CN108308262B - 一种柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置。该杀菌方法包括（1）柑橘预处理；（2）采用大气压低温等离子体灭菌法进行表面杀菌；（3）用酶法脱柑橘皮和囊衣；（4）漂洗后将橘瓣通过大气压低温等离子体灭菌法杀菌；（5）称量装罐加热糖水，真空封罐；（6）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，冷却。杀菌装置包括杀菌槽、杀菌介质及用于发射超声波杀菌的超声波组件，杀菌介质设置在杀菌槽内，杀菌槽上穿过杀菌介质设有用于传送罐头的传送轨道，杀菌槽侧壁上装设有用于加热杀菌介质的加热元件。本发明的杀菌方法及杀菌装置使柑橘杀菌过程具有安全、低温、高效、可连续性、营养成分能够有效保留且产品质量稳定等优点。

Description

一种柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置
技术领域
本发明属于罐头杀菌领域，涉及一种罐头的杀菌方法及杀菌装置，具体涉及一种柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置。
背景技术
杀菌是食品、制药工业中的重要单元过程。根据不同的需要，柑橘罐头可采用玻璃、塑料和金属罐体，其生产过程主要有：原料选择→柑橘表面清洗、消毒→热烫→人工剥皮→分瓣→装罐→排气、密封→杀菌、冷却→包装。为了保证产品的杀菌效果，在罐头生产的各个环节都应尽量减少混入食品中的微生物数量，同时保持食品的营养成分。
在食品生产中，柑橘表面的杀菌一般使用氯气、臭氧、漂白粉等。漂白粉的分解产物为氯气。氯气消毒会产生氯化消毒副产物，氯在进行消毒时与水中某些有机物产生易挥发的和不易挥发的氯化有机物如三卤甲烷等，这些卤代有机化合物有许多是致癌物或诱变剂；臭氧氧化含有溴离子的原水时会产生溴酸根。然而，常规处理工艺对氯化产生的副产物和溴酸根不能有效去除，这些物质混在食品中对人具有致癌作用。而且，生产过程中工人接触氯气、臭氧会导致呼吸系统损害为主的全身性疾病、恶心、皮肤损害、腹痛和腹泻等中毒症状。因此，使用这些物质进行消毒柑橘表面不是安全的选择。
传统柑橘罐头生产中，一般是封罐后再杀菌。采用的杀菌方法主要有加热杀菌（高温杀菌和巴氏杀菌）、高压杀菌、微波杀菌和超声波杀菌等。高温杀菌（100～150℃）可有效的杀死微生物，但因杀菌温度高、时间长、引起橘瓣组织软、烂、散，高温对营养物质的破坏很大，造成罐头色、香、味、营养等品质下降。传统的巴氏杀菌对设备要求低，但加热时间比较长（15～30min），温度比较高（80～100℃），使食品的色、香、味、形等品质下降，黄酮、维生素等热敏成分被破坏。并且，温度过高，金属罐内壁出现腐蚀，塑杯中的塑化剂会迁移到食物中去，还会破坏食品中的热敏成分。在工业生产中用于加热杀菌的热水不流动，水温不均匀，罐头难以均匀加热，有的罐头杀菌完成，有的罐体温度还没上去，常发生变质胀罐，或者采用小体积的间歇式高温杀菌设备，杀菌前需要操作人员将罐头放进去，杀菌后再由操作人员拿出来，不能连续杀菌，杀菌效率低，增加了操作人员工作强度。高压杀菌对芽孢杀灭效果不太理想，也破坏食品中的热敏成分，不适用于导热传热型和玻璃容器包装的罐头食品，且对设备要求高，能耗高，不利于食品工厂工业化推广。微波不能均匀加热，不能用于金属容器，微波杀菌过程还可能引起涨袋、蛋白质变性、果实塌陷等问题，微波的辐射也会对人体产生一定的危害。超声波通过产生空化作用达到杀菌的目的，单独超声波杀菌效果有限，不能达到商业杀菌要求。在食品工业化生产上，高温杀菌、高压、巴氏、微波和超声波等杀菌手段大多为间歇式杀菌，没有实现连续杀菌，操作人员的劳动强度大，生产线时间较长。如果杀菌时间过长，还有塑杯材料中的塑化剂迁移进入食物中的危险。因此，寻求新的柑橘罐头杀菌方法成为当务之急。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全、低温、高效、具有可连续性、营养成分能够有效保留且产品质量稳定的柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种柑橘罐头的杀菌方法，包括以下步骤：
（1）将柑橘进行预处理；
（2）将预处理后的柑橘通过大气压低温等离子体灭菌法进行表面杀菌，其中，低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为5kV～50kV，工作气体的温度为40℃～54℃，杀菌时间为60s～480s；
（3）将表面杀菌后的柑橘采用酶法脱柑橘皮和囊衣，得到橘瓣；
（4）将橘瓣漂洗后，通过大气压低温等离子体灭菌法进行杀菌，其中，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为5kV～50kV，工作气体的温度45℃～55℃，杀菌时间为90s～240s；
（5）将杀菌后的橘瓣称量装罐，然后加入杀菌后的热糖水，真空封罐，形成柑橘罐头；
（6）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，杀菌温度为50℃～85℃，超声波功率为15kHz～100kHz，杀菌时间为5min～12min，杀菌后冷却，完成柑橘罐头的杀菌。
上述的柑橘罐头的杀菌方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述大气压低温等离子体灭菌法采用的回路镇流电阻为50kΩ～200kΩ，所述步骤（4）中，所述大气压低温等离子体灭菌法采用的回路镇流电阻为50kΩ～150kΩ；
和/或，所述步骤（6）中，所述超声低温连续杀菌的杀菌介质为水，在杀菌过程中，保证柑橘罐头完全浸在水面下，柑橘罐头的顶面距离水面2cm～12cm。
上述的柑橘罐头的杀菌方法中，优选的，所述步骤（6）中，所述超声低温连续杀菌采用一柑橘罐头的杀菌装置进行实施，所述柑橘罐头的杀菌装置包括杀菌槽、杀菌介质及用于发射超声波杀菌的超声波组件，所述杀菌介质设置在所述杀菌槽内，所述杀菌槽上穿过所述杀菌介质设有用于传送罐头的传送轨道，所述杀菌槽侧壁上装设有用于加热所述杀菌介质的加热元件；
所述超声波组件包括驱动电源、超声波振板和多个超声波探头，所述超声波振板设置在所述杀菌槽内的杀菌介质中，各所述超声波探头均匀分布于所述杀菌槽的底部，所述超声波振板和各所述超声波探头均通过导线与所述驱动电源连接；
所述杀菌槽外装设有控制室，所述杀菌槽内于所述杀菌介质中设有测温元件，所述测温元件、加热元件和超声波组件分别通过导线连接于控制室。
上述的柑橘罐头的杀菌方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述酶法脱柑橘皮和囊衣的过程为：将表面杀菌后的柑橘先用针床进行表面穿刺，然后将表面穿刺的柑橘浸泡在酶解液中直至脱除柑橘皮和囊衣，得到橘瓣，所述针床的刺针长度为3mm～5mm，所述针床的布针密度为2口针/cm3～6口针/cm3，所述酶解液主要由果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶和水组成，其中，按质量分数计，果胶酶为0.05%～1.5%，纤维素酶为0.05%～1%，半纤维素酶为0.01%～0.5%，余量为水，所述酶解液的pH值控制在3～10；
和/或，所述步骤（4）中，所述漂洗的次数为1次～3次；
和/或，所述步骤（5）中，所述杀菌后的热糖水的温度为30℃～50℃。
上述的柑橘罐头的杀菌方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述预处理包括以下过程：将柑橘分级后，挑选去掉腐烂的柑橘，然后清洗；
和/或，所述步骤（6）中，杀菌后冷却过程中，当柑橘罐头的罐体采用玻璃瓶时，先后在40℃～50℃、15℃～30℃的水下进行梯度冷却，当柑橘罐头的罐体采用塑杯瓶或金属瓶时，在水下进行常温冷却。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种柑橘罐头的杀菌装置，包括杀菌槽、杀菌介质及用于发射超声波杀菌的超声波组件，所述杀菌介质设置在所述杀菌槽内，所述杀菌槽上穿过所述杀菌介质设有用于传送罐头的传送轨道，所述杀菌槽侧壁上装设有用于加热所述杀菌介质的加热元件。
上述的柑橘罐头的杀菌装置中，优选的，所述超声波组件包括驱动电源、超声波振板和多个超声波探头，所述超声波振板设置在所述杀菌槽内的杀菌介质中，各所述超声波探头均匀分布于所述杀菌槽的底部，所述超声波振板和各所述超声波探头均通过导线与所述驱动电源连接。
上述的柑橘罐头的杀菌装置中，优选的，所述杀菌槽安装有两套所述超声波组件。
上述的柑橘罐头的杀菌装置中，优选的，所述杀菌槽外装设有控制室，所述杀菌槽内于所述杀菌介质中设有测温元件，所述测温元件、加热元件和超声波组件分别通过导线连接于控制室。
上述的柑橘罐头的杀菌装置中，优选的，所述杀菌槽侧壁上开设有第一入口，所述杀菌介质通过所述第一入口进入所述杀菌槽，所述杀菌槽的底端设有介质出口，所述杀菌槽侧壁上开设有第二入口，所述杀菌槽的底部装设有用于搅拌所述杀菌介质的搅拌器。
本发明中，步骤（6）进行冷却时，冷却时间根据实际情况进行调整，当采用玻璃瓶时，梯度冷却的总时间可在3min～7min，当采用塑杯瓶或金属瓶时，冷却时间也在3min～7min范围内。
本发明中，柑橘罐头的杀菌方法及杀菌装置适用于玻璃瓶、塑杯、金属瓶等包装的柑橘罐头。
本发明中，超声低温连续杀菌是指加热杀菌和超声杀菌同时进行，且为非间歇杀菌。
本发明中，大气压低温等离子体灭菌法的大气压指的是标准大气压。
本发明中，杀菌装置是开放的，不需要密闭。本发明的杀菌装置较适用于pH＜4.3的水果、蔬菜、粮食类等罐头或液体。杀菌槽中的水被搅拌器和超声波不停地混合，整个槽中的水温度均匀。在杀菌槽的水中，罐头被传送带（双轨）带着围绕超声波发生器做S型移动，使各罐头及罐头周围的温度和超声波强度一致。相邻的两瓶罐头在S型传送带上保持一定的间隙，使两个罐头可以受热均匀。
本发明中，采用大气压低温等离子体灭菌法和超声低温连续杀菌进行协同作用，其中，大气压低温等离子体对可以杀灭微生物，不需要复杂的真空设备，处理时间短，处理温度低，因此效率高、成本低、能耗低，气体温度低，处理过程中不会对生物材料表面造成损伤，且处理后不会产生二次污染，可保持被处理食品的新鲜度和品质，等离子体灭菌技术可以从细胞和分子层面与微生物相互作用，显著提高消毒灭菌效果，超声波处理过程中，当高强度的超声波在液体介质中传播时，产生纵波，从而产生交替缩和膨胀的区域，这些压力改变的区域易引起空穴现象，并在介质中形成微小气泡核。微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间，从而使液体中某些微生物致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏，由于超声波无法完全杀灭微生物，与热处理联合，杀菌效果更佳，另一方面，超声波可以加速流体的分子运动，有效地混匀流动相，使容器中的杀菌物体受热均匀。本发明采用大气压低温等离子体灭菌法和超声低温连续杀菌的协同能够有效地克服现有灭菌方法的局限性和不足之处。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明采用大气压低温等离子体杀菌和超声低温连续杀菌进行协同处理杀菌，大气压低温等离子体灭菌法对柑橘表面和脱囊衣的柑橘橘瓣进行低温杀菌，大大减少进入柑橘罐头的微生物数量，柑橘装罐后，再进行超声低温连续杀菌，使柑橘罐头达到商业无菌标准。大气压低温等离子体联合超声低温连续杀菌，使罐头加工过程全程低温，较好的保留了柑橘营养物质，保持了柑橘的新鲜度。相对于生产中常用的间歇性杀菌，本发明的杀菌方法及杀菌装置实现了罐头自动化连续生产、杀菌，省力、省时。
（2）相对于生产中使用的氯气、臭氧、漂白粉等，本发明采用大气压低温等离子体有效杀灭柑橘表面的微生物，时间短，无有害物残留在食物中，对人体安全。
（3）本发明采用大气压低温等离子体对脱囊衣的橘瓣进行杀菌，在灌装前，进一步减少了微生物数量，让下一步杀菌的更容易完成。
（4）本发明采用超声低温连续杀菌，即低温加热和超声同时杀菌，杀菌时间和冷却时间大大缩短，省时；不需要采用高功率的超声源，与高温杀菌、巴氏杀菌和超高温杀菌相比，杀菌温度大大降低了，能耗下降，大大降低生产成本。
（5）本发明中杀菌温度的降低和杀菌时间的缩短，更大限度的保存了罐头中的营养物质。
（6）本发明设备的结构比较简单，设备不需高温高压，因此设备要求不高，成本较低。
（7）本发明的杀菌装置中搅拌器和超声波不断的混匀杀菌槽中的水，可确保每个罐头和罐体各面的温度和超声强度基本保持一致，解决了生产上常见的加热和超声不均匀导致的杀菌效果不一致问题，实现了罐头的精准杀菌。
（8）本发明设备是开放式，不会出现假胀罐（假胖）现象，因此冷却时不需要用杀菌锅内加压冷却，节约设备成本，简化操作，可随时取样监测产品质量，也方便清洗、消毒。
综上可知，本发明的杀菌方法和杀菌装置具有安全、节能、省力、省时等优点。
附图说明
图1为本发明实施例中柑橘罐头的杀菌方法工艺流程图。
图2为本发明实施例中柑橘罐头的杀菌装置结构示意图。
图例说明：
1、杀菌槽；11、第一入口；12、介质出口；13、第二入口；14、测温元件；2、杀菌介质；3、超声波组件；31、驱动电源；32、超声波振板；33、超声波探头；4、传送轨道；5、加热元件；6、控制室；7、搅拌器；8、调节阀；9、罐头。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。以下实施例中，大气压低温等离子体灭菌法可采用大气压低温等离子体射流发生器进行实施，但不限于此。
实施例1：
一种柑橘罐头的杀菌方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
（1）将柑橘用果品大小分级机分级后，人工挑选去掉腐烂的柑橘，柑橘用清洗设备清洗。
（2）将清洗后的柑橘运送到大气压低温等离子体射流发生器下端，利用大气压低温等离子体灭菌法进行表面杀菌，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为25kV，气体温度50℃，回路镇流电阻为70kΩ，杀菌时间为100s。
（3）将表面杀菌后的柑橘用酶法脱柑橘皮和囊衣，具体过程为：用刺针长为3mm、布针密度为2口针/cm3的针床穿刺柑橘表面，然后将穿刺后的柑橘浸泡在pH为4.5的酶解液中1h，该酶解液由果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶和水组成，以组分总质量分数为100%，按质量分数计，果胶酶为0.8%，纤维素酶为1%，半纤维素酶为0.5%，余量为水，酶解液的pH值采用盐酸调解（根据实际情况，采用酸或碱调节），经酶解后，脱除了柑橘皮和囊衣，得到橘瓣。
（4）经3次漂洗后，将脱囊衣的橘瓣运送到大气压低温等离子体发生器下端，利用大气压低温等离子体灭菌法进行杀菌，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为30kV，气体温度52℃，回路镇流电阻为64kΩ，杀菌时间为240s。
（5）将杀菌后的橘瓣称量装罐，加入50℃杀菌后的热糖水，用金属罐真空封罐，得到柑橘罐头。
（6）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，杀菌介质为水，保证罐头完全浸在水面下，并且罐顶离水面有2cm的距离，杀菌温度72℃，超声波功率25kHz，杀菌时间8min。超声低温杀菌后，柑橘罐头随即运送到冷却槽用自来水冷却7min，完成柑橘罐头的杀菌。
上述步骤（2）、（4）和（6）中，柑橘或柑橘罐头的运送均可以通过传输带进行实施，但不限于此。
经上述灭菌后，沥干罐头表面浮水并放置于20～25℃条件下贮存5天后，微生物合格率为98.5%，维生素C保留率达84.62%，还原糖保留率为93.08%，类胡萝卜素保留率为90.73%。样品能很好地保持天然柑橘的颜色，光泽好且均一，汁液较透明，具有较浓郁的芳香味，橘瓣组织纹理较完整，硬度较好。柑橘罐头能较好的保持原有的维生素、类胡萝卜素等营养物质、色泽、组织形态及气味。
实施例2：
一种本发明的柑橘罐头的杀菌装置，实施例1的步骤（6）进行超声低温连续杀菌时可采用该杀菌装置进行实施，但不限于此。图2示出了本实施例的柑橘罐头杀菌装置，包括杀菌槽1、杀菌介质2及用于发射超声波杀菌的超声波组件3，杀菌介质2设置在杀菌槽1内，杀菌槽1上穿过杀菌介质2设有用于传送罐头9的传送轨道4，杀菌槽1侧壁上装设有用于加热杀菌介质2的加热元件5。该结构中，杀菌槽1用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，杀菌槽1设为开放式的槽，其上端没有密闭或盖子，可随时观察和取样；传送轨道4用于夹持罐头9在杀菌槽1中的传送，其两端从杀菌槽1上方伸出，罐头9从传送轨道4的一端进，另一端出，传送轨道4选用双轨道的S型传送带，水平固定在杀菌槽1内并距离杀菌槽1内底面12cm处，双轨道的S型传送带上有万能弹簧瓶夹，可以固定不同大小的罐头9；在杀菌过程中罐头9沿着传送轨道4移动，通过控制传送速度，来控制罐头9杀菌时间；加热元件5用于加热杀菌槽1中杀菌介质2，当加热杀菌槽1中杀菌介质2的温度底于所需温度以下时，开启加热元件5，加热杀菌介质2，使其达到所需温度；杀菌槽1的杀菌介质2通过超声波组件3的作用在杀菌槽1中不断流动混合，使杀菌槽1各点温度一致，从而使所有罐头9受热均匀及保证杀菌均匀；当杀菌时，开启加热元件5加热杀菌介质2，当杀菌介质2的温度达到指定温度时，开启超声波组件3，并启动传送轨道4，各罐头9由传送轨道4运动方向的起始端间隔进入传送轨道4，传送轨道4夹紧罐头9并带动罐头9沿着传送轨道4移动，在罐头9的移动过程中，超声波组件3产生超声波对罐头9进行超声波杀菌，各罐头9之间有一定的空隙，确保罐头9的四面及每瓶罐头9在杀菌过程中所受到的超声波强度一致，各罐头9在传送轨道4的传送下，沿着传送轨道4移动至移出杀菌槽1，杀菌完成，罐头9沿着传送轨道4移动的过程，同步进行了加热杀菌和超声波杀菌，这种杀菌方式既连续高效，又能有效保留罐头9内果汁的营养成分。
本实施例中，超声波组件3包括驱动电源31、超声波振板32和多个超声波探头33，超声波振板32设置在杀菌槽1内的杀菌介质2中，各超声波探头33均匀分布于杀菌槽1的底部，超声波振板32和各超声波探头33均通过导线与驱动电源31连接。该结构中，驱动电源31产生高频高压，通过导线传导给超声波振板32和/或多个超声波探头33，超声波探头33用于发射和/或接收超声波，超声波探头33发射的超声波用于给传送轨道4中罐头9杀菌，超声波探头33接收的超声波用于超声波的检测，超声波探头33均匀分布固定于杀菌槽1的内底面，使罐体在传送轨道4中的传送过程中实现连续而高效的杀菌；驱动电源31驱动超声波振板32产生高频共振，带动杀菌槽1中杀菌介质2振动，以致杀菌介质2不断流动混合，从而使杀菌槽1中杀菌介质2各点温度一致，使传送轨道4中的罐头9受热均匀，实现更好的杀菌的效果。
本实施例中，杀菌槽1安装有两套超声波组件3。该结构中，杀菌槽1安装有两套超声波组件3，两套超声波组件3的超声波探头33均匀分布于杀菌槽1的内底面，两个超声波振板32对称安装于杀菌槽1的两对称内侧壁的底端，杀菌槽1安装有两套超声波组件3，两套超声波组件3具有两个驱动电源31，两个驱动电源31能够驱动更多的超声波探头33，更多的超声波探头33能够满足更长的传送轨道4的需求，这里可根据传送轨道4的长度，选择超声波组件3的套数；各超声波探头33均匀分布固定于杀菌槽1的内底面，使罐体在传送轨道4中的传送过程中实现连续而高效的杀菌；两个超声波振板32对称安装于杀菌槽1的两对称内侧壁的底端，两个驱动电源31分别驱动相应的超声波振板32产生高频共振，两个超声波振板32振动的同时带动杀菌槽1中杀菌介质2的各个点位更加均匀振动，使杀菌介质2不断流动混合，从而使杀菌槽1中杀菌介质2各点温度更加一致，以致传送轨道4中的罐头9受热更加均匀，达到更好的杀菌效果。
本实施例中，杀菌槽1外装设有控制室6，杀菌槽1内于杀菌介质2中设有测温元件14，测温元件14、加热元件5和超声波组件3分别通过导线连接于控制室6。该结构中，测温元件14用于测量杀菌槽1中杀菌介质2的温度，测温元件14实时检测出杀菌槽1内杀菌介质2的温度，并显示在控制室6上；控制室6可以调控杀菌介质2的温度，以及显示杀菌介质2的温度以及超声波频率等，控制室6还可以控制加热元件5和超声波组件3，其控制室6可根据检测到的温度和超声波频率来调节加热元件5的加热强弱和超声波组件3所发出的超声波频率大小，满足罐头9杀菌所需要的温度要求和超声波频率要求。
本实施例中，杀菌槽1侧壁上开设有第一入口11，杀菌介质2通过第一入口11进入杀菌槽1。该结构中，当杀菌槽1内杀菌介质2过少时，通过第一入口11向杀菌槽1加入常温的杀菌介质2，或者杀菌槽1内杀菌介质2的温度过高时，通过第一入口11向杀菌槽1加入常温的杀菌介质2，以致中和原来高温的杀菌介质2，达到降低杀菌槽1内杀菌介质2的温度的效果，加热元件5装设于杀菌槽1的侧壁并伸入杀菌介质2且靠近第一入口11，以便提高加热效率。
本实施例中，杀菌槽1的底端设有介质出口12。该结构中，杀菌槽1的介质出口12设于杀菌槽1的侧壁底端，当杀菌槽1内杀菌介质2过多或者更换杀菌介质2时，通过介质出口12排出的杀菌介质2，或者杀菌槽1内杀菌介质2的温度过高时，通过介质出口12排出一些热的杀菌介质2，再通过第一入口11注入一些常温的杀菌介质2，使杀菌槽1内杀菌介质2的温度能够满足要求。
本实施例中，杀菌槽1侧壁上开设有第二入口13。该结构中，杀菌槽1的第二入口13用于供热的杀菌介质2进入杀菌槽1，杀菌介质2预先通过外部加热至所需温度，再通过第二入口13进入杀菌槽1，以致缩短杀菌槽1内杀菌介质2的加热时间，达到提高杀菌效率的效果。
本实施例中，杀菌槽1的底部中间装设有用于搅拌杀菌介质2的搅拌器7。该结构中，搅拌器7用于搅拌杀菌槽1内杀菌介质2，进一步的使杀菌槽1内杀菌介质2各点位混合均匀，以致进一步使杀菌槽1中杀菌介质2各点温度保持一致。
本实施例中，第一入口11处、介质出口12和第二入口13外端分别设有调节阀8，各调节阀8分别通过导线连接于控制室6，并通过控制室6控制各调节阀8的启闭。该结构中，调节阀8用来调节通过第一入口11、介质出口12和第二入口13的杀菌介质2的流量，各调节阀8通过导线连接于控制室6，控制室6可通过检侧到杀菌槽1内杀菌介质2的温度和容量的情况来选择控制相应的调节阀8；当杀菌槽1内杀菌介质2的温度过高或者容量过少时，控制室6选择控制第一入口11的调节阀8，使其处于打开状态，让外部常温的杀菌介质2注入杀菌槽1内，直到杀菌槽1内杀菌介质2的温度或者容量达到要求时，控制室6控制第一入口11的调节阀8，使其处于关闭状态；当杀菌槽1内杀菌介质2的温度过低，控制室6打开第二入口13的调节阀8，外部热的杀菌介质2通过打开的第二入口13注入杀菌槽1，杀菌槽1内杀菌介质2的温度达到要求时，控制室6关闭第二入口13的调节阀8；当杀菌槽1内杀菌介质2容量太多或者清洗杀菌槽1时，控制室6打开介质出口12的调节阀8，使杀菌槽1内杀菌介质2排出。
本实施例中，搅拌器7通过导线连接于控制室6。控制室6用于控制搅拌器7的启闭状态，当杀菌槽1内杀菌介质2需要搅拌时，控制室6启动搅拌器7，当杀菌槽1内杀菌介质2不需要搅拌时，控制室6关闭搅拌器7。
本实施例的杀菌装置用于实施例1时，超声探头数为9个，振板2块。
实施例3
一种本发明的柑橘罐头的杀菌方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）将柑橘用果品大小分级机分级后，人工挑选去掉腐烂的柑橘，柑橘用清洗设备清洗。
（2）将清洗的柑橘通过大气压低温等离子体灭菌法进行低温表面杀菌，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为25kV，气体温度50℃，回路镇流电阻为70kΩ，杀菌时间为100s。
（3）将表面杀菌后的柑橘用酶法脱柑橘皮和囊衣，具体过程为：用刺针长为3mm、布针密度为6口针/cm3的针床穿刺柑橘表面，然后将穿刺后的柑橘浸泡在pH为4.5的酶解液中1h，该酶解液主要由果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶和水组成，以原料总质量分数为100%，按质量分数计，果胶酶为0.8%，纤维素酶为1%，半纤维素酶为0.5%，余量为水，酶解液的pH值采用盐酸调解，经酶解后，脱除了柑橘皮和囊衣，得到橘瓣。
（4）经2次漂洗后，脱囊衣的橘瓣通过大气压低温等离子体灭菌法进行杀菌，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为20kV，气体温度51℃，回路镇流电阻为80kΩ，杀菌时间为180s。
（5）将杀菌后的橘瓣称量装罐，加入50℃杀菌的热糖水，用金属瓶真空封罐，得到柑橘罐头。
（6）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，可采用实施例2的柑橘罐头的杀菌装置进行实施，保证罐头完全浸在水面下，并且罐顶离水面有10cm的距离，杀菌温度60℃，超声波功率20kHz，杀菌时间6min。超声低温连续杀菌后，柑橘罐头用自来水冷却5min，完成柑橘罐头的杀菌。
上述杀菌完成后，沥干罐头表面浮水后放置于20～25℃条件下贮存5天后，进行检验。微生物合格率为100%，维生素C保留率达87.03%，还原糖保留率为96.41%，类胡萝卜素保留率为93.25%。样品能很好地保持天然柑橘的颜色，光泽好且均一，汁液较透明，具有浓郁的芳香味，橘瓣组织纹理较完整，硬度好。柑橘罐头能较好的保持好原有的色泽、组织形态、气味及维生素、还原糖等营养物质。
在罐头加工业中，未见超声低温连续杀菌设备。与实施例1相比，微生物合格率、维生素C保留率、还原糖保留率和类胡萝卜素保留率均得到提高，杀菌时间和冷却时间更短，省人力，杀菌装置的水是流动的，让罐头加热更均匀，罐头在杀菌装置中呈S型移动，使每瓶罐头的超声强度、加热温度一致，降低了胀罐率。
对比例1
一种柑橘罐头的杀菌方法，包括以下步骤：
（1）将柑橘用果品大小分级机分级后，人工挑选去掉腐烂的柑橘，柑橘用0.5%漂白粉液浸10min，用清洗风干设备清洗。
（2）柑橘表面杀菌后，用94℃热烫3min，人工剥去柑橘皮，用酸碱法脱囊衣。
（3）经多次漂洗后，将橘瓣称量装罐，加入50℃已杀菌的热糖水，用金属罐真空封罐，得到柑橘罐头。
（4）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，杀菌介质为水，保证罐头完全浸在水面下，并且罐顶离水面有2cm的距离，超声波功率25kHz，杀菌温度72℃，杀菌时间8min。杀菌后，罐头通过传输带随即送到相邻的冷却槽用自来水冷却15min。
上述灭菌完成后，沥干罐头表面浮水放置于20～25℃条件下贮存5天后，进行检验。微生物合格率为98.2%，维生素C保留率达68.15%，还原糖保留率为90.39%，类胡萝卜素保留率为81.62%，汁液有些许浑浊，橘肉亮度增加，黄色加深，红色变浅，表明热烫和高温灭菌后柑橘果肉颜色由橘红向橘黄转变，颜色变浅，与杀菌过程中的类胡萝卜素和维生素C损失有关。由此说明，采用传统的漂白、热烫和酸碱法替代本发明的大气压低温等离子体灭菌法进行柑橘装罐前的杀菌时，尽管微生物合格率达标了，但营养损失较严重，维生素C、还原糖和类胡萝卜素等营养成分的保留率均有降低，罐头品质下降，而且耗费的人工多，能耗较高。尽管漂白粉的杀菌效果较好，但漂白粉主要成分为次氯酸盐，有致敏作用，非常不利于人体健康，并且热烫时的温度是94℃，漂白粉受高热易分解产生有毒的腐蚀性烟气，残留的漂白粉水溶液若进入食品中对食用者也会造成损害，而采用大气压低温等离子体灭菌联合超声低温连续杀菌，不仅微生物合格率高，营养成分损失很小，且对人体和环境友好。
对比例2
一种柑橘罐头的杀菌方法，包括以下步骤：
（1）将柑橘用果品大小分级机分级后，人工挑选去掉腐烂的柑橘，柑橘用0.5%漂白粉液浸10min，用清洗风干设备清洗。
（2）柑橘表面杀菌后，用94℃热烫3min，人工剥去柑橘皮，用酸碱法脱囊衣。
（3）经多次漂洗后，将橘瓣称量装罐，加入50℃已杀菌的热糖水，用金属罐真空封罐，得到柑橘罐头。
（4）将柑橘罐头在压力为600MPa、杀菌温度132℃下进行杀菌，杀菌时间14min。
（5）杀菌后，罐头通过传输带随即送到相邻的冷却槽用自来水冷却18min。
上述灭菌后，沥干罐头表面浮水后放置于20～25℃条件下贮存5天后，进行检验。微生物合格率为100%，维生素C保留率仅为35.29%，还原糖保留率为73.06%，类胡萝卜素保留率为78.55%，果肉呈淡黄色，汁液浑浊，果肉软硬欠佳，组织软腐，虽有柑橘罐头的香味，但有异味。与本发明相比，维生素C、还原糖和类胡萝卜素等营养物质保留率明显低很多，人工投入多，能耗高，杀菌时间较长。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种柑橘罐头的杀菌方法，包括以下步骤：
（1）将柑橘进行预处理；
（2）将预处理后的柑橘通过大气压低温等离子体灭菌法进行表面杀菌，其中，低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为5kV～50kV，工作气体的温度为40℃～54℃，杀菌时间为60s～480s；
（3）将表面杀菌后的柑橘采用酶法脱柑橘皮和囊衣，得到橘瓣；
（4）将橘瓣漂洗后，通过大气压低温等离子体灭菌法进行杀菌，其中，大气压低温等离子体由直流电压驱动，工作气体为空气，直流电压为5kV～50kV，工作气体的温度45℃～55℃，杀菌时间为90s～240s；
（5）将杀菌后的橘瓣称量装罐，然后加入杀菌后的热糖水，真空封罐，形成柑橘罐头；
（6）将柑橘罐头进行超声低温连续杀菌，杀菌温度为50℃～85℃，超声波功率为15kHz～100kHz，杀菌时间为5min～12min，杀菌后冷却，完成柑橘罐头的杀菌；
步骤（6）中，所述超声低温连续杀菌采用一柑橘罐头的杀菌装置进行实施，所述柑橘罐头的杀菌装置包括杀菌槽（1）、杀菌介质（2）及用于发射超声波杀菌的超声波组件（3），所述杀菌介质（2）设置在所述杀菌槽（1）内，所述杀菌槽（1）上穿过所述杀菌介质（2）设有用于传送罐头（9）的传送轨道（4），所述杀菌槽（1）侧壁上装设有用于加热所述杀菌介质（2）的加热元件（5）；
所述超声波组件（3）包括驱动电源（31）、超声波振板（32）和多个超声波探头（33），所述超声波振板（32）设置在所述杀菌槽（1）内的杀菌介质（2）中，各所述超声波探头（33）均匀分布于所述杀菌槽（1）的底部，所述超声波振板（32）和各所述超声波探头（33）均通过导线与所述驱动电源（31）连接；
所述杀菌槽（1）外装设有控制室（6），所述杀菌槽（1）内于所述杀菌介质（2）中设有测温元件（14），所述测温元件（14）、加热元件（5）和超声波组件（3）分别通过导线连接于控制室（6）。
2.根据权利要求1所述的柑橘罐头的杀菌方法，其特征在于，步骤（2）中，所述大气压低温等离子体灭菌法采用的回路镇流电阻为50kΩ～200kΩ，步骤（4）中，所述大气压低温等离子体灭菌法采用的回路镇流电阻为50kΩ～150kΩ；
和/或，步骤（6）中，所述超声低温连续杀菌的杀菌介质为水，在杀菌过程中，保证柑橘罐头完全浸在水面下，柑橘罐头的顶面距离水面2cm～12cm。
3.根据权利要求1或2所述的柑橘罐头的杀菌方法，其特征在于，步骤（3）中，所述酶法脱柑橘皮和囊衣的过程为：将表面杀菌后的柑橘先用针床进行表面穿刺，然后将表面穿刺的柑橘浸泡在酶解液中直至脱除柑橘皮和囊衣，得到橘瓣，所述针床的刺针长度为3mm～5mm，所述针床的布针密度为2口针/cm3～6口针/cm3，所述酶解液主要由果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶和水组成，其中，按质量分数计，果胶酶为0.05%～1.5%，纤维素酶为0.05%～1%，半纤维素酶为0.01%～0.5%，余量为水，所述酶解液的pH值控制在3～10；
和/或，步骤（4）中，所述漂洗的次数为1次～3次；
和/或，步骤（5）中，所述杀菌后的热糖水的温度为30℃～50℃。
4.根据权利要求1或2所述的柑橘罐头的杀菌方法，其特征在于，步骤（1）中，所述预处理包括以下过程：将柑橘分级后，挑选去掉腐烂的柑橘，然后清洗；
和/或，步骤（6）中，杀菌后冷却过程中，当柑橘罐头的罐体采用玻璃瓶时，先后在40℃～50℃、15℃～30℃的水下进行梯度冷却，当柑橘罐头的罐体采用塑杯瓶或金属瓶时，在水下进行常温冷却。
5.一种柑橘罐头的杀菌装置，其特征在于，包括杀菌槽（1）、杀菌介质（2）及用于发射超声波杀菌的超声波组件（3），所述杀菌介质（2）设置在所述杀菌槽（1）内，所述杀菌槽（1）上穿过所述杀菌介质（2）设有用于传送罐头（9）的传送轨道（4），所述杀菌槽（1）侧壁上装设有用于加热所述杀菌介质（2）的加热元件（5）；
所述超声波组件（3）包括驱动电源（31）、超声波振板（32）和多个超声波探头（33），所述超声波振板（32）设置在所述杀菌槽（1）内的杀菌介质（2）中，各所述超声波探头（33）均匀分布于所述杀菌槽（1）的底部，所述超声波振板（32）和各所述超声波探头（33）均通过导线与所述驱动电源（31）连接；
所述杀菌槽（1）外装设有控制室（6），所述杀菌槽（1）内于所述杀菌介质（2）中设有测温元件（14），所述测温元件（14）、加热元件（5）和超声波组件（3）分别通过导线连接于控制室（6）。
6.根据权利要求5所述的柑橘罐头的杀菌装置，其特征在于，所述杀菌槽（1）安装有两套所述超声波组件（3）。
7.根据权利要求5或6所述的柑橘罐头的杀菌装置，其特征在于，所述杀菌槽（1）侧壁上开设有第一入口（11），所述杀菌介质（2）通过所述第一入口（11）进入所述杀菌槽（1），所述杀菌槽（1）的底端设有介质出口（12），所述杀菌槽（1）侧壁上开设有第二入口（13），所述杀菌槽（1）的底部装设有用于搅拌所述杀菌介质（2）的搅拌器（7）。
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