CN111165566A - 一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法 - Google Patents
一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，属于食品杀菌和保鲜领域。所述低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术的法，技术方案为：将腌渍发酵的低盐泡菜放入包装袋(盒)中，并调整泡菜腌渍发酵液NaCl浓度为2.5‑4.0％、总酸度在0.4‑0.6％，按泡菜：腌渍发酵液＝1:1(w/v)比例加入包装袋(盒)中，充气包装；再在15‑20℃、相对湿度50‑70％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用短时‑间隙‑多次杀菌方式：电压强度为55‑65kV/cm、频率为70‑120Hz、电流为0.3‑0.8mA，单次电场作用时间为20‑60s、间隔时间为20‑60s，重复处理2‑5次完成杀菌过程。本发明对低盐泡菜采用低温等离子体短时‑间隙‑多次冷杀菌方式，在保证泡菜感官品质的情况下，具有杀灭致胀气真菌的作用，显著提高杀菌效果和货架保鲜期，能满足地方特色泡菜的大规模自动化生产要求。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，属于食品杀菌保鲜技术领域。
背景技术
低盐泡菜是指在室温下使用含有大约6-8％氯化钠盐溶液于泡菜坛中盐卤腌渍蔬菜，借助蔬菜表面的乳酸菌经厌氧发酵形成的一类传统发酵蔬菜产品。泡菜腌渍发酵过程属“冷加工”，不仅保持了蔬菜本身的营养成分，且经厌氧发酵产生了地方特色风味，广受消费者喜爱。为了避免蔬菜质构特性受到破坏，泡菜生产前不会对蔬菜原料进行热杀菌，因此各类微生物均由蔬菜带入发酵体系，增加了产品品质的不可控风险。为了保证产品的安全和质量，目前生产中均采用加入食品防腐剂或热杀菌的方法对商品中的微生物进行抑制或杀灭，以达到产品保鲜的目的。但通过以上两种保鲜的方法，虽然有效的抑制或杀灭了产品中的微生物，但仍对产品带来了以下影响：1)热杀菌：影响产品口感、脆度和色泽；2)加入食品防腐剂：对产品的营养、健康特性造成影响。因此，如何在不破坏发酵蔬菜感官、营养以及健康特性的情况下，对泡菜进行冷杀菌是提升泡菜品质的关键。
高压电场等离子体冷杀菌是一种新型的食品冷杀菌技术，该技术具有低能耗、无二次污染、热敏性原料感官品质损失小等优点。高压电场等离子体冷杀菌主要通过激发食品周围介质气体产生光电子、离子、活性自由基团等导致微生物细胞破坏而达到杀菌效果。目前，高压电场等离子体冷杀菌方法的研究已经取得一定进展。专利ZL201410347682.3公开了一种生鲜肉高压电场等离子体协同纳米光催化杀菌保鲜方法，该方法是将纳米材料制成改性涂布液干燥成抗菌包装材料对生鲜肉进行MAP包装后连续冷杀菌处理。专利ZL.201510182548.7公开了一种等离子体协同纳米材料光催化的包装内冷杀菌方法，是将微生物与纳米材料混合后再置于等离子体装置内进行杀菌处理。由于低盐泡菜为发酵类产品，产品起始微生物总量与生鲜产品相比更高，因此上述方法不适用于低盐泡菜的杀菌。开发一种高效绿色低碳、不影响产品感官品质的包装泡菜杀菌方法，是泡菜产业抑菌保鲜急需突破的技术瓶颈。
低盐泡菜的盐浓度通常在2.5-4.0％之间。由于盐离子可促进体系中电离作用，高压电场等离子体在该盐浓度下所激发产生的光电子、离子、自由基等粒子可实现杀菌效果的增强，从而缩短杀菌时间，降低杀菌过程中产品感官品质的劣化程度。因此，高压电场等离子体在应用于低盐泡菜时，具有杀菌时间短、产品感官劣化程度低的优势。目前尚缺乏针对低盐泡菜的高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术问题提供一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，为发酵蔬菜产品提供一种安全高效易操作、能有效延长低盐泡菜产品保质期的杀菌方法，便于工业化生产风味和口感较好的泡菜。
本发明的上述目的通过以下技术方法实现，一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)产品液体包装内容物制备：用饮用水调整腌渍发酵液的总酸度、NaCl浓度、菌落总数；
(2)泡菜原料发酵：将发酵卤水NaCl浓度控制在6.0-8.0％，通过发酵控制包装的泡菜具有一定的总酸度、NaCl浓度、菌落总数；
(3)包装：将(2)中产品进行MAP包装或按1:1(w/v)比例加入(1)中产品液体包装内容物进行包装；
(4)杀菌处理：将经(3)中包装的泡菜放置在等离子体发生装置的两个电极之间，在高压电场条件下进行等离子体杀菌处理。
优选条件下，步骤(1)中产品液体包装内容物是通过在低盐腌渍发酵液中加入饮用水制得，调整其NaCl浓度在2.5-4.0％，总酸度在0.4-0.6％。
优选条件下，步骤(2)中发酵温度控制在25-30℃，时间3-7天，发酵至泡菜NaCl浓度在2.5-4.0％；总酸度在0.4-0.6％；菌落总数在104-106CFU/mL，即发酵完成。
优选条件下，步骤(2)所述泡菜采用包括青菜、水萝卜、心里美萝卜中的任意一种或几种的组合，采用低盐发酵所发酵制得。
优选条件下，步骤(3)采用MAP包装，MAP包装的气氛条件为O2/CO2/He/N2＝30±5/30±5/10±5/30±5％。
优选条件下，步骤(4)中等离子体产生装置包括电压调控器、高压电场发生器、上电极、下电极和绝缘护板，在上下电极中间放置经MAP包装后的泡菜，包装盒的上表面与上电极之间设有上绝缘护板，包装盒的下表面与下电极之间设有下绝缘护板。
优选条件下，其特征在于：步骤(4)在15-20℃、相对湿度50-70％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用短时-间隙-多次杀菌方式，处理电压强度为55-65kV/cm，频率为70-120Hz，电流为0.3-0.8mA，单次电场作用时间为30-60s，间隔时间为30-60s，重复处理2-5次。
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用高压电场等离子体对低盐泡菜中腐败菌的杀菌作用，有效控制泡菜产品中的腐败菌数量，从而延长产品保质期，制作方法简单，避免了产品感官品质的损失，提高了产品的贮藏稳定性，易于工业化生产，产品方便食用，市场前景广阔。
附图说明
图1为萝卜泡菜经高压电场等离子体杀菌处理(右)与未经处理(左)的发酵蔬菜在贮藏7天后的胀气情况。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1基于高压电场低温等离子体冷杀菌技术的低盐水萝卜泡菜保鲜方法
(1)产品液体包装内容物制备：用饮用水调整腌渍发酵液的总酸度至0.4％、NaCl浓度至2.5％；
(2)泡菜原料发酵：将泡菜的发酵卤水NaCl浓度控制在4％，步骤(2)中发酵温度控制在25℃，时间3天，发酵至泡菜NaCl浓度在2.5％；总酸度在0.4％；菌落总数在104CFU/mL，即发酵完成；
(3)包装：将(2)中产品按1:1(w/v)比例加入(1)中产品液体包装内容物进行包装；
(4)杀菌处理：离子体产生装置包括电压调控器、高压电场发生器、上电极、下电极和绝缘护板，在上下电极中间放置经包装后的泡菜，包装盒的上表面与上电极之间设有上绝缘护板，包装盒的下表面与下电极之间设有下绝缘护板。将经(3)中包装的泡菜放置在高压电场条件下进行等离子体杀菌处理，处理时温度15℃、相对湿度50％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用短时-间隙-多次杀菌方式，处理电压强度为55kV/cm，频率分别为70、80、90、100Hz，电流为0.3mA，单次电场作用时间为45s，间隔时间为45s，重复处理2次。
相同条件未经等离子体处理的水萝卜泡菜分别作为对照，同时与巴氏杀菌的泡菜作对比。将水萝卜泡菜在30℃贮藏7天，分别在等离子体处理后(0d)和贮藏7天后(7d)，按照GB4789.2-2016测定水萝卜泡菜菌落总数，按照GB4789.15-2016测定水萝卜泡菜真菌总数，按照GB 4789.3-2016测定水萝卜泡菜大肠菌群数量，采用挑取培养方法测定水萝卜泡菜产气菌数量，采用质构仪测定泡菜的硬度。
记录水萝卜泡菜杀菌后菌落总数、真菌总数、产气菌数量和硬度，如下表1、表2所示：
表1未经处理、巴氏杀菌以及高压电场低温等离子体冷杀菌处理的低盐水萝卜泡菜贮藏过程中微生物数量(Log(CFU/g))变化
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05；ND：not detected
表2未经处理、巴氏杀菌以及高压电场低温等离子体冷杀菌技术处理的低盐水萝卜泡菜保鲜贮藏过程中硬度(kg)变化
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05
从上表可知，对照组水萝卜泡菜在贮藏过程中菌落总数、产气菌和真菌均大量增殖，贮藏7天后已腐败。巴氏杀菌几乎可杀灭泡菜中的全部微生物。高压电场等离子体对低盐水萝卜泡菜的杀菌效果随频率的增加而提高。高压电场等离子体对真菌和产气菌的杀菌作用主要表现为处理后效应，在处理后(0d)，真菌和产气菌仍存在，但已显著低于对照组，且在贮藏7天后，真菌和产气菌已基本被杀灭，表明高压电场等离子体对真菌和产气菌具有极显著的杀菌效果。高压电场等离子体对菌落总数也有一定的降低作用，在杀菌(0d)和贮藏(7d)后，高压电场等离子体组菌落总数均显著低于对照组。这表明高压电场等离子体具有较好的杀菌效果和保鲜作用。
在质构方面，对照组泡菜由于微生物腐败作用迅速软化，巴氏杀菌的热处理对蔬菜质构也造成了显著破坏作用。高压电场等离子体可显著抑制泡菜在贮藏过程中的质构劣化过程。当频率低于80Hz时，随频率增加，高压电场等离子体的质构保护作用增强，但当频率进一步增加时，质构保护作用逐渐弱化。综合比较杀菌效果和质构保护作用，相较于传统巴氏杀菌，高压电场等离子体杀菌表现出了巨大优势。
实施例2基于高压电场低温等离子体冷杀菌技术的低盐心里美萝卜泡菜保鲜方法
(1)泡菜原料发酵：将泡菜的发酵卤水NaCl浓度控制在6％，步骤(1)中发酵温度控制在30℃，时间3天，发酵至泡菜NaCl浓度在3.0％；总酸度在0.6％；菌落总数在105CFU/mL，即发酵完成；
(2)包装：将(1)中产品进行MAP包装，MAP包装的气氛条件为O2/CO2/He/N2＝30±5/30±5/10±5/30±5％；
(3)杀菌处理：离子体产生装置包括电压调控器、高压电场发生器、上电极、下电极和绝缘护板，在上下电极中间放置经MAP包装后的泡菜，包装盒的上表面与上电极之间设有上绝缘护板，包装盒的下表面与下电极之间设有下绝缘护板。将经(2)中包装的泡菜放置在高压电场条件下进行等离子体杀菌处理，处理时温度15℃、相对湿度60％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用短时-间隙-多次杀菌方式，处理电压强度为60kV/cm，频率分别为80、90、100、110Hz，电流为0.5mA，单次电场作用时间为30s，间隔时间为30s，重复处理4次。
相同条件未经等离子体处理的心里美萝卜泡菜分别作为对照，同时与巴氏杀菌的心里美萝卜泡菜作对比。将心里美萝卜泡菜在30℃贮藏7天，分别在等离子体处理后(0d)和贮藏7天后(7d)，按照GB4789.2-2016测定泡萝卜菌落总数，按照GB 4789.3-2016测定水萝卜泡菜大肠菌群数量，按照GB 4789.15-2016测定心里美萝卜泡菜真菌总数，采用挑取培养方法测定心里美萝卜泡菜产气菌数量。
记录心里美萝卜泡菜杀菌后菌落总数、乳酸菌总数、真菌总数、产气菌数量和硬度，如下表3、表4所示：
表3未经处理、巴氏杀菌以及高压电场低温等离子体冷杀菌技术处理的低盐心里美萝卜泡菜保鲜贮藏过程中微生物数量(Log(CFU/g))变化(菌落总数：Log(CFU/g))
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05；ND：not detected
表4未经处理、巴氏杀菌以及高压电场低温等离子体冷杀菌技术处理的低盐水萝卜泡菜保鲜贮藏过程中硬度(kg)变化
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05
从上表可知，对于心里美萝卜泡菜，对照组泡菜各类微生物迅速增殖，最终引起腐败和质构软烂。尽管巴氏杀菌可以杀灭真菌、细菌、产气菌等微生物，但杀菌时的热效应对泡菜质构造成了严重破坏。值得注意的是，高压电场等离子体作用后(0d)的泡菜中真菌、菌落总数、产气菌数量仅略微下降，但在贮藏过程中(7d)高压电场等离子体组泡菜中的真菌和产气菌已全部杀灭，菌落总数也显著下降，这表明，高压电场等离子体表现为处理后效应。另一方面，随频率增强，高压电场等离子体杀菌效果也逐渐增强。当频率高于100Hz时，高频对泡菜质构产生了一定破坏作用。因此，综合考虑杀菌效果和质构破坏作用，相较于传统巴氏杀菌，高压电场等离子体杀菌具有更优的保鲜作用。
实施例3基于高压电场低温等离子体冷杀菌技术的低盐泡青菜保鲜方法
(1)产品液体包装内容物制备：用饮用水调整腌渍发酵液的总酸度至0.6％、NaCl浓度至4.0％；
(2)泡菜原料发酵：将泡菜的发酵卤水NaCl浓度控制在8.0％，发酵温度控制在25℃，时间7天，发酵至泡菜NaCl浓度在4.0％；总酸度在0.6％；菌落总数在106CFU/mL，即发酵完成；
(3)包装：将(2)中产品按1:1(w/v)比例加入(1)中产品液体包装内容物进行包装；
(4)杀菌处理：离子体产生装置包括电压调控器、高压电场发生器、上电极、下电极和绝缘护板，在上下电极中间放置包装后的泡菜，包装盒的上表面与上电极之间设有上绝缘护板，包装盒的下表面与下电极之间设有下绝缘护板。将经(3)中包装的泡菜放置在高压电场条件下进行等离子体杀菌处理，处理时温度20℃、相对湿度70％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用短时-间隙-多次杀菌方式，处理电压强度为65kV/cm，频率为90、100、110、120Hz，电流为0.8mA，单次电场作用时间为60s，间隔时间为60s，重复处理5次。
相同条件未经等离子体处理的心里美萝卜泡菜分别作为对照，同时与巴氏杀菌的心里美萝卜泡菜作对比。将泡青菜在30℃贮藏7天，分别在等离子体处理后(0d)和贮藏7天后(7d)，按照GB4789.2-2016测定泡青菜菌落总数，按照GB 4789.3-2016测定水萝卜泡菜大肠菌群数量，按照GB 4789.15-2016测定泡青菜真菌总数，采用挑取培养方法测定泡青菜产气菌数量。
记录泡青菜杀菌后菌落总数、大肠菌群数量、真菌总数、产气菌数量和硬度，如下表5、表6所示：
表5高压电场低温等离子体对低盐泡青菜的杀菌结果(菌落总数：Log(CFU/g))
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05；ND：not detected
表6未经处理、巴氏杀菌以及高压电场低温等离子体冷杀菌技术处理的低盐水萝卜泡菜保鲜贮藏过程中硬度(kg)变化
注：同一行不同字母表示处理组间差异性显著，P<0.05
从上表可知，巴氏杀菌几乎可杀灭泡青菜中全部微生物，但对青菜质构破坏作用较强。高压电场等离子体的杀菌效果随频率的增加而提高，尤其对真菌和产气菌具有极强的处理后效应，在贮藏7天后，这两位微生物已基本被杀灭。杀菌处理样品与对照组相比，在整个储藏期实验中其质构由显著提高，说明高压电场等离子体冷杀菌处理对泡青菜的感官品质劣化具有抑制作用。但当频率高于100Hz时，高压电场等离子体对质构劣化的抑制作用有所减弱。
综上所述，高压电场等离子体杀菌方法应用于四川泡菜，可以杀灭真菌、细菌和产气菌，同时具有抑制质构劣化的作用，从而达到延长产品货架期的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)将腌渍发酵好的低盐泡菜放入包装袋(盒)中，并调整腌渍发酵液的NaCl浓度为2.5-4.0％、总酸度在0.4-0.6％，按泡菜：腌渍发酵液＝1:1(w/v)比例加入包装袋(盒)中，充气包装；
(2)将袋(盒)包装好的泡菜产品置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，处理工作参数为：电压强度55～65kV/cm，工作频率70-120HZ，工作电流0.3～0.8mA；采用“短时-间隙-多次”杀菌方式。
2.根据权利要求1所述的一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：在15-20℃、相对湿度50-70％RH条件下，将包装袋(盒)置于高压电场低温等离子体杀菌装置的两个电极之间，采用“短时-间隙-多次”杀菌方式为：单次电场作用时间为20-60s，间隔时间为20-60s，重复处理2-5次完成杀菌处理。
3.根据权利要求1所述的一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：低盐泡菜采用的发酵卤水NaCl浓度为6.0-8.0％(w/v)、发酵温度控制在25-30℃、时间3-7天；发酵至泡菜的NaCl浓度在2.5-4.0％，总酸度在0.4-0.6％，菌落总数在104-106CFU/mL，即发酵完成。
4.根据权利要求1所述的一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：所述泡菜原料采用包括青菜、白菜、水萝卜、胡萝卜、心里美萝卜中的任意一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种低盐泡菜高压电场低温等离子体冷杀菌保鲜技术方法，其特征在于：采用充气包装的气氛条件为O2/CO2/He/N2＝30±5/30±5/10±5/30±5％。
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