CN102058135A - 一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液态食品的联合杀菌方法，尤其是一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法，属于食品技术领域。以鲜榨柑橘汁为原料，均质后进行加热，在柑橘汁温度达到40℃-60℃时，对其进行超声处理，处理条件为超声振幅30％-60％，超声处理时间3-15分钟，脉冲连续工作时间on值20s-40s，脉冲间歇时间off值20s-30s，超声处理完毕后整个杀菌过程即完成。超声波和热联合杀菌前后产品的主要成分及感官品质未发生明显的变化，可以在保证杀菌效果的基础上，最大限度地维持其天然的色泽、口感和风味，前景广阔，是一种非常理想的杀菌方法。

Description

一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法

技术领域

本发明涉及一种液态食品的联合杀菌方法，尤其是一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法，属于食品技术领域。

背景技术

柑橘汁为是芸香科(Rutaceae)、柑橘亚科(Aurantioideae)的一类植物的鲜榨汁，柑橘汁中热量含量相对较少，而其他营养成分如维生素C、钾和叶酸含量高，相比之下，相橘汁中维生素A、维生素B₁和磷酸含量与其他果汁含量相当甚至高出其他果汁，是人们价格低廉的维生素来源，有益于营养、健康和食品安全。

按照我国国家农业部的发展目标，到2012年，柑橘优势产区优果率力争由目前的35％提高到50％以上，平均亩产由700kg提高到1500kg以上，其中加工品种亩产达到2000kg以上；早、晚熟品种的比重由目前的20％提高到35％以上，鲜果上市期由4个月延长到8个月以上，把长江上中游柑橘优势区建设成为亚洲最大的柑橘汁加工基地，把赣南、湘南、桂北柑橘优势区建设成为亚洲最大的优质脐橙生产基地，把浙南、闽西、粤东柑橘优势区建设成为宽皮柑橘出口基地。

从国内柑橘业的总体情况看，柑橘栽培面积和产量数十年来持续增长，近几年产量仅次于巴西、美国居第三位。但柑橘原料型产品出口数量较大，而柑橘加工产品几乎全部依赖进口。由于我国果蔬采后商品化处理环节相对薄弱，特别是对于柑橘来说，其中一个重要因素是杀菌技术尚存在不足。由于柑橘汁中含有丰富的糖和水分，以及少量蛋白和微量矿物质，使得柑橘汁成为大多数微生物生长的温床。解决柑橘汁乃至食品中的微生物污染是加工过程必不可少的单元操作，工业上通常采用热力杀菌(如巴氏杀菌、高温短时杀菌(HTST)、超高温瞬时杀菌(UHT)、欧姆加热和微波杀菌等)。热力杀菌技术的杀菌效果稳定，操作简单，设备投资小，已有悠久的应用历史，但是热力杀菌也会对食品品质带来不利影响，尤其是对热敏食品，会破坏食品的新鲜度，改变食品的风味，甚至引起不良风味，破坏食品中一些热敏性功能成分和营养成分。

近年来研究表明，超声波在食品加工和评价方面有广阔的应用前景，超声波能够在极短的时间内杀灭和破坏微生物，还能够对食品产生诸如均质、催陈、裂解大分子物质等多种作用，从而能更好的提高和完善食品品质，保持食品原有滋味和风味，因此超声波杀菌技术日益受到关注。超声波指的是频率在20kHz及以上的声波，常见超声波设备使用频率为20kHz到10MHz，频率为20～100kHz的超声波能引起空化，因超声波频率在2.5MHz上时空化现象不能发生，所以使用的超声波频率必须在2.5MHz以下。

超声波主要有以下几方面的作用：空化效应，在超声波处理过程中，当声波接触到液体介质时产生冲击波，这些冲击波产生非常高的温度和压力，可达到5500℃和50000KPa，这内爆导致的压力改变是超声波杀菌的主要原因，这热区域可以杀死一些细菌；机械效应，超声波在介质中传播时，介质质点振动振幅虽小，但频率很高，在介质中可造成巨大的压强变化，超声波的这种力学效应叫机械作用。超声波在介质中传播，介质质点交替压缩与伸张形成交变声压，从而获得巨大加速度，介质中的分子因此产生剧烈运动，引起组织细胞容积和内溶物移动、变化及细胞原浆环流，这种作用可引起细胞功能的改变，引起生物体的许多反应；热效应，超声波作用于介质，使介质分子产生剧烈振动，通过分子间的相互作用，引起介质温度升高。当超声波在机体组织内传播时，超声能量在机体或其他媒质中产生热作用主要是组织吸收声能的结果。

超声波杀菌适于果蔬汁饮料、酒类、牛奶、酱油等液体食品，很多研究结果显示，单独使用超声波杀灭食品中的微生物效果是有限的，但是与其他杀菌方法相结合则具有很大的潜力。王蕊等人将超声波应用于原料乳保鲜，研究结果表明，在60℃条件下，经50kHz，超声波处理原料乳60s，杀菌率达87％。朱绍华用超声波对酱油进行杀菌对比实验，发现用超声波处理酱油5min，杀菌率为72.9％，处理10min，杀菌率为75％，略低于巴氏杀菌72℃时的杀菌率78.7％。Pagan等研究了超声波联合其他技术对李斯特单胞菌的杀菌作用发现，在室温时用超声波处理(20kHz和117μm的振幅)李斯特单胞菌有一定的效果，其D值为4.3min，通过和200kPa的压力联合处理，D值降到了1.5min，将压力进一步增加到400kPa，D值减少到1.0min，温度在50℃对其失活没有明显的影响，但温度超过50℃，灭菌效果有很大提高，压力超声波和热处理的联合对李斯特单胞菌的灭菌效果明显增加。超声波处理牛奶使大肠杆菌数量减少93％，然而，当牛奶经800kHz超声波处理1min，紫外辐射(功率强度为8.4W/cm²)20s大肠杆菌致死率增加到99％，这可能是脂肪球被超声波破碎后使紫外光更易穿透，从而杀菌效果增加。李儒旬等用悬浮在自来水中的大肠杆菌做试验，试验前菌落数为90200个/100mL，经超声-激光联合辐射1min，杀菌率100％，温度才升2℃。郭丽娟等研究了超声波协同臭氧处理对梨汁中菌落总数存活量的影响，结果发现：在超声波电功率为800W，臭氧浓度0.14mg/L，处理时间210s时杀菌效果最好，杀菌率在97％以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法，这种新型的联合杀菌方法可有效杀灭柑橘汁中的微生物，且处理时间短，节约能源，对柑橘汁营养成分破坏小。

为实现上述目的，本发明所述的一种柑橘汁联合杀菌技术具体步骤如下：

以鲜榨柑橘汁为原料，均质后进行加热，在柑橘汁温度达到40℃-60℃时，对其进行超声处理，处理条件为超声振幅30％-60％，超声处理时间3-15分钟，脉冲连续工作时间on值20s-40s，脉冲间歇时间off值20s-30s，超声处理完毕后整个杀菌过程即完成。

上述步骤中超声处理设备为探头式。

杀菌率的测定：国标检测方法(GB/T4789.2-2003)。

本发明的有益效果：采用超声波和热联合杀菌技术生产柑橘汁饮料，虽然传统的高温杀菌简单、方便，但其缺点是热敏成分如维生素C、风味物质损失较大，破坏食品的新鲜度。超声波杀菌技术属于正在兴起的冷杀菌技术之一，操作参数可变，适用于各种液态物料的杀菌处理；使杀菌后果汁产品不仅达到卫生要求，而且产品中的热敏性物质含量和性质变化细微，能保持其原有的品质。超声波和热联合杀菌前后产品的主要成分及感官品质未发生明显的变化，可以在保证杀菌效果的基础上，最大限度地维持其天然的色泽、口感和风味，前景广阔，是一种非常理想的杀菌方法。

附图说明

图1不同杀菌方式和条件对柑橘汁的杀菌效果

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

选取无霉变、无虫害，成熟度适中的柑橘，清洗干净、切块、去皮，置于榨汁机中进行榨汁，将榨得的柑橘汁分装于300mL烧杯中，每个烧杯分装200mL进行均质；选取的均质条件为时间设定10秒，R.P.M：5，每次均质10s，一共三次。均质后的柑橘汁暴露在室温环境2小时，用于杀菌研究。

将处理后的柑橘汁分别进行超声波杀菌及超声波和热联合杀菌。超声波杀菌条件为振幅：50％，脉冲连续工作时间on值：30s，脉冲间歇时间off值：25s，杀菌时间为10min；超声波和热联合杀菌中，超声参数设置与超声波杀菌条件一致，加热选择的温度分别为40℃、50℃、60℃。

上述实施例考察指标为杀菌率，菌落总数按国标检测方法(GB/T4789.2-2003)。

图1显示单独使用超声波，杀菌率为67.83％；超声波与热联合，随着温度的升高杀菌率呈上升趋势，温度由40℃升至60℃时，杀菌率由84.04％上升至99.38％。

Claims (2)

1.一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法，其特征在于：包括如下步骤：

以鲜榨柑橘汁为原料，均质后进行加热，在柑橘汁温度达到40℃-60℃时，对其进行超声处理，处理条件为超声振幅30％-60％，超声处理时间3-15分钟，脉冲连续工作时间on值20s-40s，脉冲间歇时间off值20s-30s，超声处理完毕后整个杀菌过程即完成。

2.如权利要求1所述的一种柑橘汁的超声波和热联合杀菌方法，其特征在于：所述的超声处理设备为探头式。

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