CN100463618C - 一种流体食品杀菌灭酶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流体食品杀菌灭酶的方法。是使用巴氏温度结合高电压脉冲电场对流体食品进行杀菌灭酶，是将所述的流体食品是指液态或半固态食品，如鲜乳，西瓜汁，苹果汁，橙汁，番茄汁，草莓汁，蔬菜汁和含果肉果汁，蔬菜泥等，在进行杀菌灭酶时，是在60～100℃温度条件下持续2s～30min，同时结合通过高压脉冲电场处理，其电场强度为75～50kV/cm、脉冲数为2～100个对流体食品杀菌灭酶，达到商业无菌的程度。本发明的方法与热处理方法相比较使用的杀菌灭酶温度较低，避免了高温或超高温杀菌时的高温和高能耗，避免了由于高温对流体食品的营养成分的破坏，又最大限度的保存了流体食品中的热敏感成分，鲜味物质，减少了蛋白质的变性，保持了流体食品的高品质。本发明的方法使用巴氏温度结合高电压脉冲电场对流体食品进行杀菌灭酶不仅可以降低巴氏温度杀菌灭酶的温度和时间，同时也降低了高压脉冲电场杀菌灭酶的场强。本发明的方法是单独使用热处理方法和单独使用高压脉冲电场处理方法根本达不到的。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体食品杀菌灭酶的方法。
背景技术
本发明所说的一种流体食品杀菌灭酶的方法是使用巴氏温度结合高电压脉冲电场杀菌灭酶的方法。本发明所说的流体食品是指液态或半固态食品，如鲜乳，西瓜汁，苹果汁，橙汁，番茄汁，草莓汁，蔬菜汁，和含果肉的果汁，蔬菜泥等。本发明所说方法是指在100℃以下温度同时结合高电压脉冲电场处理将流体食品中各种酶的活性钝化，同时，将流体食品中的微生物杀死，达到商业无菌的程度，从而使流体食品达到和现有使用超高压瞬时杀菌同样的效果，达到可以进行无菌包装的程度。
现有流体食品商业无菌加工方法有：超高温瞬时灭菌方法，高温短时灭菌方法。这些方法可以使流体食品达到商业无菌，使用无菌包装之后有较长的保质期，但是这两种方法存在以下缺点：1)这两种方法都是热杀菌，使用较高的温度(135～150℃)，有较高的能耗。2)流体食品中的维生素等热敏成分易遭到破坏、蛋白质会产生变性，易产生蒸煮味。3)流体食品中的鲜味物质大量损失。
高温热处理流体食品可以杀菌和灭酶，一般需要较高的温度(135～150℃)才能达到完全杀菌和灭酶的效果。热处理温度较低时，例如在巴氏温度(100℃以下)仅能灭酶，不能完全杀菌。高电压脉冲电场可以在常温情况下杀菌，灭酶也有一定效果，但不能完全灭酶。本发明将这两种方法结合起来，发挥这两种方法各自的优点，达到完全杀菌和灭酶。
本发明使用传统的巴氏杀菌温度结合使用高电压脉冲电场方法对流体食品进行杀菌灭酶，达到商业无菌的要求，达到高温或超高温杀菌时同样的效果。杀菌时使用较低的温度结合高电压脉冲电场杀菌，保留了高电压脉冲电场非热杀菌的部分特征，保持了巴氏温度灭酶的优势，从而避免了高温或超高温杀菌时的高温和高能耗，以及高温对流体食品的营养成分的破坏，最大限度的保存了流体食品中的热敏感成分，鲜味物质，减少了蛋白质的变性，保持了鲜乳的高品质。
使用巴氏温度结合高电压脉冲电场对流体食品进行杀菌灭酶的方法不仅可以减少巴氏温度杀菌灭酶的温度和时间，同时也降低了高压脉冲电场的场强。使用本发明的方法的结果是单独使用热处理方法和单独使用高压脉冲电场处理方法根本达不到的，是他们不可比拟。
发明内容
本发明的目的在于针对现有高温热处理方法(高温和超高温杀菌方法)存在的上述缺点，提供一种流体食品杀菌灭酶的商业无菌的加工方法。
本发明为一种流体食品杀菌灭酶的方法，是使用巴氏温度结合高电压脉冲电场对流体食品进行杀菌灭酶，可使用如图1所示杀菌灭酶系统，其特征在于是将所述的流体食品在进行杀菌灭酶时，是在60～100℃条件下持续30min～2s，同时结合通过高压脉冲电场处理，其电场强度为75～50kV/cm、脉冲数为2～100个。
利用本方法可以对上述高电压脉冲电场参数进行不同的组合，例如温度不低于70℃持续不少于70s，结合使用不低于70kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于75℃持续不少于50s，结合使用不低于65kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于80℃持续不少于25s，结合使用不低于63kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于85℃持续不少于18s，结合使用不低于62kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于90℃持续不少于2s，结合使用不低于60kV/cm场强，10个脉冲。或者其他不同的任意的组合。
附图说明
图1使用巴氏温度结合高电压脉冲电场杀菌灭酶的流体食品的加工方法系统简图
图2是高压脉冲电场场强与微生物残留量的关系曲线图；
图3是高压脉冲电场脉冲个数与微生物残留量的关系曲线图；
图4是杀菌温度与杀菌效果的关系曲线图；
图5是电场强度对过氧化物酶活性的影响曲线图；
图6脉冲数对过氧化物酶活性的影响曲线图
图7温度对过氧化物酶活性的影响曲线图
表1不同温度下过氧化物酶完全失活临界时间
表2电场处理条件下原料鲜乳中酶完全失活的临界时间
表3巴氏温度结合高压脉冲电场对原料鲜乳杀菌灭酶最低处理条件
表4巴氏温度结合高压脉冲电场不同处理条件对原料鲜乳理化指标的影响
表5巴氏温度结合高压脉冲电场西瓜汁杀菌灭酶最低处理条件
表6巴氏温度结合高压脉冲电场芹菜汁汁杀菌灭酶最低处理条件
表7巴氏温度结合高压脉冲电场苹果汁杀菌灭酶最低处理条件
表8巴氏温度结合高压脉冲电场菠菜泥杀菌灭酶最低处理条件
表9巴氏温度结合高压脉冲电场草莓汁杀菌灭酶最低处理条件
具体实施方式：
通过以下实施例及其式样结果分析对本发明方法作进一步详细说明：
实施例1.
电场强度对鲜乳杀菌效果的影响：
处理脉冲数为6个，原料鲜乳初始微生物数为1.0×107cfu/ml。温度为室温(20℃)的条件下，电场强度分别取75kv/cm，60kv/cm，45kv/cm，30kv/cm，15kv/cm来处理原料鲜乳，通过微生物平板计数法检测，原料鲜乳中微生物残留数与处理场强大小的关系如图2所示。
从图2可以看出，随着场强的增强，灭菌效果愈加明显。在较低的电场强度时，即在30kv/cm以下时，电场对原料鲜乳的杀菌效果不明显，当电场强度由45逐渐升高到75kv/cm时，菌残留量随电场强度的增加急剧减少，杀菌效果显著提高。当电场强度达到75kv/cm时，可以将乳中的微生物全部杀死。整个杀菌过程中，由于脉冲数较少，处理后的原料鲜乳没有温升。
实施例2.
脉冲数对鲜乳电场杀菌效果的影响
原料鲜乳初始微生物数为1.0×107cfu/ml。室温条件下，电场强度为50kv/cm，脉冲数分别取2，4，6，8，100来处理原料乳，通过微生物平板计数法检测，来确定原料乳中微生物残留数与脉冲数大小的关系，结果如图3所示。
从图3可见，在相同的电场强度(50kv/cm)及室温(20℃)条件下，随着脉冲数的增加电场杀菌效果增强，但曲线比较平缓，当脉冲数增加50倍，残留细菌数仅仅降低了1个数量级。因此，可以认为脉冲数对电场杀菌效果影响较小，所以可以选用较小的脉冲数。
实施例3.
温度对鲜乳电场杀菌效果的影响
电场强度E＝50kv/cm，处理一次脉冲数C＝6的条件下，温度分别取10℃，15℃，20℃，25℃，30℃，对原料鲜乳进行高压脉冲电场杀菌。原料鲜乳中细菌总数为1.0×107cfu/ml。经电场处理后果汁中的细菌总数变化与温度之间的关系如图4所示
由图4可见，在相同的电场强度50kv/cm及脉冲数6条件下，温度对原料鲜乳杀菌效果影响较大，温度越高，杀菌效果越好。
实施例4.
不同温度下过氧化物酶完全失活临界时间。
在不同温度时分别测定将过氧化物酶完全钝化所需要的临界时间，结果如表1所示。
表1 不同温度下过氧化物酶完全失活临界时间
实施例5.
电场强度对酶活性的影响
脉冲数为6，室温条件下，电场强度分别取20，30，40，50，60，70，80kv/cm，来处理原料鲜乳中的酶，测定处理后的原料鲜乳中的过氧化物酶活性，从而确定电场强度对原料鲜乳中酶活性的影响，结果如图5所示：
由图5可见，随着电场强度的增加，酶的失活率增加。电场强度在30—60kv/cm时，酶的失活率迅速增加，当电场强度在60—80kv/cm时，失活率曲线比较平缓，酶的失活率增加幅度较小。从图4可以看出，在不同场强处理条件下，最大的酶的失活率仍小于60％。
实施例6.
脉冲数对酶活性的影响
电场强度为60kv/cm，温度为室温(20℃)的条件下，脉冲数分别取2，4，6，8，10，12，100来处理原料鲜乳中的酶，测量过氧化物酶的活性，确定不同脉冲数对原料鲜乳中过氧化物酶活性的影响。结果如图6所示。
由图6可见，随着脉冲数的增加，酶的失活率增加。脉冲数小于10的时候，酶的失活率增大较快，当脉冲数增大到10以后，失活率曲线比较平缓，酶的失活率增加幅度较小。由于增加脉冲会延长相应的处理时间，为了既能很好地钝化酶，又能减短处理时间，因此可以选择较少的脉冲数来处理原料鲜乳。
实施例7.
在高压脉冲电场下温度对过氧化物酶活性的影响
电场强度为60kv/cm，脉冲数为10，分别测定不同温度下处理10s，过氧化物酶的失活率，结果如图7所示。
由图7可见，随着温度的增加，过氧化物酶失活率显著增加，当温度达到90℃时，过氧化物酶完全失活。
实施例8.
巴氏温度结合高压脉冲电场灭酶条件
由于处理温度是影响过氧化物酶活性最主要的因素，因此，在上述实验的基础上，电场强度为60kv/cm，脉冲数为10的条件下，找出不同温度下能将过氧化物酶完全失活所需的最低处理时间。结果如表2所示：
表2 高电压脉冲电场处理条件下鲜乳中酶完全失活的临界时间
实施例9.
巴氏温度结合高压脉冲电场杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，原料鲜乳中过氧化物酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表3所示。
表3 巴氏温度结合高压脉冲电场对原料鲜乳杀菌灭酶最低处理条件
表3所示在最高的温度为90℃时结合高电压脉冲电场60kv/cm场强10个脉冲时最低仅需要2s时间就可以达到既将原料鲜乳中的微生物全部杀死，又将乳中的酶完全钝化；而在温度为80℃时结合高电压脉冲电场63kv/cm场强10个脉冲时，需要最低25s时间可以既将原料鲜乳中的微生物全部杀死，又将乳中的酶完全钝化。
由表3可知，温度不低于70℃，持续时间不少于70s，结合使用不低于70kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于75℃持续不少于50s，结合使用不低于65kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于80℃持续不少于25s，结合使用不低于63kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于85℃持续不少于18s，结合使用不低于62kV/cm场强，10个脉冲；或温度不低于90℃持续不少于2s，结合使用不低于60kV/cm场强，10个脉冲，均可以达到杀菌灭酶的要求。
实施例10.
巴氏温度结合高压脉冲电场对原料鲜乳理化指标的影响
样品1：为场强70kv/cm，脉冲数为10，70℃下处理70s；
样品2：为场强65kv/cm，脉冲数为10，75℃下处理50s；
样品3：为场强63kv/cm，脉冲数为10，80℃下处理23s；
样品4：为场强62kv/cm，脉冲数为10，85℃下处理18s；
样品5：为场强60kv/cm，脉冲数为10，90℃下处理2s。
每个处理样测定三次，取平均值，其结果如表4所示。
表4 巴氏温度结合高压脉冲电场对原料鲜乳理化指标的影响
从表4可以看出，经过巴氏温度结合高压脉冲电场对原料鲜乳杀菌灭酶后，其理化指标没用发生太大的变化，处理温度越低，变化越小。样品1蛋白质变性仅为4.9％，VC损失量为15％，VB12损失量为8.65％。
实施例11.
巴氏温度结合高压脉冲电场对西瓜汁杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，西瓜汁中过氧化物酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表5所示。
表5 巴氏温度结合高压脉冲电场西瓜汁杀菌灭酶最低处理条件
表5所示西瓜汁杀菌灭酶的最低条件与鲜乳的杀菌灭酶最低条件相同。
实施例12.
巴氏温度结合高压脉冲电场对芹菜汁杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，芹菜汁中过氧化物酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表5所示。
表6 巴氏温度结合高压脉冲电场芹菜汁杀菌灭酶最低处理条件
表6所示芹菜汁杀菌灭酶的最低条件与鲜乳的杀菌灭酶最低条件相同。
实施例13.
巴氏温度结合高压脉冲电场对苹果汁杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，苹果汁中过氧化物酶、果胶酶和多酚氧化酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表5所示。
表7 巴氏温度结合高压脉冲电场苹果汁杀菌灭酶最低处理条件
表7所示苹果汁杀菌灭酶的最低条件与鲜乳的杀菌灭酶最低条件也相同。
实施例14.
巴氏温度结合高压脉冲电场对菠菜泥杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，菠菜泥中酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表5所示。
表8 巴氏温度结合高压脉冲电场菠菜泥杀菌灭酶最低处理条件
表8所示菠菜泥杀菌灭酶的最低条件与鲜乳的杀菌灭酶最低条件也相同。
实施例15.
巴氏温度结合高压脉冲电场对草莓汁杀菌灭酶最低处理条件
不同的杀菌灭酶温度结合不同的高电压脉冲电场参数(脉冲数为10)，草莓汁中酶完全钝化、微生物完全杀死的结果如表5所示。
表9 巴氏温度结合高压脉冲电场草莓汁杀菌灭酶最低处理条件
表9所示草莓汁杀菌灭酶的最低条件与鲜乳的杀菌灭酶最低条件也相同。
Claims (3)
1.一种流体食品杀菌灭酶的方法，是使用巴氏温度结合高电压脉冲电场对流体食品进行杀菌灭酶，其特征在于是将所述的流体食品在进行杀菌灭酶时，是在60～100℃巴氏温度条件下持续30min～2s，同时结合通过高压脉冲电场处理，其电场强度为75～50kV/cm、脉冲数为2～100个。
2.根据权利要求1所述的一种流体食品杀菌灭酶的方法，其特征在于所说的流体食品是鲜乳，西瓜汁，苹果汁，橙汁、草莓汁，蔬菜汁液态的食品，和含果肉果汁，蔬菜泥半固态的食品。
3.根据权利要求1所述的一种流体食品杀菌灭酶的方法，其特征在于所说的巴氏温度结合高电压脉冲电场是温度不低于70℃，持续时间不少于70s，结合不低于70kV/cm高电压脉冲电场场强，10个脉冲；或温度不低于75℃，持续时间不少于50s，结合不低于65kV/cm高电压脉冲电场场强，10个脉冲；或温度不低于80℃，持续时间不少于25s，结合不低于63kV/cm高电压脉冲电场场强，10个脉冲；或温度不低于85℃，持续时间不少于18s，结合不低于62kV/cm高电压脉冲电场场强，10个脉冲；或温度不低于90℃，持续时间不少于2s，结合不低于60kV/cm高电压脉冲电场场强，10个脉冲。
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