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射频加热是新兴的介电加热技术,具有加热速度快,穿透性强,加热较均匀等优点,在低水分农产品的杀菌和杀虫等领域的应用越来越受到人们的关注。射频杀菌通过射频加热的方式使物料内部快速升温,达到目标菌的热致死温度,从而完成菌种的杀灭。目前黑胡椒的杀菌工艺研究中,研究的物料总量相对较少,结果难以在工业领域中应用。工业应用中,目前主要的杀菌方式是蒸汽杀菌,杀菌效果显著,但是需要后续干燥去除杀菌过程中增加的水分,过程繁琐且对黑胡椒的品质有影响。因此,本研究选取聚丙烯容器（24*15*6 cm3）盛放1359.6 g的黑胡椒颗粒作为研究对象,鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7为实验菌种,这两种菌种是主要的食源性致病菌。实验中,结合数值模拟建立了黑胡椒颗粒的有限元射频杀菌模型,并通过实验对模型的有效性进行了验证。最后对处理前后的黑胡椒品质进行分析,对比结果,确认较优的杀菌工艺。本论文首先介绍了射频加热系统的运行机制以及射频在食品加工中各个领域内的应用。同时,还介绍了有限元模拟的意义和应用现状,并结合射频的优缺点,提出一些关于射频加热技术应用的展望。本研究主要分为四大部分:1、射频加热黑胡椒有限元数值模拟的构建,并通过实验对模拟的有效性进行验证;2、探究黑胡椒射频加热工艺;3、测得黑胡椒中鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7的热致死情况及杀菌动力学方程,代入模拟求解,确认杀菌工艺,最后进行射频杀菌实验验证;4、不同处理方式下黑胡椒的品质分析。具体如下:（1）运用介电特性混合方程—CRIME方程、LLLE方程、BE方程计算出黑胡椒颗粒状下相应的介电特性,随后运用COMSOL Multiphysics软件建立静电场-热传导双向耦合模型对射频加热仿真,同时用27.12 MHz,12 k W的平行极板式射频系统进行加热实验验证。结果显示,采用CRIME方程获得的介电特性运用在仿真中与试验结果的温度分布最为接近,则CRIME方程计算得到的结果与实际值更吻合,实验中所建立的模型也有效,可以进一步应用到杀菌工艺的探索中。（2）在前期预实验中,结合机器匹配电压和物料加热速率的问题,确定正式实验容器为聚丙烯容器（24*15*6 cm3）,在此基础上,通过改变上下极板的间距（12～13 cm）,选则较好的加热工艺。根据上表面和中间层的温度分布均匀性指数,发现上表面和中间层的值分别为0.097和0.074,略低于12、13 cm的值。对比中间点和边角点的升温曲线,物料初始温度为23℃,三者的升温曲线都较平缓,达到目标终点（中心点温度达到70℃）时三者所用时间两两间隔约30 s。结合温度分布图和升温曲线,发现间距12.5 cm的间距更优。即最终确定加热工艺的容器规格为24*15*6 cm,极板间距为12.5 cm。（3）为了确定黑胡椒的射频加热杀菌工艺,先确定目标菌（大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌）的致死情况。结果显示,大肠杆菌O157:H7在65、70、75℃对应的D值分别为1.15、0.55、0.16 min,绘制log10D-T关系图,并对曲线进行拟合,得到Z值约为11.6℃。鼠伤寒沙门氏菌在65、70、75℃对应的D值分别为4.88、3.44、1.95 min,绘制log10D-T关系图,并对曲线进行拟合,得到Z值约为17.2℃。对log10D-T的曲线进行回归分析,得到二者的线性回归方程分别为:y=5.68787-0.08695x（R2=0.94654）;y=4.50238-0.05812x（R2=0.91081）。根据线性回归方程,确定D-T的关系,代入计算机模型中,可以快速计算得到射频加热物料不同时长下样品中杀灭的目标菌落。结合实际实验中环境温度和物料初始温度的轻微变化等因素对实验造成的影响,选择延长一定的加热时间,对抽真空样袋中的黑胡椒进行目标菌检测。事实证明,黑胡椒接种目标菌后的初始菌值为7～8log,大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌分别射频加热9 min和10 min后,目标菌完全被杀灭。因此,在此条件下,射频可以杀灭8 log及以上的目标菌。（4）品质指标选取了水分活度、灰分、胡椒碱含量、风味成分和色差分析。结果表明,黑胡椒射频加热9 min以后,水分活度从0.673±0.021降至0.573±0.063,而蒸汽杀菌后的黑胡椒中水分活度升至0.757±0.030。从灰分结果上来看,原样、121℃蒸汽杀菌5 min和射频加热9 min三者含量分别为3.28%、3.07%和3.18%,相差不大,可见无论是蒸汽处理还是射频处理对黑胡椒灰分的影响比较小,而从显著性差异分析来看,射频处理对灰分影响更小。对比胡椒碱含量发现,121℃蒸汽杀菌5 min后的胡椒碱含量与原样相比,存在显著性差异（<0.05）,其胡椒碱含量最低、损失最大。射频加热9 min后,胡椒碱含量与原样几乎无差别,损失最小。根据黑胡椒风味成分的GC-MS图可以看出,三种黑胡椒的风味物质组成总体一致,占比最多的四种物质均是石竹烯、3-蒈烯、D-柠檬烯和β-蒎烯。从色差分析结果来看,与原样相比,射频加热后的黑胡椒亮度、红度和黄度都有增加,蒸汽处理下黑胡椒的亮度、红度和黄度都有减少。蒸汽处理后对黑胡椒的亮度、黄度影响较大,两种处理方式对黑胡椒的红度均有一定影响,而就黑胡椒色泽的影响综合分析来看,射频处理方式后的黑胡椒色泽更好。通过本文的研究,旨在为黑胡椒的工业化射频杀菌以及将有限元模拟与射频杀菌相结合使用提供更多可能性。