CN1072328A - 液态可食物品加工中的高压脉冲灭菌方法 - Google Patents
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Abstract
液态食品加工中的高压脉冲灭菌方法，是利用一
台高压直流发生器对高压电容器充电，由旋转电极和
放电间隙串联后跨接在高压电容器的高压侧及地之
间，由旋转电极的断通，使高压电容器通过放电间隙
形成脉冲放电，从而在液态食物中造成强烈的“电水
锤效应”，使细菌粉碎死亡。采用本方法灭菌率可达
90％以上，灭菌后食品中不产生任何自由基等有害
物质，营养成分不变。本发明方法适用于所有液态可
食物品的消毒灭菌。
Description
本发明属于食品消毒灭菌类，具体地是对液态类可食物品的消毒灭菌方法。
啤酒、酱油、牛奶及一些营养口服液等各种液态食品，其中含有腊样芽胞、大肠杆菌、酵母菌等细菌，为保障人民的身体健康，在这些液态食品的加工过程中必须有一杀菌工序。现在比较通用的杀菌方法是巴氏消毒的方法，这种高温杀菌虽能起到杀菌效果，但却破坏了食品中的营养成分，因此寻求一种有效的低温灭菌方法很有必要。
高压脉冲放电是一早就有的技术，以往都用在检验电气设备的绝缘及核工业等方面。日本曾研究过高压脉冲杀灭液体中细菌的方法（ISH-89，29.02），但他们只是停留在实验室阶段，作了一般的论述，未见任何应用方面的详细叙述。他们杀菌的机理是放电击穿细菌细胞，使细胞膜的半渗透性功能发生不可逆的损坏，从而造成细胞的死亡。这从图9可清楚显见，酵母细胞有击穿的空洞，从而使细胞膜丧失了半渗透性。
本发明的目的是要研究出一种在常温下用高压脉冲技术杀灭液态食品中的细菌的方法，采用本方法，可将细菌细胞粉碎，使之死亡，而液态食品中不产生任何对人体有害的自由基等物质，营养成分无任何改变。
本发明的目的是以下述方式实现的：液态食品加工中的高压脉冲灭菌方法，它是利用一台高压直流发生器对高压电容器充电，由旋转电极和放电间隙串联后跨接在高压电容器的高压侧及地之间，由旋转电极的断通，使高压电容器通过放电间隙在液态食物中形成高压脉冲放电，杀死其中的细菌。
下面参照附图详述本发明的内容。
图1 本发明电气原理图
图2 电极系统示意图
图3 高压脉冲的波形
图4 脉冲次数与灭菌率的关系
图5 放电电容量与灭菌率的关系
图6 酱油处理前后自由基测定的结果
图7 去离子水中腊样芽胞处理前的电镜观测结果
图8 去离子水中腊样芽胞处理后的电镜观测结果
图9 日本对去离子水中酵母细胞处理后的电镜照片
参照图1，高压电容器由高压直流电源充电至适合试样的电压后，再通过旋转电极，使图2所示的试样中的电极间隙放电，放电产生如图3所示的高压脉冲波形。
当试样为去离子水、自来水、饮料、啤酒等导电率较低的液体时，放电直接在试液中发生;当试样为NaCl溶液、酱油等导电率较高的液体时，应将放电间隙置于导电率低的液体中，用可传递压力的薄膜将两液体分隔，使之放电顺利发生。
食品在制造、加工、保藏及销售过程中，都有可能受到食品微生物的污染而影响食品质量。微生物种类繁多，其生长繁殖条件、对外界抵抗力各不相同，为全面了解本发明方法对微生物的作用，我们根据微生物在食物中的分布及对外界环境抵抗力的大小，选择了由湖北省卫生防疫站提供的腊样芽胞杆菌（4001株）、大肠杆菌（8099株）以及啤酒酵母等实验菌株。并按国家标准（GB4789.3-84、GB478.14-84及GB4789.15-84）的操作规定制备菌液和检测灭菌效果。
为探求高压脉冲放电与灭菌效果之间的关系，我们首先对散布在去离子水中的腊样芽胞的灭菌效果进行了试验。试验条件（下同）为电压20～30kV，电容量为8200pF～32800pF，脉冲次数为60～300次。
脉冲次数和放电电容量与灭菌效果之间的关系如图4、图5所示。从图中可见，随着脉冲次数和放电电容量的增大，灭菌率相应提高，灭菌率可高达90%以上。
脉冲放电在导电率高的液体中难以发生，灭菌效果也会受到影响。其实验结果如表1所示。
表1 NaCl水溶液与酱油中芽胞的灭菌效果
| 试样 | 微生物数（个／ml) | 灭菌率％ | 平均灭菌率％ | |
| 消毒前 | 消毒后 | |||
| NaCl水溶液 | 2.14×106 | 6.91×105 | 67.7 | 66.5 |
| 1.96×106 | 6.88×105 | 64.9 | ||
| 酱油 | 2.63×105 | 0.65×105 | 75.3 | 70.9 |
| 4.96×105 | 1.66×105 | 66.5 | ||
将大肠杆菌置于自来水和汽水中，将酵母菌置于啤酒中，进行了不同脉冲次数的试验，结果见表2。
表2 大肠杆菌和酵母菌的灭菌效果
从表中可见本方法对大肠杆菌及酵母菌的灭菌效果是显著的。
食品中含有的某些营养素及酶类物质，经氧化后会成为自由基的产生来源之一。自由基在很多情况下，对人体有损害作用。我们用顺磁共振法（EPR）检测了灭菌前后酱油中自由基的情况，其结果如图6所示。从图中自由基的图谱表明，酱油经高压脉冲处理后未发现自由基的增加及新的自由基产生。
本方法对液态食品中的营养成分有无破坏呢？我们以啤酒为例，测定了啤酒在灭菌前后的氨基酸的含量，其结果见表3。
表3 啤酒中氨基酸的检验报告 （单位：毫克／升）
| 试 样 | ＃1（300次） | ＃2（60次） | ＃3（未处理） |
| 天门冬氨酸（％） | 105 | 105 | 108 |
| 苏氨酸（％） | 45 | 45 | 46 |
| 丝氨酸（％） | 56 | 56 | 57 |
| 谷氨酸（％） | 406 | 405 | 408 |
| 甘氨酸（％） | 94 | 94 | 96 |
| 丙氨酸（％） | 102 | 103 | 105 |
| 缬氨酸（％） | 72 | 73 | 75 |
| 蛋氨酸（％） | 39 | 48 | 52 |
| 异亮氨酸（％） | 40 | 40 | 41 |
| 亮氨酸（％） | 58 | 57 | 59 |
| 酷氨酸（％） | 50 | 53 | 54 |
| 苯丙氨酸（％） | 57 | 57 | 58 |
| 赖氨酸（％） | 45 | 44 | 45 |
| 组氨酸（％） | 39 | 39 | 39 |
| 精氨酸（％） | 88 | 87 | 89 |
| 脯氨酸（％） | 346 | 346 | 356 |
| 胱氨酸（％） | 39.02 | 40.82 | 44.14 |
| 色氨酸（％） | ／ | ／ | ／ |
| NH2（％） | 57 | 56 | 57 |
从表中可见高压脉冲灭菌不会改变食物中的营养成分。
从图7、8可见，去离子水中腊样芽胞在灭菌前细胞生长良好，数量多，仅有少量的正常代谢的坏死组织，而在灭菌后，绝大多数细菌细胞崩溃溶解，并可见不同坏死时期的细胞组织。究其原因，我们认为在高压脉冲放电时产生了强烈的电水锤效应，功率极大的电水锤效应给予细菌细胞猛烈的机械冲击波，使其粉碎，从而死亡。
本发明利用传统的高压脉冲放电技术对液态食物进行灭菌处理，由于强烈的电水锤效应作用，给予细胞猛烈的冲击波，使其粉碎死亡，灭菌率可达90%以上。灭菌后食品中不产生任何对人体有害的自由基等物质，营养成分无任何改变。本发明适用于所有液态可食物品的消毒灭菌。
Claims (1)
1、液态食品中高压脉冲灭菌方法，其特征在于它是利用一台高压直流发生器对高压电容器充电，由旋转电极和放电间隙串联后跨接在高压电容器的高压侧及地之间，由旋转电极的断通，使高压电容器通过放电间隙在液态食物中形成高压脉冲放电，杀死其中的细菌。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN92110728A CN1072328A (zh) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 液态可食物品加工中的高压脉冲灭菌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN92110728A CN1072328A (zh) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 液态可食物品加工中的高压脉冲灭菌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1072328A true CN1072328A (zh) | 1993-05-26 |
Family
ID=4944951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN92110728A Pending CN1072328A (zh) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 液态可食物品加工中的高压脉冲灭菌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |