CN110169543A - 一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法 - Google Patents

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周存山
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Abstract

本发明公开了一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法，属于半固体食品杀菌技术领域。一种利用热耦合多频超声对黄豆酱进行杀菌的方法，即利用不同超声功率和频率组合的超声联合温度对黄豆酱进行杀菌处理，杀菌处理的具体参数为：温度40～50℃，超声频率为20、40、60kHz相互组合，超声功率为300～600W，超声时间5～40min；热耦合多频超声处理对黄豆酱风味与品质无显著性影响。该方法具有设备简单、操作方便、杀菌效果好、有利于工业化应用等优点。

Description

一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法
技术领域
本发明公开了一种热耦合多频超声应用于黄豆酱杀菌的工艺，属于半固体食品杀菌技术领域。
背景技术
黄豆酱(Soybean Paste)又称大豆酱、黄酱等，是以黄豆、谷物为主要原料，利用以米曲霉、酵母、乳酸菌为主的微生物，经过自然发酵而制成的风味独特的半固体粘稠状的调味品。豆酱作为传统的大豆发酵食品，具有预防肝癌、抑制血清胆固醇上升、抑制脂肪肝积蓄、去除放射性物质、降血压、抗氧化等功效。目前，黄豆酱的杀菌方式主要采用的是巴氏杀菌和添加防腐剂。巴氏杀菌存在着物料内外部杀菌温度不均一，热敏性营养物质损失等缺点。而添加防腐剂不仅抑菌效果差，而且消费者存在着防腐剂是否安全的疑虑。
超声波杀菌技术是一种使用频率大于人类听觉极限(即16kHz)的声波来进行杀菌的一种非热杀菌技术。超声波主要是通过空化效应起到杀灭微生物的作用，包括产生声流、微射流、局部热点、冲击波等物理作用以及自由基、过氧化氢等化学作用。与传统热杀菌技术相比，超声杀菌速度快、设备较成熟、易操作、对人体无伤害并且不影响食品的品质。但是，超声波尤其是低频超声波杀菌不彻底，需要和其他方法联合使用。声热复合杀菌技术，一方面，采用的温度较低，能耗小，另一方面，可以很好地保留食品的风味和营养。而且，声热复合杀菌技术操作过程和杀菌设备相对简单，杀菌效果也较好，因此具有较大的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种杀菌效果佳、能很好的保留黄豆酱原有风味的热耦合多频超声杀菌方法。该方法的杀菌设备简单、使用方便、杀菌效果好、有利于工业化应用。
为了实现本发明的目的，采用的技术方案是：
一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法，按照下述步骤进行：将接有大肠杆菌的黄豆酱在温度40～50℃下进行超声波处理，超声条件为：超声频率为20、40、60kHz相互组合，超声功率为300～600W，超声时间5～40min。
优选地，温度40℃，超声条件为：超声功率300～600W，频率为20、40、60kHz相互组合，超声时间为5～40min。
优选地，温度50℃，超声条件为：超声功率600W，频率20+60kHz时，超声时间40min。
优选地，接入黄豆酱中的大肠杆菌为处于对数生长期的细菌。
本发明的有益效果是：本发明提供的热耦合多频超声对黄豆酱的杀菌效果好，对豆酱色泽与营养品质影响小；而且超声设备及技术成本低、能源消耗低、有利于进行工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一、黄豆酱杀菌样品制备
从大肠杆菌菌种保藏管中挑取一环菌液于LB培养基中平板划线获得大肠杆菌单菌落(15h)。取单菌落到50mL LB培养基中，37℃、180r/min摇床振荡培养24h。取1mL种子培养液到装有50mL LB培养基的锥形瓶中(2％接种量)培养至对数生长期(4h)，使菌液中活菌数量达到107～108cfu/mL。
无菌条件下分别称取9g黄豆酱装入灭菌的聚乙烯小袋，每袋中加1mL培养好的大肠杆菌菌液，热封并贮藏于4℃，待测。
二、热耦合超声杀菌处理
使用江苏大学自制的发散式三频超声反应器(无探头)进行黄豆酱的超声处理。具体操作：将装有含菌酱料的聚乙烯小袋用夹子固定悬挂在铁架台，放至超声槽中心并没过水面。使用蠕动泵控制超声槽中的水温将其保持在所需值。
方案A：设置超声温度40℃，超声功率300W，超声频率20kHz，间歇比10/5s，杀菌处理5min。
方案B：设置超声温度50℃，超声功率300W，超声频率20+60kHz，间歇比10/5s，杀菌处理40min。
方案C：设置超声温度40℃，超声功率600W，超声频率20kHz，间歇比10/5s，杀菌处理5min。
方案D：设置超声温度50℃，超声功率600W，超声频率20+60kHz，间歇比10/5s，杀菌处理40min。
三、微生物计数
对处理后的黄豆酱进行大肠杆菌的测定。菌落总数的检测根据GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，采用LB固体平板，37℃下培养24h，计数。重复三次，取平均值。杀菌效果采用残存率的对数值Log(N/N0)表示。
结果如表1所示，由表可以看出，热耦合超声可显著降低黄豆酱中的大肠杆菌数。当超声温度50℃，超声功率600W，超声频率20+60kHz，间歇比10/5s，处理40min后，大肠杆菌可以减少高达5.35个对数值。
表1热耦合超声对黄豆酱中大肠杆菌杀菌效果影响
四、黄豆酱品质测定
(1)颜色的测定
颜色采用分光测色计来测定L，a和b值，每个条件下测量3个样品，以此来求平均值。然后根据L，a和b来计算样品颜色的变化情况。
(2)质地分析
采用TA.XT Plus物性仪分析样品的质构(TPA)。样品的制备：将各样品分别装入25mL烧杯中，抹平表面。
测定参数如下：探头P25；量程＝25kg测试前速度：1.0mm/s；测试速度：1.0mm/s；测试后速度：1.0mm/s；测试距离：5mm。
(3)pH和总酸的测定
pH测定：称取样品5.00g置于100mL小烧杯内，加入蒸馏水30mL，用均质机打碎样品，另用20mL蒸馏水冲洗均质机，将洗液并入匀浆，静置澄清后用pH计测定。
总酸测定：参照中华人民共和国国家标准GB/T 5009.40-2003中的4.4进行测定。称取研磨后样品5g置于100mL容量瓶中，加水至刻度，混匀后吸取20mL，置于200mL烧杯中，加60mL水，开动磁力搅拌器，用NaOH标准溶液[c(NaOH)＝0.05mol/L]进行滴定至pH为8.2，记下消耗的NaOH标准溶液的毫升数，可计算总酸，以乳酸计。
(4)氨基酸态氮含量的测定
取5g研磨均匀的样品加50mL蒸馏水，充分混匀加至100mL容量瓶中并定容，取10mL于200mL烧杯中，加入60mL水，参照GB5009.40-2003《酱卫生标准的分析方法》，测定采用甲醛滴定法，结果保留三位有效数字，同一样品测定三次取平均值。
(5)还原糖含量的测定
称取研磨后的样品5g，加入50mL水，经均质后转移至250mL容量瓶中，慢加热5mL乙酸锌溶液及5mL亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，混匀，静置30min，用干燥滤纸过滤，弃去初滤液，续滤液备用。采用直接滴定法(参照国家标准GB/T 5009.7-2016)测定还原糖含量，用干燥至恒重的葡萄糖为标准曲线。每个样品做3个平行，结果取平均值。计算每10mL(碱性酒石酸甲、乙液各5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。
结果如表2、表3所示，由表可以看出，热耦合超声对黄豆酱色泽与营养品质影响很小。超声波与热耦合杀菌可以促进黄豆酱的杀菌效果，而且对黄豆酱品质影响小，说明热耦合多频超声技术能够应用于黄豆酱的杀菌中。
表2热耦合超声对黄豆酱品质影响
表3热耦合超声对黄豆酱品质影响
<对比例1>
一、黄豆酱杀菌样品制备
与实施例1中的步骤一方法相同。
二、热杀菌处理
使用电热恒温水槽进行黄豆酱的热处理。加热水浴达到处理温度，将样品放入水浴中加热。
方案A：设置温度为40℃，进行热杀菌处理5min。
方案B：设置温度为40℃，进行热杀菌处理40min。
方案C：设置温度为50℃，进行热杀菌处理5min。
方案D：设置温度为50℃，进行热杀菌处理40min。
每组样品重复处理三次。
三、微生物计数
与实施例1中的步骤三方法相同。结果如表4所示，由表可以看出，热处理可以杀灭大肠杆菌。对比案例1，在相同温度和时间下，单独热处理的杀菌效果不如热耦合超声杀菌，当温度为40～50℃，减少大肠杆菌0.213～2.666个对数值；而热耦合超声可以减少0.258～5.354个对数的大肠杆菌。
表4热处理对黄豆酱中大肠杆菌杀菌效果影响
四、黄豆酱品质测定
与实施例1中的步骤四方法相同。结果如表5，表6所示，40℃～50℃热处理对黄豆酱品质影响不明显。
表5热处理对黄豆酱品质影响
表6热处理对黄豆酱品质影响
<对比例2>
一、黄豆酱杀菌样品制备
与实施例1中的步骤一方法相同。
二、单独超声波杀菌处理
与实施例1中步骤二方法类似，仅设置超声温度为25℃，超声功率600W。超声频率20+60kHz，间歇比10/5s进行杀菌处理40min。
每组样品重复处理三次。
三、微生物计数
与实施例1中的步骤三方法相同。本案例实施结果显示单独超声减少大肠杆菌0.981个对数值，对比实施例1中相同功率时间下，单独超声杀菌效果远不如热耦合超声，说明超声可以联合热处理提高杀菌效果。
四、黄豆酱品质测定
与实施例1中的步骤四方法相同。结果如表7、表8所示，单独超声处理对黄豆酱品质影响不大。
表7单独超声处理对黄豆酱品质影响
表8单独超声处理对黄豆酱品质影响
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法，其特征在于按照下述步骤进行：将接有大肠杆菌的黄豆酱在温度40～50℃下进行超声波处理，超声条件为：超声频率为20、40、60kHz相互组合，超声功率为300～600W，超声时间5～40min。
2.根据权利要求1所述的一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法，其特征在于温度40℃，超声条件为：超声功率300～600W，频率为20、40、60kHz相互组合，超声时间为5～40min。
3.根据权利要求1所述的一种热耦合多频超声对黄豆酱杀菌的方法，其特征在于温度50℃，超声条件为：超声功率600W，频率20+60kHz时，超声时间40min。
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