CN106906114B - 超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法及所用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法：在进料泵的作用下，黄酒被泵入至管道式容器内，恒温水浴槽的温度为70±5℃，黄酒在管道式容器内停留的时间为10～60s，超声频率为40khz。本发明还同时公开了相应的超声与热联用的管道式黄酒杀菌装置。采用本发明杀菌效果佳、且能最大程度保留黄酒原有风味。

Description

超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法及所用装置
技术领域
本发明公开了一种超声与热结合应用于黄酒杀菌的工艺，属于黄酒生产技术领域。
背景技术
黄酒是我国最古老的酒种，与啤酒、葡萄酒一起并称为世界三大古酒，它是中国的酒之瑰宝，素有“国酒”之美誉。黄酒的酿造历史悠久而厚重，约在7000年前的仰韶文化时期祖先就已开始酿造黄酒，其传统的酿酒工艺一直传承至今。然而时至今朝，由于黄酒酿造技术长期以来固步自封，曾经光辉灿烂的传统黄酒一度面临工业化程度低、销量不升反降、市场前景堪忧等危机。
目前，国内的黄酒企业对瓶装酒的灭菌都采用高温(80～90℃)灭菌法，对成品酒的灭菌方法主要是采用蒸汽加热方法，这种黄酒的传统灭菌工艺是沿袭祖先的“煎酒”灭菌方法。杀菌温度较高，超过了酒精的沸点78.3℃，因而每杀菌一次酒精损耗达4～5％；较高的温度也会增加黄酒中致癌物-氨基甲酸乙酯的含量，对人体的健康造成影响；黄酒中的蛋白质受热会变性，影响黄酒的营养；80℃以上的杀菌温度，黄酒的风味随着杀菌时间的延长而变劣。
芽胞杆菌属实最老，种属最多的细菌，大多数都不是致病菌。蜡样芽胞杆菌可以形成芽胞及生物被膜，可以在工业杀菌的过程中存活下来，甚至在酒精饮料严酷的环境下也可以生存，是黄酒中最耐热的微生物，因此，在考虑酒精饮料质量及其货架期应将其考虑入内。
目前，国际上对一些新型非热杀菌技术的研究已进入高潮，超声场因其独特的性质及规律，在杀菌研究中引起人们的广泛关注，成为国内外学者研究开发的热点。超声波所具有的杀菌效力主要由于超声波所产生的空化作用，使微生物细胞内容物受到强烈的震荡，从而达到对微生物的破坏作用。但是超声波作用很难达到实际应用所要求的效果。
目前超声波对黄酒的研究主要集中于超声处理对黄酒的催陈以及对后发酵过程的影响，超声与热联用在黄酒杀菌过程中发挥的作用还未见相关报道。
现有的果汁、牛奶等液体食品中，已有超声与热联用的相关研究，如青岛农业大学食品科学与工程学院的谭海刚采用40kHz超声波对原料乳进行杀菌，证实超声波对原料乳中的微生物有杀灭效果，确定了最佳的超声杀菌条件为：温度60℃，时间200s，间歇比5∶2。与巴氏杀菌相比，超声与热联合杀菌在短时间内可以达到理想的杀菌效果；且原料乳在储藏期间内的稳定性优于巴氏杀菌乳。
中国农业科学院闫坤采用超声波技术对液态奶进行处理，测定其微生物菌数和品质变化，发现随着超声波处理时间、温度及功率的增加，液态奶中枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的残留率降低，液态奶经功率为1400W、处理温度60℃、处理时间60s的超声处理后，枯草芽孢杆菌的杀菌率可达96.77％，大肠杆菌的杀菌率可达100％，均达到巴氏杀菌的效果。
华南农业大学食品学院黄瑞以荔枝汁为原料，研究不同超声处理条件对酸土脂环芽孢杆菌(TAB)杀菌效果的影响，表明影响杀菌效果的因素顺序为超声时间>超声功率>超声间隔时间，得到的优化杀菌工艺条件为：超声时间7.5min、超声功率400W、超声间隔时间5s；在该优化杀菌条件下，酸土脂环芽孢杆菌杀菌率92.25％。比较超声杀菌和水浴加热杀菌对荔枝汁品质的影响，结果表明超声杀菌能够有效地减少荔枝汁营养物质的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种杀菌效果佳、且能最大程度保留黄酒原有风味的超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法及所用装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种超声与热联用的管道式黄酒杀菌装置：包括置于恒温水浴槽中的管道式容器，超声探头的端部置于管道式容器中，超声探头的端部距离管道式容器底部的距离为管道式容器高度(直径)的45％～50％(即，约1/2)，管道式容器的两端分别设有进料口和出料口；在进料口处设置进料泵。
本发明还同时提供了利用上述杀菌装置进行的超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法：在进料泵的作用下，黄酒被泵入至管道式容器内，恒温水浴槽的温度为70±5℃，黄酒在管道式容器内停留的时间为10～60s，超声频率为40khz。
作为本发明的超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法的改进：恒温水浴槽的温度为70±1℃，黄酒在管道式容器内停留的时间为30～60s。
在本发明中，在黄酒中接种蜡样芽胞杆菌来进行验证杀菌效果的实验。在此实验中，在黄酒中接种蜡样芽胞杆菌，使蜡样芽胞杆菌的浓度为(0.8～1.2)×106cfu/mL；蜡样芽胞杆菌例如可选用青岛海博生物科技的ATCC11778-3。
本发明采用超声波可与加热联用的管道式杀菌方法；与传统热杀菌相比，超声与热联用的管道式杀菌方法在保证杀菌效果的同时，可以减少黄酒中酒精挥发，降低对黄酒各项品质和营养的影响，另一方面，减少杀菌时间可以降低能源损耗，起到了节能、降耗、环保的重要作用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明的超声与热联用的管道式黄酒杀菌装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
一种超声与热联用的管道式黄酒杀菌装置，包括置于恒温水浴槽1中的管道式容器2，恒温水浴槽1自身带有温度探头和温度调节装置；该管道式容器2的内径(直径)为10cm，长度为20cm；超声探头3置于整个管道式容器2的长度方向的中间位置处，超声探头3的端部距离管道式容器2底部的距离为5cm，即，为管道式容器2直径的1/2；在管道式容器2的两端分别设有进料口和出料口；在进料口处设置进料泵。进料泵用于控制料液(黄酒)在管道式容器2中的流速，即，用于控制制料液在管道式容器2中停留的时间。
以下实施例1～实施例3、对比例1-1～对比例2-2均利用上述管道式黄酒杀菌装置装置进行杀菌。
实施例1、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒(黄酒)9mL，超声探头3对应的功率为540W、频率40khz，恒温水浴槽1的温度为70±1℃，黄酒在管道式容器2内停留的时间为30s。
实施例2、实施例1中的黄酒在管道式容器2内停留的时间由30s延长至1min；其余等同于实施例1。
实施例3、将实施例1中的黄酒在管道式容器2内停留的时间由30s缩短至10s；其余等同于实施例1。
对比例1-1、将实施例2中的恒温水浴槽1的温度由70±1℃改成80±1℃，其余等同于实施例2。
对比例1-2、将实施例2中的恒温水浴槽1的温度由70±1℃改成60±1℃，其余等同于实施例2。
对比例2-1、将实施例2中的“超声探头3的端部距离管道式容器2底部的距离”由“为管道式容器2直径的1/2”改成为“为管道式容器2直径的2/3”，其余等同于实施例2。
对比例2-2、将实施例2中的“超声探头3的端部距离管道式容器2底部的距离”由“为管道式容器2直径的1/2”改成为“为管道式容器2直径的1/3”，其余等同于实施例2。
将上述管道式黄酒杀菌装置改成探头式黄酒杀菌装置，即，取消位于管道式容器2两端的进料口和出料口，也相应取消在进料口处设置的进料泵，改用超声管(直径3cm)作为黄酒杀菌容器。
以下对比例3～对比例5均利用上述探头式黄酒杀菌装置装置进行杀菌。
对比例3、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，倒入容器内，黄酒于70±1℃超声热处理30s。超声探头3的工艺参数同实施例2(即，对应的功率为540W、频率40khz)；30s的时间到达后，从容器中倒出。
对比例4、将对比例3中的超声热处理时间由30s延长至1min；其余等同于对比例3。
对比例5、将对比例3中的超声热处理时间由30s缩短至10s；其余等同于对比例3。
实验一、杀菌效果：
设置如下组别：
实验1#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照实施例1所述工艺进行杀菌；
实验2#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照实施例2所述工艺进行杀菌；
实验3#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照实施例3所述工艺进行杀菌。
对比实验1-1#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例1-1所述工艺进行杀菌。
对比实验1-2#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例1-2所述工艺进行杀菌。
对比实验2-1#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例2-1所述工艺进行杀菌。
对比实验2-2#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例2-2所述工艺进行杀菌。
对比实验3#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例3所述工艺进行杀菌。
对比实验4#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例4所述工艺进行杀菌。
对比实验5#、从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒9mL，接种1×107cfu/mL的蜡样芽胞杆菌1mL(黄酒中最耐热的细菌)，混匀，按照对比例5所述工艺进行杀菌。
从黄酒生产线上取得陈化后未杀菌的原酒作为空白对照。
将上述组别分别37℃恒温培养24h之后计数，以比较不同的处理方式对黄酒中微生物的影响。
表1、不同处理后平板计数菌落数单位：log(CFU/mL)
虽然80℃(对比实验1-1#)的杀菌效果稍佳，但是能耗高，且对黄酒品质影响较大。
由表1的数据结果可见，本发明的超声波与热联合的管道式杀菌效果最佳。
实验二、酒精度的测定：
将实施例1～对比例5以及原酒进行酒精度的测定，测定方法为GB/T13662-2008，将样品经过蒸馏，用酒精度测定馏出液中酒精的含量，对比结果如下：
表2、不同处理后黄酒的酒精度％
实验三、感官评定
感官指标的测定：以色、风味状态为指标，对不同处理的黄酒进行评分。色泽：黄色、琥珀色、褐色；风味：具有黄酒香味、香味减弱、有异味；组织状态：均一、浑浊
表6、不同处理后黄酒的感官评定
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.利用杀菌装置进行的超声与热联用的管道式黄酒杀菌方法，其特征是：
所用杀菌装置为超 声与热联用的管道式黄酒杀菌装置，包括置于恒温水浴槽(1)中的管道式容器(2)，超声探头(3)的端部置于管道式容器(2)中，超声探头(3)的端部距离管道式容器(2)底部的距离为管道式容器(2)高度的45％～50％，管道式容器(2)的两端分别设有进料口和出料口；在进料口处设置进料泵；
在进料泵的作用下，黄酒被泵入至管道式容器(2)内，恒温水浴槽(1)的温度为70±1℃，黄酒在管道式容器(2)内停留的时间为30～60s，超声频率为40khz。
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