CN102334716A - 一种利用超临界co2灭菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用超临界CO2灭菌的方法，所述方法为：将液体样品加入灭菌装置中，所述灭菌装置是在灭菌器内部从顶部至底部安装4～6块打孔的不锈钢板，每块不锈钢板上的孔的孔径为0.5～1毫米，孔间距为3～5毫米；控制灭菌装置内的温度在40～50℃，然后通入CO2达到8.0～8.5MPa压力使CO2处于超临界态，保持压力5～10分钟对液体样品进行灭菌，灭菌完毕后释放压力得到无菌的液体样品。本发明的方法，具有设备成本低、杀菌效率高的优点，具有更好的实际应用价值。

Description

一种利用超临界CO2灭菌的方法
(一)技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种利用超临界CO2灭菌的方法，特别涉及一种利用超临界CO2杀灭液体样品中的微生物菌的方法。
(二)背景技术
利用CO2杀灭液体食品中的微生物菌，具有安全性高，对食品品质影响小，能耗低的优点，近年来，国内外已开展了广泛的研究和应用。当CO2浓度较高时，杀菌效果明显提高，在杀菌中提高CO2的压力可明显增强其杀菌效果。因而，国内外的科技人员将这种方法称高密度CO2杀菌技术。同时，CO2杀菌时间延长，效果也有明显提高。而杀菌温度一般不高，不超过60℃，从而对杀菌样品品质影响较小。高密度CO2杀菌的现有技术在达到杀菌3个对数值以上时，杀菌时间至少需1小时，CO2的压力一般在15MPa以上，从而使杀菌设备的耐压要求较高，造价较贵。杀菌时间长使单位时间的处理量减少，增加了加工经济成本。因而，需改进CO2杀菌技术的工艺，降低设备造价与加工成本。
超临界CO2杀菌技术是一种新兴的非热力杀菌技术，是利用超临界的CO2(31.1℃以上、7.38MPa以上)对液态物料进行杀菌处理的技术。所用杀菌物质CO2安全无毒，杀菌后可与物料彻底分离并无残留，具有处理温度低、处理时间短、无残留、无污染、营养损失少和安全性高等优点。目前的超临界CO2杀菌技术对固体粉末状物料的杀菌效果非常突出，但是对液体物料杀菌效果却差强人意，这是由于超临界的CO2与液体物料只能是面与面的接触进行传质达到杀菌目的，超临界的CO2与液体物料不能充分混合，导致两者间的接触面积非常少，超临界的CO2不能对液体物料进行充分的杀菌，因此导致杀菌效果不佳。
中国专利申请CN200910040082.1公开了一种液体物料的三相杀菌方法及其设备，在杀菌釜中装填用于使液体物料与超临界CO2充分混合的固相惰性材料(不锈钢丝、玻璃纤维或陶瓷粒)，杀菌釜内的固相惰性材料间形成众多的间隙或孔隙，液体物料和超临界CO2在间隙或孔隙中形成多个传质小单元，增加了二者的接触面积，得到充分的混合，从而大幅度提高了二者间的传质，达到提高杀菌的效果。但是该方法的实施例中CO2的压力还是控制在20Mpa左右，使杀菌设备的耐压要求较高，造价较贵。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用超临界CO2灭菌的方法，具有设备成本低、杀菌效率高的优点，具有更好的实际应用价值。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用超临界CO2灭菌的方法，所述方法为：将液体样品加入灭菌装置中，所述灭菌装置是在灭菌器内部从顶部至底部安装4～6块打孔的不锈钢板，每块不锈钢板上的孔的孔径为0.5～1毫米，孔间距为3～5毫米；控制灭菌装置内的温度在40～50℃，然后通入CO2达到8.0～8.5MPa压力使CO2处于超临界态，保持压力5～10分钟对液体样品进行灭菌，灭菌完毕后释放压力得到无菌的液体样品。
本发明所述的灭菌器，可使用各种规格和型号的常规灭菌器，只要符合超临界流体安全要求、可在其中安装不锈钢板即可。
进一步，每块不锈钢板上优选采用成排打孔。
进一步，优选在灭菌器中从顶部至底部等距安装4～6块打孔的不锈钢板。
本发明所述灭菌方法对微生物菌和孢子均有良好的杀灭效果。杀菌效果提高的原因是灭菌器从顶部至底部安装了4～6块打孔的不锈钢板，使液体样品与超临界CO2的接触大大加强。超临界CO2进入灭菌器后，经过打孔的不锈钢板时，可充分分散在液体样品中，在相同的条件下，超临界CO2的杀菌效果得到强化，可使液体样品中的大肠杆菌杀灭4个对数值以上，枯草芽孢杆菌杀灭3个对数值以上。与现有的灭菌设备比较，达到相同的杀菌要求，所需杀菌压力、时间均可降低。
本发明所述的液体样品可以是液体食品等需要进行杀菌处理的液态物料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过将CO2控制为超临界态，改进灭菌器的内部结构，使CO2杀菌效果提高。
(2)本发明所用灭菌设备的耐压要求在10Mpa以内，每次灭菌时间不超过10分钟，使设备造价低于现有技术，杀菌效率高于现有技术。杀菌的经济成本明显降低，有更大的实际应用价值。
(四)附图说明
图1是本发明实施例采用的灭菌装置的内部结构示意图。
图2是本发明实施例采用的灭菌装置的内部钢板的示意图。
(五)具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
将枯草芽孢杆菌的培养液用pH6.5的去离子水配制成细胞数为1.0*108的液体样品1.4升，加入内径为7.5cm，高为45cm，体积为2升的圆柱型灭菌器中。灭菌器从顶部至底部等距安装6块打孔的薄不锈钢板，孔径为0.5毫米，在钢板上成排打孔，孔与钢板边及孔间的前后左右间距均为3毫米。灭菌器保持45℃，将CO2从钢瓶用泵打入灭菌器，达到8.5MPa压力，保持压力8分钟，释放CO2回入钢瓶，液体样品中的枯草芽孢杆菌杀灭3.51个对数值。
实施例2：
将大肠杆菌的培养液用pH6.5的去离子水配制成细胞数为1.0*108的液体样品1.4升，加入内径为7.5cm，高为45cm，体积为2升的圆柱型灭菌器中。灭菌器从顶部至底部等距安装4块打孔的薄不锈钢板，孔径为0.7毫米，在钢板上成排打孔，孔与钢板边及孔间的前后左右间距均为5毫米。灭菌器保持50℃，将CO2从钢瓶用泵打入灭菌器，达到8.0MPa压力，保持压力5分钟，释放CO2回入钢瓶，液体样品中的大肠杆菌杀灭4.05个对数值。
实施例3：
将枯草芽孢杆菌的培养液用pH6.5的去离子水配制成细胞数为1.0*108的液体样品1.4升，加入内径为7.5cm，高为45cm，体积为2升的圆柱型灭菌器中。灭菌器从顶部至底部等距安装5块打孔的薄不锈钢板，孔径为0.5毫米，在钢板上成排打孔，孔与钢板边及孔间的前后左右间距均为4毫米。灭菌器保持50℃，将CO2从钢瓶用泵打入灭菌器，达到8.2MPa压力，保持压力10分钟，释放CO2回入钢瓶，液体样品中的枯草芽孢杆菌杀灭3.39个对数值。
实施例4：
将大肠杆菌的培养液用pH6.5的去离子水配制成细胞数为1.0*108的液体样品1.4升，加入内径为7.5cm，高为45cm，体积为2升的圆柱型灭菌器中。灭菌器从顶部至底部等距安装5块打孔的薄不锈钢板，孔径为1.0毫米，在钢板上成排打孔，孔与钢板边及孔间的前后左右间距均为3毫米。灭菌器保持40℃，将CO2从钢瓶用泵打入灭菌器，达到8.3MPa压力，保持压力7分钟，释放CO2回入钢瓶，液体样品中的大肠杆菌杀灭4.12个对数值。
实施例5：
将大肠杆菌的培养液用pH6.5的去离子水配制成细胞数为1.0*108的液体样品1.4升，加入内径为7.5cm，高为45cm，体积为2升的圆柱型灭菌器中。灭菌器从顶部至底部等距安装6块打孔的薄不锈钢板，孔径为0.5毫米，在钢板上成排打孔，孔与钢板边及孔间的前后左右间距均为3毫米。灭菌器保持45℃，将CO2从钢瓶用泵打入灭菌器，达到8.5MPa压力，保持压力5分钟，释放CO2回入钢瓶，液体样品中的大肠杆菌杀灭4.18个对数值。

Claims (3)

1.一种利用超临界CO2灭菌的方法，所述方法为：将液体样品加入到灭菌装置中，所述灭菌装置是在灭菌器内部从顶部至底部安装4～6块打孔的不锈钢板，每块不锈钢板上的孔的孔径为0.5～1毫米，孔间距为3～5毫米；控制灭菌装置内的温度在40～50℃，然后通入CO2达到8.0～8.5MPa压力使CO2处于超临界态，保持压力5～10分钟对液体样品进行灭菌，灭菌完毕后释放压力得到无菌的液体样品。
2.如权利要求1所述的利用超临界CO2灭菌的方法，其特征在于：每块不锈钢板上采用成排打孔。
3.如权利要求1所述的利用超临界CO2灭菌的方法，其特征在于：在灭菌器内部从顶部至底部等距安装4～6块打孔的不锈钢板。
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