一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法
2023-10-18 04:44:19 1
專利名稱：一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法
技術領域：
一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，本發明屬於脫水果蔬食品殺菌技術領域。
背景技術：
果蔬粉是脫水果蔬的延伸產品。脫水果蔬是新鮮果蔬經過乾燥脫水加工成的方便食品，但在加工、儲運過程中由於各種原因(如原料本身含菌量高，生產加工過程中難以殺滅害蟲蟲卵和微生物，原料或成品保管不善，生產過程中的汙染等)，很容易造成微生物超標，並由此造成巨大損失。由於脫水果蔬食品本身的特殊性，一般的加熱或化學殺菌方法均不適用，為達衛生指標，目前脫水果蔬粉殺菌處理應用最多的是γ射線輻照殺菌技術，國標GB/T 18526.3-2001中規定脫水蔬菜輻照加工最低有效劑量為4kGy，最高耐受劑量為10kGy。輻照在一定程度上可有效地控制微生物含量，提高果蔬粉衛生質量，但其存在以下缺點受輻射源的地點限制，產生輻照異味或輻照物殘留，使食品特有香氣損失，一些產品輻照處理後色澤變化較大。另外，輻照產品的安全性問題許多人存在顧慮，儘管目前國內對輻照食品的安全性尚無定論，但日韓及歐盟等國家卻嚴格限制進口經過輻照處理的食品原料。因此，尋求替代的殺菌方法顯得比較重要。
微波殺菌法和蒸汽殺菌法是目前報導較多的果蔬粉的殺菌方法。蒸汽殺菌法通常是利用100℃左右的水蒸汽或100℃以上高壓過熱蒸汽進行殺菌，一般用蒸汽加熱30-60min，可達到所需殺菌效果，此法無輻照殘留，但加熱時間過長，溫度過高會使果蔬粉的營養和色澤風味損失較多，且蒸汽處理後產品水分增加需要二次乾燥。微波殺菌方面，張鴻發等(1999，肉類工業)研究了不同食品介質對微波殺菌效果比較，發現食品中水分含量越高，微波殺菌效果越好，得出水分的存在能明顯增強微波殺菌效果的結論；朱金國等(2005，中國食品衛生雜誌)用微波對茶葉中黴菌的滅菌效果進行了研究，發現茶葉的水分含量對微波殺黴菌效率有顯著影響，認為在應用微波除菌時，茶葉水分含量最好大於5％，如水分過低，則需要增加微波作用時間，並會導致茶葉產生焦糊味；但他們都未指出對低水分物料如何採取措施來提高微波殺菌效果，並防止焦糊，保證食品品質。周勇生(2004，中國調味品)用微波對辣椒粉、花椒粉、薑黃粉、甘草粉、陳皮粉、小茴香等調味粉進行殺菌處理，發現微波對大多數調味粉殺菌是可行的，實驗的調味粉大都可用微波頻率2450MHz在100℃加熱6min後，達到其衛生指標，但其微波處理的時間比較長，細菌總數大約降低1～2個對數級，且沒有找到對某些產品(如薑黃粉)殺菌效果很差的原因。梁進等(1999，食品工業科技)對辣椒粉的滅菌試驗中，直接向100g辣椒粉中加入30ml無菌蒸餾水後再微波滅菌20min，滅菌率達99.9％，證明了增加含水量可提高殺菌效果，但他採用直接加無菌蒸餾水法並不是對所有果蔬粉都適合，容易造成結塊、水分分布不均勻，使殺菌不均勻，且他用微波殺菌的時間長達20min。總的來說，目前對食品的微波殺菌大多是從提高微波功率，延長殺菌時間方面著手來提高殺菌效果，對果蔬粉等幹製品往往殺菌效果提高不多而產品品質下降很多。
而微波乾燥殺菌作為一新興果蔬脫水方法，可大大縮短乾燥時間，且產品安全衛生，但並不能解決其它乾燥方法生產的果蔬粉微生物超標問題；微波對水分含量20％以下的食品可大大提高幹燥效率，因此常常在其它乾燥方式後期，水分含量降為20％左右時進行微波乾燥殺菌以提高幹燥效率，並發揮微波的殺菌作用，但是生產工藝受到限制，其它乾燥產品如凍乾果蔬粉等顯然不能如此殺菌。低含水量果蔬粉的微波殺菌效果較差及不穩定問題仍然不能得到解決。
發明內容
本發明目的是提供一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，用於果蔬粉的殺菌。
技術解決方案本發明提供了一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，其主要過程為對水分含量為2％-7％的果蔬粉(脫水工藝方法不限)，先利用60-100℃的水蒸汽，加熱增溼處理5-15min，降溫平衡水分，使產品水分含量均勻增加為13％-22％，達到增溼目的並有一定殺菌作用；由於在2450MHz微波場中水的介電係數可達78.2，大大高於幹制果蔬粉的介電係數，因此後續的微波殺菌兼乾燥具有高效的特點。採用的微波功率為600W-1500W，時間90-150s，得到的殺菌後最終果蔬粉水分含量為2％-7％，細菌總數降低3-4個對數級，產品質量較好，衛生指標符合現行國家標準，然後產品按實際需要進行包裝和貯藏。本發明前期採用蒸汽預處理，使果蔬粉水分含量提高，介電常數增加，從而使後續的微波殺菌更有效；蒸汽加熱增溼的同時也有殺菌效果，微波殺菌的同時水分也隨之脫除，達到乾燥目的，二者相輔相成達到果蔬粉高效殺菌目的，且整個殺菌時間僅用6-18min，有效保持了產品的營養成分、色澤、口感和風味。
直接蒸汽加熱增溼由於蒸汽分布比較均勻，使產品的增溼也比較均勻。同時，蒸汽加熱具有一定的殺菌作用，與微波殺菌協同達到果蔬粉殺菌的目的，並且由於蒸汽處理時間較短，對果蔬粉營養成分的破壞小於常規的單一蒸汽殺菌方法。
微波殺菌時，物料的含水量越高，吸收微波能就越好，滅菌效果也越好，實驗證明同一種物料的含水量與滅菌效果基本呈正比。果蔬粉直接採用微波殺菌效果並不好，正是由於其含水量很低，可吸收的微波能很少所致。微波殺菌存在熱效應和非熱效應，蒸汽增溼後，再採用微波殺菌，由於水分含量增加使果蔬粉介電常數升高，吸收的微波能大大增加，微波對微生物的熱效應是使蛋白質變性，導致微生物死亡；而微波對微生物的生物效應使微波電場改變了細胞膜斷面的電徑分布，影響了細胞膜周圍電子和離子的濃度，從而改變了細胞膜的通透性能，使微生物生長發育受到抑制而死亡。並且水分含量增加使菌體蛋白含水量增加，更易為熱力所凝固，即微生物的熱致死性更好，從而得到很好的殺菌效果，解決了低含水率果蔬粉直接微波殺菌效果差的問題。
由於蒸汽加熱增溼後進入產品的水分均以游離水的形式存在，因此在後續微波加熱殺菌時極易脫除。在微波場中水分子劇烈擺動而產生大量摩擦熱，在蒸發通道暢通時，游離水迅速脫出，殺菌的同時達到快速乾燥的效果，並且殺菌後水分含量往往比殺菌前更低。
通常，微波對食品的殺菌都是直接殺菌，而如採用直接加水或噴霧增溼果蔬粉的方法，容易使產品增溼不均勻或部分結塊，從而導致微波加熱不均勻，殺菌不均勻，並且噴水過程中也容易汙染微生物，蒸汽增溼則使這些影響降到最低。直接用微波乾燥法生產的脫水果蔬，產品乾燥與殺菌同步進行，但此法需要專門的微波乾燥設備，有一定的局限性。而如果在果蔬脫水至水分含量20％左右再進行微波乾燥殺菌的工藝，雖然提高了乾燥速率，但殺菌效果不如增溼後殺菌，並且受設備局限，脫水果蔬的生產方法也受到限制，不利於果蔬收穫旺季的大規模生產。而且如乾燥至水分含量20％左右不立即進行殺菌處理而貯存，在此非安全含水率下，微生物極易增殖，造成食品快速變質；而對於各種冷凍乾燥或真空冷凍乾燥而得到的脫水果蔬，生產過程本身就很難控制最終含水量。而本發明克服了以上各種缺點，實用性更強。
本發明的有益效果與果蔬粉γ射線輻照殺菌的背景技術相比，本發明無有害物質殘留，不存在設備可能引起的安全及環境問題，更易於被大眾接受，且殺菌效果理想，可將微生物殺滅到合理的衛生要求範圍內，擴展了脫水果蔬粉的殺菌方法。
與流通蒸汽及高溫蒸汽殺菌的背景技術相比，本發明的蒸汽預處理主要是為增溼，處理時間比以殺菌為目的的蒸汽加熱短得多，從而使果蔬粉的營養成分、色澤和風味的保存率大大提高，並且避免了殺菌後產品水分含量超限，還要專門後續乾燥的工藝。
與脫水果蔬直接微波殺菌的背景技術相比，本發明抓住了影響微波殺菌效果的主要因素水分含量。採用蒸汽增溼提高果蔬粉介電常數，克服了低含水率果蔬粉微波殺菌效果差及容易焦糊的缺點，且殺菌時間為90-150s，低於直接微波殺菌一般需要的2-3min，甚至7、8min的殺菌時間。提出了微波殺菌在低含水率脫水果蔬殺菌中應用的新方法。
與微波乾燥殺菌法生產脫水果蔬粉相比，本發明擴展了需要殺菌的果蔬粉範圍，適用於各種脫水方法製得的果蔬粉的後續殺菌。
與乾燥後期至水分含量20％左右再微波乾燥的背景技術相比，本發明實際目的是殺菌，殺菌的同時達到乾燥效果，不同於背景技術乾燥是主要目的。由最終安全含水率的產品增溼至水分13％-22％，此時產品中增加的水分是游離水，微波殺菌時更容易吸收微波能，增加殺菌效果，水分也更易脫除，殺菌後的水分含量一般比殺菌前更低；與背景技術中乾燥後期主要為結合水形式的含水量不同，因此微波殺菌的效果和水分脫除速率都高於背景技術。本發明使果蔬粉生產方法更多樣性，不必受後期乾燥方式限制影響大規模生產。實際上，許多生產廠家並沒有採用微波乾燥技術，如果利用本發明成立專門公司進行果蔬粉微波殺菌，則能更好的控制我國脫水果蔬粉的衛生質量，為國家和企業創造更多經濟效益。
具體實施例方式
實施例1熱風乾燥麥苗粉微波殺菌原料熱風乾燥生產的麥苗粉初始水分含量4.56％，細菌總數2.6×106個/g，大腸菌群360個/100g。
A直接微波殺菌物料厚度約1cm，微波頻率2450MHz，功率600W，時間150s，殺菌後的麥苗粉水分含量為3.32％，細菌總數7.45×104個/g，大腸菌群230個/100g，殺菌後麥苗粉出現部分焦糊現象。
B蒸汽增溼處理後微波殺菌麥苗粉鋪成1cm厚，用100℃水蒸汽加熱增溼6min，降溫平衡水分後，水分含量增加至15.6％；然後將增溼後的麥苗粉進行微波殺菌，物料厚度約1cm，微波頻率2450MHz，功率600W，時間150s，殺菌後的麥苗粉水分含量為2.58％，細菌總數1.2×103個/g，大腸菌群＜30個/100g，維生素C保存率90.3％，葉綠素保存率87.2％，外觀無明顯變化。然後將殺過菌的達到國家衛生標準的產品按需要進行包裝和貯藏。
從以上對比可看到，蒸汽增溼預處理後微波殺菌效果大大提高。
實施例2凍幹胡蘿蔔粉的蒸汽預處理後微波殺菌原料為凍幹胡蘿蔔粉，初始水分含量2.85％，細菌總數3.7×106個/g，大腸菌群480個/100g，將原料用100℃水蒸汽加熱增溼8min，降溫平衡水分後，測得水分含量增加至18.9％，然後將增溼後的胡蘿蔔粉送入微波殺菌設備，物料厚度1cm左右，微波頻率2450MHz，功率1000W，時間120s，殺菌後產品水分含量為2.36％，細菌總數816個/g，大腸菌群＜30個/100g，殺菌後胡蘿蔔粉的組織狀態，色香味與殺菌前均無明顯區別。
實施例3真空乾燥香蕉粉的蒸汽預處理後微波殺菌原料為真空乾燥香蕉粉，初始水分含量6.23％，細菌總數1.12×105個/g，大腸菌群230個/100g。將香蕉粉在真空條件下用80℃左右水蒸汽處理12min後，降溫平衡水分，測得水分含量增加至14.7％，然後將增溼後的香蕉粉送入微波殺菌設備，物料厚度1cm左右，微波頻率2450MHz，功率1500W，時間90s，殺菌後產品水分含量為4.51％，細菌總數100個/g，大腸菌群沒有檢出，殺菌後香蕉粉的外觀、色香味與殺菌前均無明顯區別。
權利要求
1.一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，其特徵是將需要殺菌的含水率為2％-7％的果蔬粉，先用水蒸汽加熱增溼處理，蒸汽溫度為60-100℃，時間5-15min，，使果蔬粉水分含量增加為13％-22％，之後進行微波乾燥殺菌，微波功率為600W-1500W，時間90-150s，得到的殺菌後最終果蔬粉水分含量2％-7％，細菌總數降低3-4個對數級，衛生指標符合現行國家標準，然後產品按實際需要進行包裝和貯藏。
2.根據權利要求1所述的用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，其特徵是原料為含水率2％-7％的脫水果蔬粉，其前期脫水工藝方法不限。
全文摘要
一種用蒸汽預處理提高果蔬粉微波殺菌效果的方法，屬於脫水果蔬食品殺菌技術領域。其主要工藝過程為對水分含量為2％－7％的果蔬粉，先用水蒸汽加熱增溼處理5－15min，使水分含量增加至13％－22％；之後進行微波乾燥殺菌90－150s，經殺菌的最終果蔬粉水分含量為2％－7％，細菌總數降低3－4個對數級，產品質量較好，衛生指標符合現行國家標準。本發明前期採用蒸汽預處理，提高果蔬粉的水分含量，使其介電常數增加，從而大大提高了後續的微波殺菌效果；蒸汽加熱增溼的同時也有殺菌效果，微波殺菌的同時水分也隨之脫除，達到乾燥目的，二者相輔相成達到果蔬粉高效殺菌目的，且由於整個殺菌處理時間短，有效保持了果蔬粉的營養成分、色澤、口感和風味。
文檔編號A23L3/40GK1899050SQ200610086379
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月10日 優先權日2006年7月10日
發明者張慜, 王瑞, 孫金才, 範柳萍 申請人:江南大學