌水先对装
44、置进行冲洗，流速控制在6升/分，继续用5次/秒的闪照频率灭菌；（10）冲洗一次完毕后，再用出料罐中的灭菌水进行第二次冲洗，冲洗完毕后，将出料罐连接至装置出料口，关掉高压泵和灭菌装置，等待实验。23马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基的配制231培养基成分马铃薯100G、葡萄糖10G、琼脂89G、水500ML、自然PH。232配置方法（1）配制20马铃薯浸汁取去皮马铃薯100G，切成小块，加水500ML。煮沸20分钟，用纱布过滤，然后补足失水至所需体积。（2）配制时，按每500ML马铃薯浸汁加入10G葡萄糖，加热煮沸后加入89G琼脂，继续加热融化并补足失水。（3）分装、加塞、包扎（4）高压蒸汽灭菌1
45、15摄氏度灭菌20MIN。24脉冲强光灭菌（1）开启灭菌装置和高压泵，流速控制在3升/分，闪照次数控制在5次/秒，让进料罐中的酒液全部通过灭菌装置后，关闭灭菌装置和高压泵，为一次灭菌进程；（2）重复以上操作数次，第一次先做静态杀菌，分别取灭菌0，3，6，9分钟后的样液进行细菌计数；动态杀菌取杀菌，3，6，9次后的样液进行细菌计数；（3）灭菌完毕后，将酒液处理掉，再用自来水对装置冲洗数次，待出液澄清为止，关闭灭菌装置和高压泵，拔掉电源开关，断开灭菌装置与电压装置的连接，用保鲜膜对出口和进口密封，等待下次实验前的灭菌和清洗25平板菌落计数（1）用移液枪移取1ML原液，沿管壁徐徐注入含有9ML无菌水
46、的试管内，振摇试管混合均匀，制成110的稀释液，做好标记；（2）稀释到102就可以了，每个稀释度做三个平皿（注意不要染菌）；（3）将凉至40的PDA培养基（不烫手即可）注入平皿约1315ML，并转动平皿，混合均匀。同时将PDA培养基倾入加有1ML稀释液的灭菌平皿内作空白对照；（4）待琼脂凝固后，翻转平板，置371温箱内培养48小时；（5）培养到时间后，计数每个平板上的菌落数。可用肉眼观察，不要遗漏。在记下各平板的菌落总数后，求出同稀释度的各平板平均菌落数，计算出原始样品中每ML中的菌落数，进行分析报告。26感官评定和营养物质的检测261感官评定取3个试管的杀菌时间为0MIN、3MIN、6MIN
47、、9MIN的啤酒样品，分别置于温度为0的环境下，每天都观察，记录下啤酒变质的时间和状态。262营养物质的检测用便携式电子鼻检测啤酒的营养物质在杀菌前后是否发生变化。773结果与讨论31鲜啤酒脉冲强光灭菌后的剩余菌量为了使研究更严谨周密，我们进行了静态试验和动态试验，根据杀菌效果进行比较，并结合生产实际确定其可行性。311静态试验的剩余菌量表1静态试验的剩余菌量闪照频率0MIN3MIN6MIN9MIN3次/S剩余菌量（CFU/ML）2201751431124次/S剩余菌量（CFU/ML）220164132825次/S剩余菌量（CFU/ML）22015511443从表1可以看出，脉冲光的闪照频率为
48、5次/S时的剩余菌量最少，即杀菌效果越好；同等闪照频率的条件下，闪照时间越长剩余菌量越少，即杀菌效果越好。但是最佳杀菌条件要根据生啤酒杀菌后的颜色、风味、营养物质等的变化情况来确定。312动态试验的剩余菌量表2动态试验的剩余菌量闪照频率0MIN3MIN6MIN9MIN3次/S剩余菌量（CFU/ML）2201801621304次/S剩余菌量（CFU/ML）220172144955次/S剩余菌量（CFU/ML）22015812961注动态试验由于实验室设备条件有限，无法实现连续循环的杀菌，因此在试验过程中，由于接口的不断打开，使生啤酒容易受空气中细菌的影响，效果略逊于静态试验。经脉冲强光灭菌后，平
49、板上没有出现杂菌，且随着闪照时间和闪照频率的提高，酵母菌落的数量随之减少，即杀菌效果越好。由于啤酒原液的穿透率没有稀释后的啤酒高，因此酵母菌仍能保存一定的量，能够符合人们对生啤酒口感和营养的要求。32鲜啤酒脉冲强光灭菌后对营养物质的影响由于动态试验会受杂菌影响，因此灭菌后对营养物质的影响的测定我们采取经静态杀菌后的生啤酒作为样品。321脉冲强光处理鲜啤酒前后感官评价取灭菌时间分别为0MIN、3MIN、6MIN和9MIN的生啤酒三分之一试管，进行感官评定。首先，观察颜色是否发生变化；其次，检验风味是否变差，记录下生啤酒颜色、气味、温度的变化情况，进行综合评价。表3脉冲强光处理鲜啤酒前后感官评价杀菌时间/MIN颜色气味温度综合评价/分0正常正常正常103无变化无变化无变化96无变化微小变化，能接受升高0579无变化有点臭氧的味道升高26表3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。从表3我们可以看出，杀菌时间为3MIN时颜色、气味、温度均未发生变化；杀菌时间88到6MIN时颜色无变化，但是气味发生微小变化，并且温度也开始变化，升高05；杀菌时间到9MIN时，有臭氧的味道，表明虽然杀菌时间越长杀菌效果越好，但是到达一定程度时开始对生啤酒的成分、风味出
