CN110447712A - 一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法 - Google Patents
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Abstract
一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，属于果蔬加工与安全控制技术领域。其采用ε‑聚赖氨酸与超声波协同处理，并且结合海带碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理对鲜切水果表面微生物能够有效控制，然后采用红外‑真空干燥预脱水在‑40℃下速冻至‑18℃，并在‑18℃下贮藏。用此抑菌预处理方法可有效控制微生物总数在103 CFU/g以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。预处理调控所得的冻结水果解冻后不仅最大限度地保持了水果的质构，其硬度值比未经预处理调控处理提高了13%‑17%，而且降低了水果的汁液流失率和营养成分的流失，其汁液流失率比未经预处理调控处理降低了13%‑16%。
Description
技术领域
本发明涉及一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，属于果蔬加工与安全控制技术领域。
背景技术
我国是水果生产大国，水果产量长年位居世界第一。新鲜水果因其丰富的营养在人们日常生活中受到青睐。水果采后会发生一系列的生理生化反应，且极易受到微生物的侵害，造成其营养品质的损失、组织结构变化、色泽和风味下降等问题的发生。因此寻求一种水果加工与安全控制技术具有重要意义。冷冻是一种能长期保存易腐食品的方法。该方法还能保持食品的初始感官特征，并确保产品继续适合于进一步加工。然而，由于冷冻水果不经过烫漂而直接速冻，对于水果冷冻前微生物如何控制是很关键的。目前，食品工业上大多数使用次氯酸钠或二氧化氯来控制微生物，但是含氯杀菌剂在产品中容易残留过量的氯，需要增加清洗和检验的操作。因此，需寻找一种安全、有效的杀菌方法来控制微生物。另外，水分含量较高的新鲜水果在冷冻过程中更容易形成大冰晶。冷冻食品组织中存在的大冰晶会造成机械破坏和汁液损失，导致产品品质下降。对于新鲜水果初始水分的控制是很重要的，因此，需寻找一种高效、优质的干燥方法来进行预脱水。
崔建伟等(2002)发明了一种冷冻水果制品及加工方法(申请号：02104069.9)，该方法采用低温速冻技术对桃、杏等不易保存的水果制成冷冻水果半成品，再进行冷加工。冷冻水果半成品能加工成果干、果脯、果汁或沙司，且生产过程均采用冷链加工手段，保证了水果加工过程中的品质。与本发明相比，冷冻水果生产过程中微生物没有控制，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，ε-聚赖氨酸稳定性好，具有广谱的抑菌性，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，使冷冻产品更安全用于后续加工。
燕平梅等(2010)利用超声波清洗对鲜切豇豆菜的除菌率及其品质进行了研究，研究发现在30℃、超声波功率180W、频率40kHz下清洗10min能有效降低细菌数、真菌数、大肠杆菌数和乳酸菌的数量，且能较好地保持豇豆菜鲜营养与感官品质。与本发明相比，该方法超声波清洗消毒速度快，对样品没有损害，但除菌效果有限，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，达到较低的微生物数量。
Gani等(2016)研究了超声波处理对草莓微生物及理化品质的影响，研究发现，在超声波频率33kHz，功率为60W，温度25℃下处理草莓40min能有效减少菌落总数2 log CFU/g、霉菌与酵母数量1.22 log CFU/g且维持较好的品质。与本发明相比，该方法安全无毒，但消毒不彻底，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，能有效控制微生物数量。
刘璐等(2015)研究了ε-聚赖氨酸对采后樱桃冰温贮藏期间品质的影响，结果发现，500 mg/L ε-聚赖氨酸处理在贮藏70天时有效降低樱桃腐烂率及维持良好品质。与本发明相比，该方法采用安全、无毒的生物保鲜剂有效的解决了樱桃腐烂变质的问题，但单独使用ε-聚赖氨酸处理的效果是有限的。与以上不同点在于，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，是一种新型控制微生物的方法。
孙金才等(2008)发明了一种控制生冻蔬菜或食用菌微生物的联合前期处理方法(申请号：200810244417.7)，该方法采用臭氧水与超声波联合处理对生冻蔬菜或食用菌进行杀菌，使微生物总量控制在1000个/克以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，有效地保持了速冻产品品质。与本发明相比，臭氧水不稳定，易分解为氧气，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，ε-聚赖氨酸稳定性好，具有广谱的抑菌性，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，使微生物的数量得到较好的控制。
陈坚胜等(2017)发明了一种速冻水果增鲜的方法及其制品(申请号：201710906906.3)，该方法采用超声波对速冻水果解冻，然后在惰性气体或真空条件下进行破壁处理，不仅获得高品质水果香味和口感必须的细胞内容物，使速冻水果增鲜，而且避免了细胞低温冻伤的问题。与本发明相比，该速冻水果加工中没有对微生物进行控制，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，使冷冻产品加工更安全。
Petriccione等(2015)研究了壳聚糖涂膜对采后枇杷品质的影响，研究发现，1%壳聚糖涂膜能有效降低枇杷腐烂率，并且减少了其营养物质损失，提高了其贮藏稳定性。与本发明相比，该方法采用可食用壳聚糖涂膜有效控制枇杷腐烂，但单独使用壳聚糖涂膜处理控制微生物的效果是局限的。与以上不同点在于，本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理，能较好地保证产品的安全性。
赵金红等(2014)研究了渗透预脱水对芒果冻结品质的影响，结果发现，芒果经过50%葡萄糖渗透液在30℃下处理60min，获得67.1%水分含量的产品在-18℃下冻结贮藏，冻结芒果解冻后色泽、硬度、汁液流失率、维生素C均优于未处理的芒果。与以上不同点在于，本发明采用红外-真空预脱水处理，极大地缩短脱水时间，并较好地保证产品的品质。
Dermesonlouoglou等(2016)研究了渗透脱水对冻结草莓贮藏期间品质变化，结果发现，草莓在35℃下渗透脱水处理150min，获得的产品在-16℃下冻结贮藏，草莓冻结-解冻后有较少汁液流失率，且提高了草莓的质构。与以上不同点在于，本发明采用红外-真空预脱水处理，脱水至相同水分含量时间极大地缩短，并降低了产品的汁液流失率，提高了产品的质构。
Ando等(2016)研究了热风预脱水处理对冻结胡萝卜质构的影响，结果发现，胡萝卜在40℃下进行热风脱水，获得66.67%水分含量的产品在-20℃下冷冻贮藏，胡萝卜冻结-解冻后有较好的细胞结构，且与新鲜冷冻产品相比，质地显示很大地提高。与以上不同点在于，本发明采用红外-真空预脱水处理，能高效地获得优质的产品，真空环境下脱水能有效地减少了产品营养物质损失。
Said等(2016)研究了热风预脱水处理对苹果冻结特性及质构的影响，结果发现，苹果45℃下进行热风脱水，获得水分含量为23.08%-66.67%的脱水产品在-30℃下冷冻贮藏，苹果预脱水后冻结速率加快，且苹果冻结-解冻后汁液流失少，质地改善。与以上不同点在于，本发明采用红外-真空预脱水处理，能快速脱水至相同水分含量的产品，真空环境下降低了营养物质损失。
综上所述，现有的杀菌方法对冷冻果蔬微生物的控制及果蔬冷冻解冻后汁液流失降低、质地提高、营养物质的保留未得到很好的解决。本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理可有效地降低微生物数量，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，然后采用红外-真空干燥预脱水处理，脱水产品极大地提升了加工品质，其冻结-解冻后汁液流失极大降低，质地明显提高，营养物质损失小。
发明内容
本发明的目的是提供一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，主要解决冷冻水果微生物超标及冷冻-解冻后加工品质差等问题，该方法能有效地控制微生物数量，在色泽、质地、风味和营养成分等品质方面得到较好地提升。
本发明的技术方案，一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，具体步骤如下：
（1）原料处理：挑选新鲜、无机械损伤的水果先清洗，再进行切分处理，用不锈钢刀切成1cm厚的片状；
（2）ε-聚赖氨酸和超声波协同处理：将步骤（1）切好的水果片放入超声波清洗机内，并加入ε-聚赖氨酸后开始超声波处理；
（3）海带碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理：将步骤（2）处理好的水果沥干后放入海带碳量子点/壳聚糖溶液中进行涂膜抑菌预处理；
（4）红外-真空预脱水处理：将步骤（3）处理好的水果放入红外-真空干燥设备中预脱水至一定的水分含量；
（5）冻结贮藏：将步骤（4）处理好的水果置于单体速冻机中在-40℃条件下快速冻结水果中心温度至-18℃，用聚乙烯袋包装后在-18℃下贮藏。
进一步地，步骤（2）中超声波清洗机设定条件为超声频率为20kHz，超声功率为400W，温度为30℃，超声时间15min；采用配置质量浓度为200-400mg/L的ε-聚赖氨酸溶液为超声波清洗液，放入切好的水果，ε-聚赖氨酸溶液与水果的质量比为20:1。
进一步地，步骤（4）中红外-真空干燥设备条件为温度50ºC，真空度0.08MPa，预脱水至66.67%水分含量。
进一步地，步骤（1）所述水果为草莓、猕猴桃或苹果。
进一步地，所述海带碳量子点/壳聚糖溶液的制备方法如下：
（1）海带碳量子点溶液的制备：将20g海带洗净、剪碎，加入100mL去离子水打成匀浆，然后分装到水热反应釜中，且在180℃下反应6 h，冷却到室温后，所得溶液于5000 rpm离心30min，再经0.22 μm滤膜过滤除去不溶性颗粒，即得海带碳量子点溶液，其颗粒尺寸为0.5-0.9nm；
（2）壳聚糖溶液的制备：将1g壳聚糖加入到100mL 1%的冰乙酸溶液中并在60℃水浴锅中搅拌2h，即得质量百分比为1%壳聚糖溶液；
（3）海带碳量子点/壳聚糖溶液的制备：将步骤（1）制备所得的海带碳量子点溶液加入到步骤（2）制备所得的壳聚糖溶液中，即为海带碳量子点/壳聚糖溶液。
上述步骤（3）中所得海带碳量子点/壳聚糖溶液中海带碳量子点的体积百分比为1.5%-4.5%。
本发明的有益效果：本发明采用超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理能有效地控制微生物数量，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。然后采用红外-真空干燥预脱水处理，脱水产品极大地提升了加工品质，其冻结-解冻后汁液流失极大降低，质地明显提高，营养物质损失小。该方法能有效地控制微生物总数在103CFU/g以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，硬度值提高了13%-17%，汁液流失率降低了13%-16%，这为进一步生产加工提供了高品质的冷冻水果产品。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1 一种预处理调控解冻鲜切草莓微生物和汁液流失的方法
新鲜、无机械损伤的草莓清洗切分后放入超声波清洗机内，并加入400 mg/L ε-聚赖氨酸后开始在超声频率为20kHz，超声功率为400W，温度为30℃下超声波处理15min。
处理完后取出沥水，再放入海带碳量子点体积浓度为4.5%的海带碳量子点/壳聚糖溶液中涂膜抑菌预处理后置于红外-真空干燥设备中，在温度50℃，真空度0.08MPa下得到预脱水草莓，然后置于单体速冻机中在-40℃条件下快速冻结草莓中心温度至-18℃，用聚乙烯袋包装后在-18℃下贮藏。
相比未处理的冻结草莓，超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理可有效地降低微生物总数在2.3log CFU/g以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，然后采用红外-真空干燥脱水至水分含量为66.67%草莓的汁液流失率降低了13%，硬度也提升了13%。
实施例2 一种预处理调控解冻鲜切猕猴桃微生物和汁液流失的方法
新鲜、无机械损伤的猕猴桃清洗切分后放入超声波清洗机内，并加入200mg/L ε-聚赖氨酸后开始在超声频率为20kHz，超声功率为400W，温度为30℃下超声波处理15min。
处理完后取出沥水，再放入海带碳量子点体积浓度为1.5%的海带碳量子点/壳聚糖溶液中涂膜抑菌预处理后置于红外-真空干燥设备中，在温度50℃，真空度0.08MPa下得到预脱水猕猴桃，然后置于单体速冻机中在-40℃条件下快速冻结猕猴桃中心温度至-18℃，用聚乙烯袋包装后在-18℃下贮藏。
相比未处理的冻结猕猴桃，超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理可有效地降低微生物总数在1.7log CFU/g以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，然后采用红外-真空干燥脱水至水分含量为66.67%猕猴桃的汁液流失率降低了15%，硬度也提升了14%。
实施例3 一种预处理调控解冻鲜切苹果微生物和汁液流失的方法
新鲜、无机械损伤的苹果清洗切分后放入超声波清洗机内，并加入300mg/L ε-聚赖氨酸后开始在超声频率为20kHz，超声功率为400W，温度为30℃下超声波处理15min。
处理完后取出沥水，再放入海带碳量子点体积浓度为3%的海带碳量子点/壳聚糖溶液中涂膜抑菌预处理后置于红外-真空干燥设备中，在温度50℃，真空度0.08MPa下得到预脱水苹果，然后置于单体速冻机中在-40℃条件下快速冻结苹果中心温度至-18℃，用聚乙烯袋包装后在-18℃下贮藏。
相比未处理的冻结苹果，超声波与ε-聚赖氨酸协同处理，并且结合碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理可有效地降低微生物总数在1.5log CFU/g以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)，然后采用红外-真空干燥脱水至水分含量为66.67%苹果的汁液流失率降低了17%，硬度也提升了16%。
Claims (6)
1.一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）原料处理：挑选新鲜、无机械损伤的水果先清洗，再进行切分处理，用不锈钢刀切成1cm厚的片状；
（2）ε-聚赖氨酸和超声波协同处理：将步骤（1）切好的水果片放入超声波清洗机内，并加入ε-聚赖氨酸后开始超声波处理；
（3）海带碳量子点/壳聚糖涂膜抑菌预处理：将步骤（2）处理好的水果沥干后放入海带碳量子点/壳聚糖溶液中进行涂膜抑菌预处理；
（4）红外-真空预脱水处理：将步骤（3）处理好的水果放入红外-真空干燥设备中预脱水至一定的水分含量；
（5）冻结贮藏：将步骤（4）处理好的水果置于单体速冻机中在-40℃条件下快速冻结水果中心温度至-18℃，用聚乙烯袋包装后在-18℃下贮藏。
2.根据权利要求1所述预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于：步骤（2）中超声波清洗机设定条件为超声频率为20kHz，超声功率为400W，温度为30℃，超声时间15min；采用配置质量浓度为200-400mg/L的ε-聚赖氨酸溶液为超声波清洗液，放入切好的水果，ε-聚赖氨酸溶液与水果的质量比为20:1。
3.根据权利要求1所述预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于所述海带碳量子点/壳聚糖溶液的制备方法如下：
（1）海带碳量子点溶液的制备：将20g海带洗净、剪碎，加入100mL去离子水打成匀浆，然后分装到水热反应釜中，且在180℃下反应6 h，冷却到室温后，所得溶液于5000 rpm离心30min，再经0.22 μm滤膜过滤除去不溶性颗粒，即得海带碳量子点溶液，其颗粒尺寸为0.5-0.9nm；
（2）壳聚糖溶液的制备：将1g壳聚糖加入到100mL 1%的冰乙酸溶液中并在60℃水浴锅中搅拌2h，即得质量百分比为1%壳聚糖溶液；
（3）海带碳量子点/壳聚糖溶液的制备：将步骤（1）制备所得的海带碳量子点溶液加入到步骤（2）制备所得的壳聚糖溶液中，即为海带碳量子点/壳聚糖溶液。
4.根据权利要求3所述预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于：步骤（3）中所得海带碳量子点/壳聚糖溶液中海带碳量子点的体积百分比为1.5%-4.5%。
5.根据权利要求1所述预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于步骤（4）中红外-真空干燥设备条件为温度50ºC，真空度0.08MPa，预脱水至66.67%水分含量。
6.根据权利要求1所述预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法，其特征在于：步骤（1）所述水果为草莓、猕猴桃或苹果。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20191115 |