CN101827528A - 用于食品颗粒的烘烤和表面巴氏杀菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于颗粒食品的烘烤和表面巴氏杀菌的方法。烘烤和表面巴氏杀菌可以组合成一个过程，根据本发明，提供了一种处理方法，其在温度＞100℃的湿润环境中进行处理，在烘烤系统内，在烘烤操作过程中进行巴氏杀菌，在巴氏杀菌时段，食品的表面温度被控制为比所形成的气氛的露点温度低几度，巴氏杀菌进行1-30分钟，随着烘烤的深入或持续，食品表面的冷凝水被除去，且该冷凝水的吸收被最小化。

Description

用于食品颗粒的烘烤和表面巴氏杀菌的方法
本发明涉及用于食品颗粒的烘烤和表面巴氏杀菌的方法，特别是含油种籽，如杏仁、榛子、山核桃，胡桃，还有花生、麸皮、谷类、咖啡豆、可可豆等。农产品和食物天然带有无害的和潜在致病性的微生物。在大多数情况下，农产品是在新鲜时加工，或是借助适当的技术手段使其耐放。在工业上应用的储藏方法中，其中有通过加热、用电离辐射照射或用有致死作用的气体处理来消毒或杀菌。后两种提到的方法仅能以有限的方式使用，因为这些方法的使用受到法律的严格监管。
在过去几年，已经报道了数起生杏仁被沙门氏菌污染的案例。为了增强杏仁产品的安全性，美国官方已经命令从2007年秋季起，全部杏仁收获物都必须进行巴氏灭菌。杏仁和其它含油种籽的巴氏杀菌对所使用的方法有特殊的要求。由于杏仁的存储能力和完整性会因水分而受损，杏仁的水含量不允许由于处理或在处理过程中增加到可感知的程度。此外，在强加热或机械处理过程中，生杏仁容易失去包裹在种籽上的果皮，这一定会被认为是严重的质量损失。
此外，美国官方已经要求巴氏杀菌可以在常规的进一步处理步骤(例如，漂白和烘烤)中进行。这些方法步骤总体上必须保证充分灭活。
已经描述过多种用于热空气烘烤坚果和杏仁的装置和方法。这些方法的汇编可以在Finke(1965)、Kleinert(1966)、Gaupp(1978)、Bockelmann(1987)和Perren(1995)上找到。热空气烘烤法的共同点在于用125℃-约600℃的干热空气处理坚果，由此坚果被加热并烘烤8分钟至60分钟。烘烤的特点在于烘烤的阶段。通过烘烤，水含量减少到至2.5％以下，质地也变为松脆易碎的。此外，形成了介于浅棕色与深棕色之间的烘烤色，还产生了典型的烘烤香味和舒适的烘烤口感。
有效的热灭活微生物通常是在水分活性增加的气氛中获得的。相比之下，在干加热情况下，微生物失活程度有限。由于借助热空气的烘烤构建了在干燥气氛中的处理，只有在非常长时间处理后或是在高温下才能确保热空气烘烤微生物灭活。
为了达到所述的相当于4个对数单位数量级的沙门氏菌SE PT 30的灭活作用所需的参数记载在Almond Board of California的“Guidelines forValidation of Dry Roast Processes”中。为热空气烘烤过程中最小的热灭活而必须达到的所述产品温度或各自的时间的组合很高，以至于在这些条件下无法避免地形成了高的烘烤阶段和相应的深烘烤色。因此，只有在烘烤阶段非常深的情况下，才有可能实现4个对数单位数量级的微生物的灭活，按照美国当局规定，这不能列为“巴氏杀菌”。
在Perren et al(1996)的两阶段的烘烤方法中，热空气要经过加湿，这导致了空气湿度的增加。在第一方法阶段中，所述湿度增加到约10％，这并不足以产生保证生长性的微生物(细菌)灭活的气氛。
另一方面，已经记载了食品块(特别是杏仁)的杀菌方法。杏仁适用的巴氏杀菌法汇编已公开在Almond Board of California的网站上(www. almondsarein.com)。
大多数描述的巴氏杀菌法是在潮湿的气氛中，在常压状态下，在60-100℃的温度范围内对产品进行隔离处理。这些方法的唯一目的是降低微生物对杏仁表面的污染。由于这个过程的持续时间短以及气氛潮湿，这些方法不能形成烘烤阶段。使用这些巴氏杀菌方法，既不能使食品达到干燥度＜2.5％，也不能形成典型的质地、烘烤香气及烘烤颜色。
因此，在现有技术中，没有记载这样的方法，即能够以可靠的方式同时或在同一过程中对坚果、杏仁、含油种籽以及其它块状物品进行巴氏杀菌，并在热空气中烘烤它们。
本发明的目的就是提供一个在开始部分所描述的那种类型的方法，其中食品的热空气烘烤和巴氏杀菌是联合进行的且两个方法是统一的。
按照本发明，该目的是通过在潮湿的气氛中，在＞100℃的温度下进行处理而达到的，巴氏杀菌是在烘烤过程中在烘烤系统中进行的，在巴氏杀菌时段(pasteurization phase)，食品表面温度保持为比选定的气氛露点温度低几度，巴氏杀菌进行1至30分钟，在进行过程中或者继续烘烤的过程中，食品表面的冷凝水被除去，食品的吸水量最小化。
这样，就提供了在最优条件下在短时间内灭活有生长性的微生物的方法。烘烤过程随后继续进行，对食品进行所需程度的烘烤。
巴氏杀菌得到了优化，其中在潮湿的气氛中进行处理，优选在50℃-90℃之间进行，在巴氏杀菌时段，食品表面的温度优选比选定的气氛露点温度低0℃-8℃。关于本发明的方法的优选实施方案参见从属权利要求4至6。
下面将通过具体实施方案更加详细地解释本发明，其中：
图1，热空气烘烤装置NR，其配备了用于在烘烤过程中对所烘烤的材料进行表面巴氏杀菌的蒸汽注入装置，和
图2，两阶段烘烤方法的时间进程实例，在料堆温度(Haufentemperatur)为105℃插入巴氏杀菌时段。
所述方法例如是在如图1所示的热空气烘烤系统NR中进行的。食品物料在准备容器中备好，并被放入烘烤区1。然后通过通风机4吸入空气，并用燃烧器5中的气体加热，并在中心引入烘烤区1中。热烘烤空气通过旋转风口连接器3引入到被烘烤的材料中。当被烘烤的材料的表面温度达到预设的巴氏杀菌温度，即50-99℃时，便开始巴氏杀菌时段。
在巴氏杀菌时段，通过烘烤区1的空气流体积通过活板系统13降低到每公斤食品0-20Nm3/h，通过阀11和隔板12以每公斤食品0.01-15.0kg蒸汽/h的量级启动注入热空气的蒸汽。空气和蒸汽量的大小使得蒸汽混合热空气的露点温度为被烘烤材料的表面温度之上约0-8℃。由于温度的不同，食品表面会有凝结水，直至表面温度与热湿空气的露点温度相同。由于水的凝结，表面上形成水层，其中存在灭活生长性微生物的最佳条件。这样的最佳巴氏杀菌条件保持1-30分钟，同时湿润空气流量恒定，并且热空气温度恒定，直至发生所希望的或预期的巴氏杀菌效果。必须指出，例如，由于食品温度增加了8℃，食品表面的含水量将增大最多0.8％，这是基于每吸收约0.1％的水汽，表面的水汽凝结量。
经过了巴氏杀菌时段后，继续进行Perrin et al(1996)，Perrin和Escher(1997)中所描述的两阶段烘烤过程。为此，中断蒸汽的引入，热空气流量再次增加到预定的程度。在随后的持续烘烤过程中，在烘烤过程的第一阶段(由两个烘烤时段组成)中，仍然干燥食品。在第二烘烤阶段中，在预定的热空气温度下得到所期望的烘烤程度。图2显示了与巴氏杀菌时段相结合的两阶段烘烤方法进程的实例。
为了尽量减少不希望有的食品品质的变化，必须尽可能地减少在巴氏杀菌时段中水的吸收。如果食品的表面温度与基于选定的空气和水蒸气流量的露点温度一致，就可以达到此目的。由此得到了为微生物灭活所需的巴氏杀菌时段的活跃时段。杏仁的纯巴氏杀菌时段的巴氏杀菌效果与巴氏杀菌时段的处理时间长度和起始温度的关系的实施例记载在表1中。
通过将巴氏杀菌时段整合到热空气烘烤方法中，就有可能仅在一个方法步骤中借助热空气对食品进行巴氏杀菌和烘烤。此外，所取得的巴氏杀菌效果与所达到的烘烤程度无关。通过这种方法，很容易在热空气烘烤过程中对杏仁及其它类似食品进行可靠的、可重复的巴氏灭菌，而不必达到深的烘烤色或高烘烤程度。
这里所述的巴氏杀菌法同样适用于其它含油种籽(如榛子、山核桃、核桃，还有花生、麸皮、谷物、咖啡豆、可可豆等)的组合的巴氏杀菌与烘烤处理。
在热空气烘烤过程中，这里介绍的热灭活方法也适用于决定性地降低中或低含水量的杏仁、含油种籽以及其它块状大小的食品表面的微生物污染，而不改变烘烤食品的品质特性。因此，根据美国官方的规定，可以说实现了巴氏杀菌，因为通过该方法可靠地实现了微生物群落，特别是5个对数单位数量级的沙门氏菌SE TP 30的减少。
表1：
在具有两阶段烘烤过程的装置中烘烤的过程中，在NR烘烤装置中，感染了屎肠球菌NRRL-B2354的生杏仁的表面巴氏杀菌的方法参数。烘烤在巴氏杀菌阶段和第一烘烤阶段的两个时段(时段1：170℃空气温度下4分钟；时段2：133℃空气温度下4分钟)后终止，以检测巴氏杀菌阶段的效果。最初的屎肠球菌(参考生物)污染值是2×107CFU/g。
巴氏杀菌时段中的条件
  开始巴氏杀菌时段的料堆温度   热空气温度   热空气体积流量  蒸汽输出量   时间长度 压力
  ℃   ℃   Nm3/h/kg材料  kg/h/kg材料   分钟 mBar(毫巴)
  105   90   2  12   2 -10
  105   91   2  12   5 -10
  105   90   2  12   10 -10
  110   94   2  12   5 -10
  100   88   2  12   5 -10
  105   92   2  12   5 -10
巴氏杀菌处理后屎肠球菌平均含量的对数减少
  CFU/g   σ
  0.45±0.89   7.7
  0.3±0.80   7.8
  0.15±0.37   8.1
  0.05±0.22   8.6
  2.5±4.24   6.9
  1.45±2.03   7.2
1烘烤装置NR的料堆温度表示混合温度，其是坚果表面上的温度和热空气温度，以及其它影响因素的结果。
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Claims (6)

1.用于食品颗粒的烘烤和表面巴氏杀菌的方法，所述食品颗粒特别是含油种籽，例如杏仁、榛子、山核桃、胡桃，以及花生、麸皮、谷物、咖啡豆、可可豆等，其特征在于：
在湿润的气氛中在＞100℃的温度下进行处理，在烘烤过程中在烘烤系统内进行巴氏杀菌，在巴氏杀菌时段，食品表面温度保持为比选定的气氛的露点温度低几度，巴氏杀菌进行1-30分钟，在深入或持续烘烤过程中，除去食品表面的冷凝水且冷凝水的吸收被最小化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述处理在湿润的气氛中进行，优选温度在50℃至99℃之间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在巴氏杀菌时段，食品的表面温度优选比选定的气氛的露点温度低0℃至8℃。
4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于：
产品物料在预备容器中备好，并引入烘烤区(1)中，通过通风机(4)来吸入空气，并借助气体在燃烧器(5)中加热，并在中心引入烘烤区(1)中，一旦被烘烤的材料的表面温度达到巴氏杀菌温度，就开始巴氏杀菌时段。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
在巴氏杀菌时段中，减小流过烘烤区(1)中的空气体积，通过启动阀(11)和隔板(12)开始向热空气中注入蒸汽，且空气与蒸汽的量的大小使得混合蒸汽的热空气的露点温度比被烘烤的材料表面温度高约0℃至8℃。
6.如权利要求4和5所述的方法，其特征在于：
在巴氏杀菌时段的过程中，使产品表面温度与基于选定的空气和蒸汽流的露点温度一致。
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