CN111034892A - 一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε‑聚赖氨酸杀菌方法。解决传统巴氏杀菌方法使葡萄汁感官劣变、营养和功能物质损耗，品质显著降低的问题，在保证杀菌效果的前提下提高葡萄汁品质。本发明方法为将ε‑聚赖氨酸溶解到巴氏杀菌葡萄汁中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε‑聚赖氨酸无菌储备液，并将其储存在4℃直到进一步使用，在处理之前将ε‑聚赖氨酸无菌储备液以200 mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中，将含有ε‑聚赖氨酸的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，控制葡萄汁温度为55℃，使用超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12分钟，即可。
Description
一、技术领域：
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法。
二、背景技术：
葡萄属于藤本树种，葡萄科葡萄属木质藤本植物，以口感鲜美、味道甘甜、营养丰富而深受消费者喜爱，在国际上被称为“水果皇后”。我国是亚洲最大的葡萄出口国，葡萄生产已经成为我国农业最重要的组成部分之一。葡萄汁则是由葡萄榨出的果汁，拥有鲜艳的颜色，独特的味道，并且富含多酚、类黄酮、植物纤维以及多种维生素和矿物质，被科学家们誉为“植物奶”。此外，葡萄汁可以降低肾脏的白蛋白和氯化钠，增强肝脏功能，促进胆汁分泌，平衡血酸，促进消化，同时可以预防心脏病和癌症，对神经衰弱和过度疲劳有良好的改善作用。但未经处理的葡萄汁中往往含有天然存在的酵母，会导致其自然发酵，严重影响葡萄汁品质。
杀菌是果汁加工过程中的重要单元操作。传统巴氏杀菌虽然可以有效的杀菌钝酶，保证果汁货架期，但是高温会导致果汁感官劣变、营养和功能物质损耗，显著降低果蔬汁的品质；而超声主要依靠超声波空穴效应诱导引发的物理效应及化学效应进行杀菌，但其杀菌效果十分有限，难以应用和推广。
因此，探索和研究新型杀菌技术，特别是新型超声联合杀菌技术，已成为当前果汁加工领域的研究热点。
三、发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法，其可以在保证商业无菌的同时具有较高的营养保留量和较高的抗氧化能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法，其特征在于：所述方法步骤为：
(1)将ε-聚赖氨酸溶解到巴氏杀菌葡萄汁或无菌水中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε-聚赖氨酸无菌储备液，将其储存在4℃下备用；
(2)在处理鲜葡萄汁之前，将步骤1)的ε-聚赖氨酸无菌储备液以150-200mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中；
(3)将步骤2)中加入ε-聚赖氨酸无菌储备液的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，控温在40-60℃；
(4)使用超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，应用功率调至500-700W，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12-14分钟，即可得到商业无菌标准的葡萄汁。
进一步，超声发生仪变幅杆的直径为10毫米。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1、本方法首次提出40-60℃下的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法，杀菌效果良好；
2、本方法显著缩短了杀菌时间，节约能源；操作简单易行，且安全经济；
3、本方法可有效杀灭葡萄汁中的微生物，且步骤简单；处理后的葡萄汁感官与营养品质良好，抗氧化能力高。
四、附图说明
图1为超声联合ε-聚赖氨酸杀菌对微生物的致死作用图；
图2为不同杀菌处理下葡萄汁的感官得分图；
图3为不同杀菌处理下葡萄汁的营养成分含量图；
图4为不同杀菌处理下葡萄汁的抗氧化能力图。
五、具体实施方式
声热杀菌联合ε-聚赖氨酸(TS+ε-聚赖氨酸)是超声联合温和热处理(40-60℃)以及具有广阔抑菌谱的活性多肽ε-聚赖氨酸的一种协同杀菌技术，研究发现其可以有效灭活食源微生物，显著缩短杀菌时间，并最大限度地保留葡萄汁的感官品质和营养品质，前景广阔，是一种非常理想的杀菌方法。
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的限定：
实施例一
一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法步骤为：
1)将2g的ε-聚赖氨酸溶解到200毫升的巴氏杀菌葡萄汁中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε-聚赖氨酸无菌储备液，并将其储存在4℃直到进一步使用；
2)在处理之前步骤1)的ε-聚赖氨酸无菌储备液以180mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中；
3)将60毫升步骤2)加入ε-聚赖氨酸无菌储备液的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，以精确控制葡萄汁温度保持在设定温度即40℃；
4)使用直径为10毫米的超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，应用功率调至500W，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12分钟，即得达到商业无菌标准的高品质葡萄汁。
实施例二：
一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法步骤为：
1)将3g的ε-聚赖氨酸溶解到300毫升的无菌水中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε-聚赖氨酸无菌储备液，并将其储存在4℃直到进一步使用；
2)在处理之前步骤1)的ε-聚赖氨酸无菌储备液以200mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中；
3)将40毫升步骤2)加入ε-聚赖氨酸无菌储备液的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，以精确控制葡萄汁温度保持在设定温度即60℃；
4)使用直径为10毫米的超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，应用功率调至600W，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12分钟，即得达到商业无菌标准的高品质葡萄汁。
实施例三：
一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法步骤为：
1)将1g的ε-聚赖氨酸溶解到100毫升的巴氏杀菌葡萄汁中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε-聚赖氨酸无菌储备液，并将其储存在4℃直到进一步使用；
2)在处理之前步骤1)的ε-聚赖氨酸无菌储备液以150mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中；
3)将50毫升步骤2)加入ε-聚赖氨酸无菌储备液的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，以精确控制葡萄汁温度保持在设定温度即55℃；
4)使用直径为10毫米的超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，应用功率调至700W，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12分钟，即得达到商业无菌标准的高品质葡萄汁。
采用实施例一处理过的葡萄汁，进行微生物指标测定：
分别根据GB 4789.2-2016、GB4789.15-2016第一法以及GB 4789.3-2016第一法测定鲜榨果汁中的菌落总数(TBC)、霉菌和酵母以及大肠杆菌，微生物计数以lg[CFU/mL]表示。
结果如图1所示，使用本发明方法处理过的葡萄汁菌落总数由4.15lg[CFU/mL]下降至1.73lg[CFU/mL]，未检出大肠杆菌，霉菌由0.72lg[CFU/mL]下降至0.11lg[CFU/mL]，而酵母菌则由2.40lg[CFU/mL]下降至1.26lg[CFU/mL]，均符合GB7101-2015的规定，达到商业无菌的要求。
使用实施例一处理过的葡萄汁进行感官评价：
经过传统巴氏杀菌的葡萄汁严重褐变并产生了蒸煮异味，感官品质显著降低；而本方法采用较低温度(55℃)进行杀菌以及后续处理，加上超声的空化和机械作用，使得本方法杀菌后的葡萄汁具有良好的感官品质。
不同处理后得到的葡萄汁感官评价得分如图2所示，可观察到TS+ε-聚赖氨酸处理后的葡萄汁拥有较高的感官评分，更能为消费者所接受。
采用实施例一处理过的葡萄汁，进行营养与功能性指标测定：
经过传统巴氏杀菌的葡萄汁营养与功能性物质损失严重，而本方法采用较低温度(55℃)进行杀菌以及后续处理，加上超声的空化和机械作用，使得本方法杀菌后的葡萄汁具有更加良好的营养品质。
测定经不同杀菌处理葡萄汁的总酚含量(TPC)、总花色苷含量(TAC)以及总类黄酮含量(TFC)，分别以每毫升葡萄汁的没食子酸当量(μg gallic acid equiv/mL)、矢车菊素-3-葡萄糖苷(CGE,mg/L)以及儿茶酚等价值(mg/L)表示，结果如图3所示：本发明方法处理后的葡萄汁的各项指标均更接近甚至超过了对照组，其总酚含量(TPC)、总花色苷含量(TAC)以及总类黄酮含量(TFC)分别为626.96μg gallic acid equiv/mL、12.34CGE mg/L以及160.03mg/L；即使用本发明方法处理后的葡萄汁具有高营养保留量。
采用实施例一处理过的葡萄汁，进行营养与功能性指标抗氧化能力实验：
经过传统巴氏杀菌的葡萄汁抗氧化能力较差，而本方法采用较低温度(55℃)进行杀菌以及后续处理，加上超声的空化和机械作用，使得本方法杀菌后的葡萄汁具有较高的抗氧化能力。
铁还原抗氧化能力(FRAP)测定是一种快速、简便的测定天然产物抗氧化活性的方法。FRAP以每毫升葡萄汁中的毫摩尔Trolox当量(μmol trolox equiv/mL)表示，使用本方法处理后的葡萄汁的铁还原抗氧化能力如图4所示。结果表明，经过具有高营养保留量的葡萄汁超声联合杀菌方法处理后的葡萄汁样品的FRAP相比对照组与巴氏杀菌组均有显著提高，达到了4.54μmol trolox equiv/mL。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明的说明书及附图内容所做的等同结构变化，均应包含在发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法，其特征在于：所述方法步骤为：
(1)将ε-聚赖氨酸溶解到巴氏杀菌葡萄汁或无菌水中，透过0.22微米无机系膜过滤去除微生物得到ε-聚赖氨酸无菌储备液，将其储存在4℃下备用；
(2)在处理鲜葡萄汁之前，将步骤1)的ε-聚赖氨酸无菌储备液以150-200mg/L的最终浓度添加到新鲜葡萄汁中；
(3)将步骤2)中加入ε-聚赖氨酸无菌储备液的葡萄汁倒入连接到恒温控制水浴器的双层壁圆柱容器中，控温在40-60℃；
(4)使用超声发生仪变幅杆，将超声探头伸入至葡萄汁液面以下2厘米，应用功率调至500-700W，脉冲持续时间为2秒开、2秒关，处理时间为12-14分钟，即可得到商业无菌标准的葡萄汁。
2.根据权利要求1所述的一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法，其特征在于：超声发生仪变幅杆的直径为10毫米。
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| CN201911222873.6A CN111034892A (zh) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | 一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111034892A true CN111034892A (zh) | 2020-04-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911222873.6A Pending CN111034892A (zh) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | 一种用于葡萄汁杀菌的超声联合ε-聚赖氨酸杀菌方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN111034892A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112931745A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-06-11 | 陕西师范大学 | 一种根皮素联合超声对果汁进行杀菌的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130287907A1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-10-31 | Isabella Spagnolo | Method for processing non-pasteurized grape juices to prepare soft wines and the product obtained thereby |
| CN106616193A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 西南大学 | 利用低频超声波对柑橘汁杀菌的方法 |
| CN110100877A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-09 | 滁州学院 | 一种无卤煮卤牛肉的保鲜方法 |
| CN110447712A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-15 | 江南大学 | 一种预处理调控解冻鲜切水果微生物和汁液流失的方法 |
-
2019
- 2019-12-03 CN CN201911222873.6A patent/CN111034892A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130287907A1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-10-31 | Isabella Spagnolo | Method for processing non-pasteurized grape juices to prepare soft wines and the product obtained thereby |
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| CN112931745A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-06-11 | 陕西师范大学 | 一种根皮素联合超声对果汁进行杀菌的方法 |
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