CN109757552A - 一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液及其制备方法和应用，属于材料领域。该方法中等离子体射流为发生装置，以空气为工作气体，待空气进入发生装置，穿过高压电极进行处理，处理后从喷枪口流出等离子体进入低浓度乳酸溶液即完成活化乳酸液的制备。该方法制备的活化乳酸溶液，具有高效的杀菌性能，制备时间短、效率高，杀菌性能稳定且能耗低，无污染，特别适用于畜禽屠宰过程产品的清洗消毒及果蔬的清洗杀菌。
Description
技术领域
本发明涉及食品领域。具体涉及一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液的制备 方法及其制备方法和应用。
背景技术
食源性致病菌是引发食品安全问题的主要原因之一，不仅对人类的健康造成严重危 害，同时对肉品行业造成巨大的经济损失。对禽肉而言，次氯酸钠溶液是国内目前普遍使 用的方法，但欧盟却认为其副产物可能会造成致癌作用，因此对我国禽肉的出口造成巨大 影响。如牛、羊、猪等红肉，国内屠宰场大多使用高压水喷洗或者使用5％-2％高浓度的乳酸溶液。其中，高压水喷洗主要是利用水的冲击力将菌体从表面除去，但是在喷洗过程中会存在死角，使肉品的微生物不能得到很好控制。同时高浓度的乳酸喷淋会使肉蛋白质结构发生变化，甚至会使肉产生异味，因此急需一种可替代的食品杀菌液。
等离子体冷杀菌技术是一种新型非热杀菌技术，由于其具有操作简单安全、效率高、 费用低、对环境没有污染等优点，目前该技术已经广泛用于食品灭菌和保鲜方面。如何缩 短等离子体处理时间，增大液体处理量，发展高效杀菌消毒的等离子体活化液是目前研究 难点和热点之一。目前等离子体处理液体主要有去离子水，磷酸缓冲液，过氧化氢溶液等， 这些方法主要存在的问题是：1)液体处理量小，一般是用96孔板，培养皿或50mL烧 杯来盛放处理液；2)处理时间长，大部分需要处理10min左右，有的处理时间甚至达 到30至60min；3)处理效率低，等离子体活化液与菌液的比例需要9:1，甚至是99:1。 因此，建立一种高效、可工业化应用的等离子体活化液用制备方法对于食品工业而言是至 关重要的。
发明内容
本发明针对现有等离子体活性液存在的缺陷，提供一种具有高效抑菌性能的等离子体 活化乳酸液的制备方法及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，该活化乳酸液通过如下方法制备得 到：
以空气为工作气体，气体流量为10～30L/min，经等离子体射流发生装置后产生等离 子体，控制处理电压10～30kV，电流0.01～0.1mA；等离子体进入待处理乳酸液，处理40-100s后即得到具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液。
一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液的制备方法，该方法是以空气为工作气 体，气体流量为10～30L/min，经等离子体射流发生装置后产生等离子体，控制处理电压 10～30kV，电流0.01～0.1mA；等离子体进入待处理乳酸液，处理40-100s后即得到具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液。
本发明技术方案中：乳酸液的质量浓度为0.01～5％；优选：乳酸液的质量浓度为0.01～2％；最优选：乳酸液的质量浓度为0.05～0.2％。
本发明技术方案中：气体流量为18～25L/min；优选：气体流量为20～25L/min。
本发明技术方案中：处理电压为15～25kV，优选：处理电压为18～22kV。
本发明技术方案中：处理电流为0.01～0.05mA，进一步优选：处理电流为0.015～0.03 mA。
一种上述的等离子体活化乳酸液在食品杀菌方面的应用。
进一步的：所述的等离子体活化乳酸液在肉制品和水产品杀菌方面的应用。
本发明的有益效果：
(1)该方法通过添加较低浓度的乳酸，显著地提高了等离子活化水的杀菌效果，同时又 降低高浓度乳酸对肉品品质带来的弊端。
(2)该等离子体活化乳酸的制备能耗低且抑菌活性稳定。实验表明，该等离子体活化乳 酸放置三天后仍与刚处理的等离子体活化水具有相同的抑菌效果。
(3)该等离子体活化乳酸应用于禽肉和红肉后，均不会引起品质的改变。但其抑菌效果 与现有工艺相比能显著提高。
附图说明
图1本发明中等离子体射流发生装置示意图。
图2等离子体活化水及等离子体活化乳酸液对肠炎沙门氏菌的抑菌效果。
图3等离子体活化水及等离子体活化乳酸液对肠炎沙门氏菌抑菌的持久性(注：用PAW表示等离子体活化液，用PALA(0.05-0.20％)表示不同浓度的等离子体活化乳酸)。
图4等离子体活化水及等离子体活化乳酸液处理牛腿肉片的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
等离子处理过程：
以空气为工作气体，气体流量控制22.5L/min，经等离子体射流发生装置(图1)后产生等离子体，控制处理电压19kV，电流0.0024mA，频率为20kHZ，等离子体射流喷 枪口在待处理液液面下方10mm。
实施例1
利用等离子体喷枪将300mL的水和不同质量浓度的乳酸溶液(0.05％，0.10％，0.15％ 和0.20％)各处理0，40，60，80s，在室温下静止20min(使处理后的活性液温度达到室温，避免温度对抑菌结果造成影响)。将处理好的等离子活化水和活化乳酸分别与108CFU/mL的肠炎沙门氏菌菌体悬浊液按照1:1的比例反应10min。通过平板计数分析不同 等离子体活化液的抑菌性能，结果如图2所示，图2结果表明，等离子体活化乳酸的抑菌 效果显著优于等离子体活化水。当乳酸液浓度为0.05,0.10，0.15和0.20％，经等离子体 射流处理100s后，肠炎沙门氏菌的数量可从7.86log CFU/mL分别降至4.15，3.68，2.10 和1.00logCFU/mL，相同的处理条件下经等离子体活化水处理后只能降至4.71log CFU/mL。同时当进一步提高乳酸浓度后对肠炎沙门氏菌的杀菌效果并无显著性差异。
实施例2
将等离子体处理时间相同的等离子体活化水和活化乳酸(不同的乳酸浓度)分别在室 温下放置7天，研究不同等离子体活化液在储藏期间抑菌活性的变化情况，结果如图3所示，图3结果表明，等离子体活化乳酸液放置3天后仍与刚处理的等离子体活化水具有 相近的抑菌效果，而等离子体活化水仅储存1天后便失去了抑菌性能。
实施例3
用等离子体喷枪将300mL的水和不同质量浓度的乳酸溶液(0.05％，0.10％，0.15％ 和0.20％)各处理80s，在室温下静止20min。将鸡翅分别浸泡在不同种等离子体活化 液中10min，以水、0.05％的次氯酸钠溶液和2.0％的乳酸溶液为对照组。处理结束后检测样品颜色、pH、脂质氧化和微生物的变化情况，结果如表1所示。
表1等离子体活化乳酸浸泡处理对鸡翅表面色值、脂质氧化和抑菌的影响
表1中数据显示，鸡翅经等离子体活化液处理后，与水处理和现有工艺处理相比，L*和 b*值及脂质氧化均无显著性差异。鸡翅的a*值经0.05％次氯酸钠溶液和等离子体活化液处 理后都显著性降低，但仍在可接受范围内。处理后鸡翅的pH值随着活化液中乳酸浓度的 增加而降低，当pH值过低会使得肉的L*值发生显著性改变，但本实例中的L*值与对照 组相比并无显著性差异，因此降低后的pH值仍属于正常变化范围。从抑菌效果上来看， 次氯酸钠溶液能降低0.39log菌落总数，而等离子体活化液的抑菌随着乳酸浓度的增加而 显著提高，当乳酸浓度为0.20％时，等离子体活化乳酸能1.25log菌落总数，显著地提高 了现有工艺的抑菌效果。
当把等离子体活化乳酸与高浓度的乳酸(2.0％)对鸡翅的处理结果进行对比时可发 现，活化乳酸浓度达到0.20％时与高浓度乳酸的杀菌效果并无太大差异，同时对鸡翅品质还有了一定的改善作用。经高浓度乳酸处理的鸡翅表面发黄现象(b*值较高)严重，已 经影响了消费者的购买欲，并且使鸡肉的pH值偏酸，同时高浓度乳酸处理在一定程度上 还促进了鸡翅的脂质氧化。
实施例4
用等离子体喷枪将300mL的水和不同质量浓度的乳酸溶液(0.05％,0.10％，0.15％和 0.20％)各处理80s，在室温下静止20min。将不同种等离子体活化液分别以喷雾的形式 均匀分散在牛腿肉片(40×40×2mm)表面，以水和2.0％的乳酸溶液为对照组。处理结束后检测样品颜色、pH、脂质氧化和微生物的变化情况，结果如表2所示。
表2等离子体活化乳酸喷淋处理对牛肉表面色值、脂质氧化和抑菌的影响
表2中数据显示，牛肉经等离子体活化液雾化喷淋处理后，与水处理和现有工艺处理相比， 牛肉的颜色、pH值及脂质氧化均无显著性差异。而从抑菌效果上来看，2.0％的乳酸溶液 能降低0.43log菌落总数，而等离子体活化液的抑菌活性随着乳酸浓度的增加而提高，当 乳酸浓度为0.20％时，等离子体活化乳酸能0.54log菌落总数。因此利用等离子体活化液 提高现有工艺的抑菌效果的同时不影响产品的品质。
实施例5
用等离子体喷枪将300mL的水和不同质量浓度的乳酸溶液(0.05％,0.10％，0.15％和 0.20％)各处理80s，在室温下静止20min。使牛腿肉片(40×40×2mm)分别浸泡在等离子体活化乳酸中，以水和2.5％的乳酸溶液为对照组。处理结束后通过傅里叶检测样品蛋白质的变化情况，结果如图4所示。
图4结果表明，在相同的处理条件下，等离子体活化乳酸处理后的牛肉蛋白质的红外 光谱峰高及峰面积与对照组(水处理)相比无显著差异，而2.5％乳酸处理组的蛋白质的红外光谱峰高及峰面积均低于对照组。该结果说明高浓度乳酸处理能够破坏蛋白质结果，影响牛肉本身的营养品质，相比之下等离子体活化乳酸能够改善这一现象。
Claims (10)
1.一种具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，其特征在于：该活化乳酸液通过如下方法制备得到：
以空气为工作气体，气体流量为10～30L/min，经等离子体射流发生装置后产生等离子体，控制处理电压10～30kV，电流0.01～0.1mA；等离子体进入待处理乳酸液，处理40-100s后即得到具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液。
2.根据权利要求1所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，其特征在于：乳酸液的质量浓度为0.01～5％；优选：乳酸液的质量浓度为0.01～2％；最优选：乳酸液的质量浓度为0.05～0.2％。
3.根据权利要求1所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，其特征在于：气体流量为18～25L/min；优选：气体流量为20～25L/min。
4.根据权利要求1所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，其特征在于：处理电压为15～25kV，优选：处理电压为18～22kV。
5.根据权利要求1所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液，其特征在于：处理电流为0.01～0.05mA，进一步优选：处理电流为0.015～0.03mA。
6.一种权利要求1所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液的制备方法，其特征在于：该方法是以空气为工作气体，气体流量为10～30L/min，经等离子体射流发生装置后产生等离子体，控制处理电压10～30kV，电流0.01～0.1mA；等离子体进入待处理乳酸液，处理40-100s后即得到具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液。
7.根据权利要求6所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液的制备方法，其特征在于：乳酸液的质量浓度为0.01～5％；优选：乳酸液的质量浓度为0.01～2％；最优选：乳酸液的质量浓度为0.05～0.2％；
气体流量为18～25L/min；优选：气体流量为20～25L/min。
8.根据权利要求6所述的具有高效抑菌性能的等离子体活化乳酸液的制备方法，其特征在于：
处理电压为15～25kV，优选：处理电压为18～22kV；
处理电流为0.01～0.05mA，进一步优选：处理电流为0.015～0.03mA。
9.一种权利要求1所述的等离子体活化乳酸液在食品杀菌方面的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的等离子体活化乳酸液在肉制品和水产品杀菌方面的应用。
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| WO2024130722A1 (zh) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | 江南大学 | 一种等离子体活化水协同酒石酸处理鲜切果蔬保鲜的方法 |
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- 2019-03-15 CN CN201910196952.8A patent/CN109757552B/zh active Active
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