一種液體食品的超臨界CO2滅菌方法

文檔序號：593307閱讀：625來源：國知局

專利名稱：一種液體食品的超臨界CO2滅菌方法
技術領域：
本發明屬食品的保存方法特別涉及一種用于食品的非熱力殺菌技術，尤其適用于果蔬汁、飲料、牛奶或其他液體食品。
技術背景預防和控制食品中微生物的污染，最重要的一個環節就是滅菌。常規的熱力殺菌技術，如高溫瞬時殺菌、巴氏殺菌等均具有不可避免的缺陷，易造成食品熱敏性營養成分損失、揮發性物質散失、風味變化、質地變軟、水分流失等現象，因此傳統的熱殺菌方法受到了一定的限制。近年來，隨著人們生活水平的提高和對高品質、安全食品需求的增加，非熱殺菌(non-thermal treatment)技術越來越受到各國的青睞。非熱殺菌是一類新型的殺菌技術，殺菌條件易于控制，外界環境影響較小，由于殺菌過程中食品的溫度并不升高或升高很低，既有利于保持食品功能成分的生理活性，又有利于保持食品原有的色、香、味、形、結構及營養成分。超臨界C02殺菌技術(Supercritical C02，簡稱SC-C02)是一種新型的食品非熱力殺菌技術，所謂超臨界co2殺菌技術是指利用超臨界的C02(31.1°C以上、7.38MPa以上)對食品進行處理的技術。作為一種新型的非熱力殺菌方式，SC-C02除具有所有非熱力殺菌技術所具有的優點之外，如處理溫度低、無殘留、無污染、營養損失少、安全性高等，還具有其他非熱力殺菌技術所不具有的優點，如與超高壓(400MPa-800MPa)相比，SC-C02殺菌壓力更低、時間更短；與，射線殺菌(易引起維生素損失、脂肪氧化、公眾恐懼)相比，SC-C02殺菌對食品品質影響更小、安全性更高等優點。發明內容本發明的目的應用超臨界狀態的C02殺菌技術，殺菌時間短，殺菌力強，無殘留，無污染，營養損失少，安全性高的目的。將co2首先經冷卻器冷卻為液態C02，再經高壓泵加壓、蒸發器加熱轉變為超臨界狀態的C02打入超臨界殺菌釜中，與預先加熱至32i: 45"C的液體食品在殺菌釜中混合，在 10MPa 50MPa、 32匸~45°(:條件下殺菌處理45min 150min，殺菌結束后，逐步泄壓至常壓，打開出料閥門，進行無菌罐裝，得到商業無菌的液體食品，并通過C02回收系統回收C02至儲罐中，實現生產的連續性。本發明技術能適用于果蔬汁、飲料、牛奶等其它液體食品。本項技術針對液體食品確定不同溫度和壓力下的A值漢活速率，min—1)和 ^值(最低活菌對數值，1ogcfb/cfUo)范圍，a值為0.1 0.3min"，」值為-7.0~-7.8; 并根據液體食品的種類、初始含菌量和擬采用的殺菌溫度、殺菌壓力，通過改進的Gompertz方程log(iWiV。)=Jexp{-exp[ 〃 e (人一t)M +1]}，其中為t時間的活菌數(cfU/mL); A^為初始菌數(cfli/mL);」為最低活菌對數值(logcfti/cfU0); //為滅活速率(mill'1); a為完全滅活時間(min)，計算出某種具體液體食品的完全滅菌時間(殺菌時間)。如初始含菌量為105cfu/mL的原料奶，若采用 30MPa、 35。C的殺菌條件進行超臨界C02殺菌，經計算完全滅菌時間(最少殺菌時間)為90min 110min;而采用45MPa、 40"C的殺菌條件進行超臨界(202殺菌，則需60min 75min。本項殺菌技術殺菌溫度低、無殘留、無污染、營養損失少、安全性高。其機理為在超臨界C02處理下，微生物細胞膜受到一定程度的損傷，導致細胞內容物外泄；同時C02在水中有較大的溶解度，并能與水結合形成H2C03，在高壓狀態下，C02容易進入細胞內部，當細胞內的C02累積到一定程度時，H2C03所解離產生的H+超過細胞質的緩沖能力，使得細胞內部的pH降低，細胞內的一些關鍵性的蛋白和酶失活，導致細胞內一系列生理代謝活動無法正常進行，致使微生物失活。與現有技術相比，本技術具有以下優點(1) 殺菌溫度低，低于5(TC，不會破壞食品中熱敏性和易揮發性成分，營養損失少，可保持食品原有的色、香、味、形和結構，(2) 工藝和操作流程簡單，可與無菌罐裝技術配套，實現連續生產。(3) 除需采用高壓外，無需蒸汽、高溫環境，能耗低，操作成本低。(4) C02價格便宜，且可循環利用，殺菌成本低。(5) 無殘留、無污染，屬綠色加工技術，安全性高。
具體實施方式
實例1—果汁超臨界co2殺菌方法(1) 將加工完待滅菌的果汁(初始含菌量105cfU/mL) 4000L經無菌管道泵送到5個1000L的超臨界殺菌釜中，加熱至4(TC; '(2) 打開高壓泵和換熱器把氣態C02轉換成超臨界C02，經高壓泵打入超臨界殺菌釜中，與預熱的果汁混合，加壓至30MPa，經改進的Gompertz方程計算，果汁在30MPa、 4(TC下需殺菌處理60min 90min，為此在30MPa、 40。C下對果汁處理60min 90min;(3) 打開降壓閥門，瀉壓至常壓，C02通過回收系統回流至儲罐中，循環使用。(4) 打開出料閥門，與無菌罐裝機配套進行無菌罐裝，得到商業無菌果汁實例2——牛奶超臨界C02殺菌方法(1 )將初始含菌量為105cfu/mL的原料奶4000L經無菌管道泵送到5個1000L 的超臨界殺菌釜中，加熱至35"C;(2) 打開高壓泵和換熱器把氣態C02轉換成超臨界C02，經高壓泵打入超臨界殺菌釜中，與預熱的原料奶混合，加壓至30MPa,經改進的Gompertz方程計算，牛奶在30MPa、 35r下殺菌處理15min 20min可達到巴氏殺菌乳衛生標準的要求，殺菌90min 110min可達到滅菌乳衛生標準的要求。為此，在30MPa、 35"C下對牛奶處理15min 20min即可得到達到巴氏殺菌乳衛生標準的牛奶，殺菌90min 110min即可得到達到滅菌乳衛生標準的牛奶；(3) 其他步驟同果汁超臨界殺菌。實例3——蛋白飲料超臨界C02殺菌方法(1) 將加工完待滅菌的蛋白飲料(初始含菌量104cfo/mL) 4000L經無菌管道泵送到5個1000L的超臨界殺菌釜中，加熱至40°C;(2) 打開高壓泵和換熱器把氣態C02轉換成超臨界C02，經高壓泵打入超臨界殺菌釜中，與預熱的蛋白飲料混合，經改進的Gompertz方程計算，蛋白飲料在30MPa、 4(TC下需殺菌處理90min 120min,為此在30MPa、 4(TC下對蛋白飲料處理90min 120min;(3) 其他步驟同果汁超臨界殺菌。
權利要求
1.一種液體食品的超臨界CO2滅菌方法，其特征在于將CO2首先經冷卻器冷卻為液態CO2，再經高壓泵加壓、蒸發器加熱轉變為超臨界狀態的CO2打入超臨界殺菌釜中，與預先加熱至32℃～45℃的液體食品在殺菌釜中混合，在10MPa～50MPa、32℃～45℃條件下殺菌處理45min～150min，殺菌結束后，逐步泄壓至常壓，打開出料閥門，進行無菌罐裝，得到商業無菌液體食品，并通過CO2回收系統回收CO2至儲罐中。
2. 根據權利要求1所述一種液體食品的超臨界C02滅菌方法，其特征在于液體食品是指果蔬汁、飲料、牛奶。
3. 根據權利要求1所述一種液體食品的超臨界C02滅菌方法，其特征在于根據液體食品的種類、初始含菌量和擬采用的殺菌溫度、殺菌壓力，依據改進的Gompertz方程log(AWV0)=^exp{-exp|>e (X—t)A4+1]}，計算出某種具體液體食品的完全滅菌時間，其中iV為t時間的活菌數cfti/mL; A^為初始菌數cfti/mL; 爿為最低活菌對數值1ogcfli/cflio; ^為滅活速率min";義為完全滅活時間min。
4. 根據權利要求3所述一種液體食品的超臨界C02滅菌方法，其特征在于針對液體食品確定不同溫度和壓力下的A和」值范圍，值為0.1 0.3min"， j 值為-7.0~ -7.8。
5. 根據權利要求1所述一種液體食品的超臨界C02滅菌方法，其特征在于殺菌結束瀉壓后，將超臨界C02殺菌與無菌罐裝技術配套，實現殺菌與罐裝的連續生產。
全文摘要
本發明液體食品的超臨界CO2殺菌方法屬食品保存方法，它采用超臨界狀下的CO2，在壓力10～50MPa、溫度32～45℃條件下，對液體食品處理45min～150min，達到商業無菌的目的，同時與無菌罐裝技術配套，實現連續生產。該技術可應用于果蔬汁、飲料、牛奶或其他液體食品的殺菌中，是一種新型的非熱力殺菌技術。該殺菌工藝簡單，殺菌條件易于控制，殺菌溫度低，對食品的品質影響較小，可保持食品原有的色、香、味、形及結構。殺菌過程無殘留、無污染，能耗低，CO2便宜且可循環利用，操作成本低。
文檔編號A23L3/3418GK101327034SQ20071011908
公開日2008年12月24日申請日期2007年6月20日優先權日2007年6月20日
發明者劉思楊, 周洪杰, 張德權, 李慶鵬, 李淑榮申請人:中國農業科學院農產品加工研究所

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