CN115191542B - 一种用于鲜榨果汁的中温联合dmdc杀菌的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于果汁加工的技术领域，具体涉及一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统。所述方法包括如下步骤：1)热敏性水果榨汁；2)中温处理：果汁进行55‑65℃中温处理；3)快速降温：将果汁快速降温至2‑15℃；4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁泵入到混合罐中，同时用蠕动泵添加DMDC，果汁与DMDC的流量比为(5000～6600):1，添加果汁和DMDC的同时开启搅拌，然后充入少量CO2，无菌冷灌装、冷藏。本发明主要适用于鲜榨果汁大包装的生产，能够在保障果汁微生物安全的同时，减少营养成分和风味的损失，抑制加工过程中产生的褐变和果汁絮凝现象，极大地提高了果汁的品质，并减少生产能耗。
Description
技术领域
本发明属于果汁加工的技术领域，具体涉及一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及大健康的普及，消费者对果汁营养、感官品质、风味、色泽等要求越来越高，传统奶茶行业向高品质果蔬茶饮转变，市场对鲜榨果汁需求量大。多数水果热敏性较强，尤其是荔枝等热带亚热带水果在果汁加工的高温杀菌操作单元易出现“蒸煮味”等不良风味，以及褐变、絮凝等现象，严重影响果汁的品质。
为减少或避免热杀菌对果汁的不利影响，可将水果鲜榨后进行冷冻保藏，但水果表面存在微生物，且不同的水果微生物数量亦不相同，直接冷冻存在微生物安全问题。非热加工可显著提高果汁的品质，目前，超高压是较为成熟的非热杀菌技术，CN201110175088.7公开了一种苹果汁及其制备方法，此法采用400～700Mpa的超高压对苹果汁进行杀菌，减少了热杀菌对苹果汁营养成分和风味的破坏。CN201410022148.5公布了一种蓝莓非浓缩还原汁的制作方法，该方法采用超高压联合高温瞬时杀菌，极大提高了蓝莓非浓缩还原汁中花色苷及多酚等活性成分含量。但超高压杀菌设备昂贵，前期投资大，设备运行稳定性不如热杀菌，而且超高压是一种间歇式杀菌方法，产能受到限制；此外，超高压是一种后杀菌方法，对于国际标准的200L大桶装原汁无法实现杀菌。CN201210383695.7公开了一种冷链销售荔枝汁的微生物控制和防褐变方法，该方法采用向荔枝汁中添加Nisin，加热到45～50℃，然后加入DMDC，灌装，最后置于45～50℃水浴中保持1.5～2.5h，是一种间歇式杀菌方式，无法实现连续化生产和大桶装原汁的加工，且存在加热时间长，对热敏性水果的风味也具有不良的影响。CN202210175362.9公开了一种高密度二氧化碳灭菌夸克干酪及其制备方法，该方法需要专门的设备，且物料直接与杀菌釜接触，对杀菌后物料的灌装环境要求极高，此外，该方法是一种间歇式杀菌方法。CN201410052789.5公开了一种活菌型乳酸菌发酵荔枝汁饮料及其制备方法，该方法向荔枝汁中加入浓度为200～250mg/L的二甲基二碳酸盐，杀灭部分微生物后，再接入乳酸菌发酵，乳酸菌作为发酵优势菌，可分泌乳酸、细菌素等成分，该方法制备的是乳酸菌发酵荔枝汁，荔枝汁经乳酸菌发酵后，营养成分、风味均与新鲜荔枝汁存在很大的差异，不属于鲜榨果汁类；此外，单独采用DMDC处理荔枝汁，即使添加量达到最大限量的250mg/L，菌落总数也无法控制在国标规定的100CFU/mL以内。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统。
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC杀菌的方法，包括如下步骤：
1)热敏性水果榨汁；
2)中温处理：果汁进行55-65℃中温处理；
3)快速降温：将果汁快速降温至2-15℃；
4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁和DMDC同时计量添加到混合罐中，开启搅拌，待果汁加入混合罐体积的15％时，加入二氧化碳，添加完果汁和DMDC后，混合罐密封，继续搅拌5-20min，然后无菌冷灌装、冷藏；
步骤1)所述热敏性水果包括但不限于荔枝、番石榴、蓝莓；
步骤2)所述果汁中温处理为55-65℃保温15-45s；
步骤4)所述二甲基二碳酸盐(DMDC)的最终添加量为150-200mg/kg；
所述的CO2充气量为0.1-0.3NL/L(标升/升)；
所述的冷藏温度为1-5℃。
本发明还提供了一种用于果汁的中温联合DMDC杀菌的系统，所述系统包括：常规管式杀菌机、混合罐、搅拌桨、果汁和DMDC计量添加装置，CO2充气装置。
上述于果汁的中温联合DMDC杀菌的方法及系统结合即为：
1)取新鲜或解冻后的水果，直接榨汁，或去皮去核后榨汁；
2)中温处理：采用常规管式杀菌机对果汁进行55-65℃中温处理；
3)快速降温：将果汁快速降温至2-15℃；
4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁泵入到混合罐中，同时用蠕动泵添加DMDC，果汁与DMDC的流量比为(5000～6600):1，添加果汁和DMDC的同时开启搅拌，待果汁加入混合罐体积的15％时，开启CO2充气装置，CO2充气量为0.1-0.3NL/L(标升/升)，添加完果汁和DMDC以及CO2后无菌冷灌装，1-5℃保藏时间12h以上。
本发明的有益效果如下：
本发明的用于鲜榨果汁的中温联合DMDC杀菌的方法及系统，相比传统热杀菌方法，本发明能够在保障果汁微生物安全的同时，有效保留了荔枝等热敏性水果的原汁原味，减少营养成分和风味的损失，抑制加工过程中产生的褐变和果汁絮凝现象，极大地提高果汁的品质；相对于超高压杀菌，本发明减少了前期昂贵设备的投资，并且能实现连续化生产和大桶灌装。本发明所采用的方法以及系统装置，一方面解决热敏性果汁高温杀菌后产品品质下降，以及DMDC单独杀菌效果较差的弊端，本发明在DMDC杀菌的同时，仅仅添加少量的CO2，可显著提升DMDC的杀菌效果，同时减少DMDC的用量；另一方面，解决鲜榨果汁大包装生产及连续化生产的杀菌问题，为高端果汁及果蔬茶行业提供中间原料，本发明重点针对大包装的鲜榨果汁原料的杀菌；此外，本发明相对于热杀菌还节省了能耗，具有重要的现实意义。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
实施例1
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜荔枝5吨，机械除杂、清洗、剥皮、去核，然后榨汁，得鲜榨荔枝汁；
2)中温处理：将荔枝汁加入到管式杀菌机中，设定杀菌温度60℃，处理时间45s；
3)快速降温：将中温处理后的荔枝汁通过换热器快速降温至15℃；
4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁泵入到混合罐中，调节泵的流速至1T/h(吨/小时)，打开搅拌，同时开启蠕动泵添加DMDC，蠕动泵流速为200g/h，然后开启CO2充气装置，CO2充气量为0.3NL/L，将混合均匀的荔枝汁无菌灌装到5L、10L、25L或200L的无菌袋中。所得荔枝汁分散均匀，香气好；4℃冷藏1个月后呈乳白色，具有荔枝特有的果香、甜香，经气相色谱质谱联用仪检测，仅含有二甲硫基甲烷这一种硫化物，其含量为88μg/kg，菌落总数为70-80CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
实施例2
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜白肉番石榴5吨，破碎机破碎、螺旋压榨机榨汁，得鲜榨番石榴汁；
2)中温处理：将番石榴汁加入到管式杀菌机中，设定杀菌温度60℃，处理时间30s；
3)快速降温：将中温处理后的番石榴汁通过换热器快速降温至15℃；
4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁泵入到混合罐中，调节泵的流速至1T/h(吨/小时)，打开搅拌，同时开启小型蠕动泵添加DMDC，蠕动泵流速为180g/h，然后开启CO2充气装置，CO2充气量为0.2NL/L，将混合均匀的番石榴汁无菌灌装到5L、10L、25L或200L的无菌袋中，4℃冷藏。所得番石榴汁保留了番石榴特有的香气；4℃冷藏1个月后呈乳白色，具有番石榴独特的香气，菌落总数为45-61CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
实施例3
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取蓝莓冻果5吨，解冻、榨汁、卧螺离心，得鲜榨蓝莓汁；
2)中温处理：将蓝莓汁加入到高温瞬时灭菌机中，设定杀菌温度65℃，处理时间30s；
3)快速降温：将中温处理后的蓝莓汁通过换热器快速降温至10℃；
4)二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁泵入到混合罐中，调节泵的流速至1T/h(吨/小时)，打开搅拌，同时开启小型蠕动泵添加DMDC，蠕动泵流速为150g/h，然后开启CO2充气装置，CO2充气量为0.1NL/L，将混合均匀的蓝莓汁无菌灌装到5L、10L、25L或200L的无菌袋中，4℃冷藏。所得蓝莓汁具有蓝莓的香气，色泽深红；4℃冷藏1个月，蓝莓汁呈深红色，颜色变化不明显，具有蓝莓的香气，总花色苷含量210mg/kg，菌落总数为10-26CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
1.评价本发明中温联合DMDC对果汁的微生物安全和品质的影响，设置一下对比例：
对比例1
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜荔枝，除杂并清洗干净，剥皮去核后榨汁；
2)巴氏杀菌处理：将荔枝汁无菌灌装到1L的无菌袋，设定杀菌温度85℃，处理时间5min；
3)快速降温：将巴氏杀菌处理后的荔枝汁喷淋快速降温至15℃，放入4℃冷库冷藏；
4)所得荔枝汁4℃冷藏1个月后呈轻微的红褐色，香气明显下降，出现“蒸土豆味”和“洋葱味”，可检测到二甲基硫醚、甲硫基丙醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、二甲硫基甲烷等多种硫醚化合物，其总量为1540μg/kg；菌落总数为86CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
对比例2
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜白肉番石榴，破碎机破碎、螺旋压榨机榨汁，得鲜榨番石榴汁；
2)巴氏杀菌处理：将番石榴汁无菌灌装到1L的无菌袋，设定杀菌温度85℃，处理时间5min；
3)快速降温：将巴氏杀菌处理后的番石榴汁喷淋快速降温至15℃，放入4℃冷库冷藏；
4)所得番石榴汁香气损失严重且略带异味，4℃冷藏1个月后呈浅黄色略带褐色，具有近似番石榴的香气和不愉快的异味；菌落总数为67CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
对比例3
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取蓝莓冻果，解冻、榨汁、卧螺离心，得鲜榨蓝莓汁；
2)巴氏杀菌处理：将蓝莓汁无菌灌装到1L的无菌袋，设定杀菌温度85℃，处理时间5min；
3)快速降温：将巴氏杀菌处理后的蓝莓汁喷淋快速降温至15℃，放入4℃冷库冷藏；；
4)所得蓝莓汁色泽变化明显，4℃冷藏1个月后呈深红色略带褐色，果肉絮凝和分层，蓝莓汁菌落总数为17CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
对比例4
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜荔枝，除杂并清洗干净，剥皮去核后榨汁；
2)高温处理：将荔枝汁加入到管式杀菌机中，设定杀菌温度121℃，处理时间20s；
3)快速降温：将高温处理后的荔枝汁通过换热器快速降温至10℃；
4)将荔枝汁无菌灌装，4℃冷藏。
所得荔枝汁分散不均匀，有絮凝现象；4℃冷藏1个月后呈浅红色，具有明显的“蒸土豆味”和“洋葱味”，香气不足，经气相色谱质谱联用仪检测，可检测到二甲基硫醚、甲硫基丙醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、二甲硫基甲烷等多种硫醚化合物，其总量为2230μg/kg；检测不到菌落总数、霉菌和酵母。
对比例5
一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC的方法及系统：
1)取新鲜荔枝，除杂并清洗干净，剥皮去核后榨汁；
2)中温处理：将荔枝汁加入到管式杀菌机中，设定杀菌温度60℃，处理时间45s；
3)二甲基二碳酸盐杀菌：将果汁泵入到混合罐中，调节泵的流速至1T/h(吨/小时)，打开搅拌，同时开启蠕动泵添加DMDC，蠕动泵流速为250g/h，然后开启CO2充气装置，CO2充气量为0.3NL/L，将混合均匀的荔枝汁无菌灌装到5L、10L、25L或200L的无菌袋中。所得荔枝汁分散均匀，香气好；4℃冷藏1个月后，5L、10L、25L和200L包装的荔枝汁色泽呈乳白色至浅黄色，包装越大，色泽变化越明显，荔枝汁具有荔枝特有的果香、甜香，并伴随轻度“蒸煮味”，包装越大，蒸煮味越明显，经气相色谱质谱联用仪检测，硫化物含量为101-852μg/kg，菌落总数为81-150CFU/mL，检测不到霉菌和酵母。
单独采用中温杀菌或DMDC杀菌，菌落总数无法控制在国家标准要求的100CFU/mL以内，因此，不进行对比。取上述实施例和对比例的果汁，采用气相色谱质谱偶联嗅闻法、感官剖面分析、分光光度法、平板计数法检测样品中理化、感官和微生物指标，结果如下表：
表1荔枝汁品质对比
注：“-”表示未检测到。
由上表可知，本具体实施案例中所采用的温热联合DMDC杀菌处理，在保证微生物安全的同时，能有效保留荔枝汁的色泽及特有的果香、甜香，仅含有二甲硫基甲烷这一种硫化物，含量为新鲜荔枝汁的2.3倍；而对比例1中巴氏杀菌的荔枝汁色泽为轻微的红褐色，香气下降明显，出现了异味强烈的二甲基硫醚、甲硫基丙醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、二甲硫基甲烷等硫醚化合物，其总量达本实施例1的17.5倍；对比例4高温瞬时杀菌的荔枝汁色泽为呈浅红色，香气下降明显，出现了异味强烈的多种硫醚化合物，其总量达本实施例1的25.3倍；对比例5在不进行快速降温就灌装，包装越大，蒸煮味越明显，而且还存在微生物超标的风险。
表2白肉番石榴汁品质对比
注：“-”表示未检测到。
由上表可知，本具体实施案例中所采用的温热联合DMDC杀菌处理，在保证微生物安全的同时，能有效保留番石榴汁的色泽及独特的香气，贮藏一个月检测不到酵母菌和霉菌；而对比例2中的热杀菌番石榴汁色泽浅黄色略带褐色，香气下降明显，尽管具有近似番石榴的香气，但也出现了异味。
表3蓝莓汁品质对比
注：“-”表示未检测到。
由上表可知，本具体实施案例中所采用的温热联合DMDC杀菌处理，在保证微生物安全的同时，能有效保留蓝莓中花色苷，对果汁的色泽基本无影响，贮藏1个月后总花色苷含量为新鲜蓝莓汁的93.3％，是对比例3的2.2倍；而对比例3中的热杀菌蓝莓汁呈深红色略带褐色，果肉絮凝和分层，总花色苷含量仅为新鲜蓝莓汁的42％。
因此，采用该工艺及系统对于果汁感官品质及活性成分的保留具有重要的参考价值，可明显提升果汁的品质，并减少生产能耗。
Claims (2)
1.一种用于鲜榨果汁的中温联合DMDC杀菌的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）水果榨汁；
2）中温处理：果汁进行55-65℃中温处理；
所述果汁中温处理为55-65℃保温15-45 s；
3）快速降温：将果汁快速降温至2-15℃；
4）二甲基二碳酸盐杀菌：将快速降温后的果汁和DMDC同时计量添加到混合罐中，开启搅拌，待果汁加入混合罐体积的15%时，加入二氧化碳，添加完果汁和DMDC后，混合罐密封，继续搅拌5-20 min，然后无菌冷灌装、冷藏；
所述果汁与DMDC的流量比为6600:1至4000:1，二甲基二碳酸盐的最终添加量为150-250 mg/kg；
所述的CO2充气量为0.1-0.3 NL/L。
2.由权利要求1所述的果汁的中温联合DMDC杀菌的方法，其特征在于，步骤4）所述的冷藏温度为1-5℃。
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| 二甲基二碳酸盐的研究进展及其在食品杀菌中的应用;郭换丽;余元善;吴继军;徐玉娟;肖更生;邹波;;广东农业科学(04);71-76页 * |
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