专利名称：一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法
技术领域：
一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，本发明属于脱水果蔬食品杀菌技术领域。
背景技术：
果蔬粉是脱水果蔬的延伸产品。脱水果蔬是新鲜果蔬经过干燥脱水加工成的方便食品，但在加工、储运过程中由于各种原因(如原料本身含菌量高，生产加工过程中难以杀灭害虫虫卵和微生物，原料或成品保管不善，生产过程中的污染等)，很容易造成微生物超标，并由此造成巨大损失。由于脱水果蔬食品本身的特殊性，一般的加热或化学杀菌方法均不适用，为达卫生指标，目前脱水果蔬粉杀菌处理应用最多的是γ射线辐照杀菌技术，国标GB/T 18526.3-2001中规定脱水蔬菜辐照加工最低有效剂量为4kGy，最高耐受剂量为10kGy。辐照在一定程度上可有效地控制微生物含量，提高果蔬粉卫生质量，但其存在以下缺点受辐射源的地点限制，产生辐照异味或辐照物残留，使食品特有香气损失，一些产品辐照处理后色泽变化较大。另外，辐照产品的安全性问题许多人存在顾虑，尽管目前国内对辐照食品的安全性尚无定论，但日韩及欧盟等国家却严格限制进口经过辐照处理的食品原料。因此，寻求替代的杀菌方法显得比较重要。
微波杀菌法和蒸汽杀菌法是目前报道较多的果蔬粉的杀菌方法。蒸汽杀菌法通常是利用100℃左右的水蒸汽或100℃以上高压过热蒸汽进行杀菌，一般用蒸汽加热30-60min，可达到所需杀菌效果，此法无辐照残留，但加热时间过长，温度过高会使果蔬粉的营养和色泽风味损失较多，且蒸汽处理后产品水分增加需要二次干燥。微波杀菌方面，张鸿发等(1999，肉类工业)研究了不同食品介质对微波杀菌效果比较，发现食品中水分含量越高，微波杀菌效果越好，得出水分的存在能明显增强微波杀菌效果的结论；朱金国等(2005，中国食品卫生杂志)用微波对茶叶中霉菌的灭菌效果进行了研究，发现茶叶的水分含量对微波杀霉菌效率有显著影响，认为在应用微波除菌时，茶叶水分含量最好大于5％，如水分过低，则需要增加微波作用时间，并会导致茶叶产生焦糊味；但他们都未指出对低水分物料如何采取措施来提高微波杀菌效果，并防止焦糊，保证食品品质。周勇生(2004，中国调味品)用微波对辣椒粉、花椒粉、姜黄粉、甘草粉、陈皮粉、小茴香等调味粉进行杀菌处理，发现微波对大多数调味粉杀菌是可行的，实验的调味粉大都可用微波频率2450MHz在100℃加热6min后，达到其卫生指标，但其微波处理的时间比较长，细菌总数大约降低1～2个对数级，且没有找到对某些产品(如姜黄粉)杀菌效果很差的原因。梁进等(1999，食品工业科技)对辣椒粉的灭菌试验中，直接向100g辣椒粉中加入30ml无菌蒸馏水后再微波灭菌20min，灭菌率达99.9％，证明了增加含水量可提高杀菌效果，但他采用直接加无菌蒸馏水法并不是对所有果蔬粉都适合，容易造成结块、水分分布不均匀，使杀菌不均匀，且他用微波杀菌的时间长达20min。总的来说，目前对食品的微波杀菌大多是从提高微波功率，延长杀菌时间方面着手来提高杀菌效果，对果蔬粉等干制品往往杀菌效果提高不多而产品品质下降很多。
而微波干燥杀菌作为一新兴果蔬脱水方法，可大大缩短干燥时间，且产品安全卫生，但并不能解决其它干燥方法生产的果蔬粉微生物超标问题；微波对水分含量20％以下的食品可大大提高干燥效率，因此常常在其它干燥方式后期，水分含量降为20％左右时进行微波干燥杀菌以提高干燥效率，并发挥微波的杀菌作用，但是生产工艺受到限制，其它干燥产品如冻干果蔬粉等显然不能如此杀菌。低含水量果蔬粉的微波杀菌效果较差及不稳定问题仍然不能得到解决。
发明内容
本发明目的是提供一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，用于果蔬粉的杀菌。
技术解决方案本发明提供了一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，其主要过程为对水分含量为2％-7％的果蔬粉(脱水工艺方法不限)，先利用60-100℃的水蒸汽，加热增湿处理5-15min，降温平衡水分，使产品水分含量均匀增加为13％-22％，达到增湿目的并有一定杀菌作用；由于在2450MHz微波场中水的介电系数可达78.2，大大高于干制果蔬粉的介电系数，因此后续的微波杀菌兼干燥具有高效的特点。采用的微波功率为600W-1500W，时间90-150s，得到的杀菌后最终果蔬粉水分含量为2％-7％，细菌总数降低3-4个对数级，产品质量较好，卫生指标符合现行国家标准，然后产品按实际需要进行包装和贮藏。本发明前期采用蒸汽预处理，使果蔬粉水分含量提高，介电常数增加，从而使后续的微波杀菌更有效；蒸汽加热增湿的同时也有杀菌效果，微波杀菌的同时水分也随之脱除，达到干燥目的，二者相辅相成达到果蔬粉高效杀菌目的，且整个杀菌时间仅用6-18min，有效保持了产品的营养成分、色泽、口感和风味。
直接蒸汽加热增湿由于蒸汽分布比较均匀，使产品的增湿也比较均匀。同时，蒸汽加热具有一定的杀菌作用，与微波杀菌协同达到果蔬粉杀菌的目的，并且由于蒸汽处理时间较短，对果蔬粉营养成分的破坏小于常规的单一蒸汽杀菌方法。
微波杀菌时，物料的含水量越高，吸收微波能就越好，灭菌效果也越好，实验证明同一种物料的含水量与灭菌效果基本呈正比。果蔬粉直接采用微波杀菌效果并不好，正是由于其含水量很低，可吸收的微波能很少所致。微波杀菌存在热效应和非热效应，蒸汽增湿后，再采用微波杀菌，由于水分含量增加使果蔬粉介电常数升高，吸收的微波能大大增加，微波对微生物的热效应是使蛋白质变性，导致微生物死亡；而微波对微生物的生物效应使微波电场改变了细胞膜断面的电径分布，影响了细胞膜周围电子和离子的浓度，从而改变了细胞膜的通透性能，使微生物生长发育受到抑制而死亡。并且水分含量增加使菌体蛋白含水量增加，更易为热力所凝固，即微生物的热致死性更好，从而得到很好的杀菌效果，解决了低含水率果蔬粉直接微波杀菌效果差的问题。
由于蒸汽加热增湿后进入产品的水分均以游离水的形式存在，因此在后续微波加热杀菌时极易脱除。在微波场中水分子剧烈摆动而产生大量摩擦热，在蒸发通道畅通时，游离水迅速脱出，杀菌的同时达到快速干燥的效果，并且杀菌后水分含量往往比杀菌前更低。
通常，微波对食品的杀菌都是直接杀菌，而如采用直接加水或喷雾增湿果蔬粉的方法，容易使产品增湿不均匀或部分结块，从而导致微波加热不均匀，杀菌不均匀，并且喷水过程中也容易污染微生物，蒸汽增湿则使这些影响降到最低。直接用微波干燥法生产的脱水果蔬，产品干燥与杀菌同步进行，但此法需要专门的微波干燥设备，有一定的局限性。而如果在果蔬脱水至水分含量20％左右再进行微波干燥杀菌的工艺，虽然提高了干燥速率，但杀菌效果不如增湿后杀菌，并且受设备局限，脱水果蔬的生产方法也受到限制，不利于果蔬收获旺季的大规模生产。而且如干燥至水分含量20％左右不立即进行杀菌处理而贮存，在此非安全含水率下，微生物极易增殖，造成食品快速变质；而对于各种冷冻干燥或真空冷冻干燥而得到的脱水果蔬，生产过程本身就很难控制最终含水量。而本发明克服了以上各种缺点，实用性更强。
本发明的有益效果与果蔬粉γ射线辐照杀菌的背景技术相比，本发明无有害物质残留，不存在设备可能引起的安全及环境问题，更易于被大众接受，且杀菌效果理想，可将微生物杀灭到合理的卫生要求范围内，扩展了脱水果蔬粉的杀菌方法。
与流通蒸汽及高温蒸汽杀菌的背景技术相比，本发明的蒸汽预处理主要是为增湿，处理时间比以杀菌为目的的蒸汽加热短得多，从而使果蔬粉的营养成分、色泽和风味的保存率大大提高，并且避免了杀菌后产品水分含量超限，还要专门后续干燥的工艺。
与脱水果蔬直接微波杀菌的背景技术相比，本发明抓住了影响微波杀菌效果的主要因素水分含量。采用蒸汽增湿提高果蔬粉介电常数，克服了低含水率果蔬粉微波杀菌效果差及容易焦糊的缺点，且杀菌时间为90-150s，低于直接微波杀菌一般需要的2-3min，甚至7、8min的杀菌时间。提出了微波杀菌在低含水率脱水果蔬杀菌中应用的新方法。
与微波干燥杀菌法生产脱水果蔬粉相比，本发明扩展了需要杀菌的果蔬粉范围，适用于各种脱水方法制得的果蔬粉的后续杀菌。
与干燥后期至水分含量20％左右再微波干燥的背景技术相比，本发明实际目的是杀菌，杀菌的同时达到干燥效果，不同于背景技术干燥是主要目的。由最终安全含水率的产品增湿至水分13％-22％，此时产品中增加的水分是游离水，微波杀菌时更容易吸收微波能，增加杀菌效果，水分也更易脱除，杀菌后的水分含量一般比杀菌前更低；与背景技术中干燥后期主要为结合水形式的含水量不同，因此微波杀菌的效果和水分脱除速率都高于背景技术。本发明使果蔬粉生产方法更多样性，不必受后期干燥方式限制影响大规模生产。实际上，许多生产厂家并没有采用微波干燥技术，如果利用本发明成立专门公司进行果蔬粉微波杀菌，则能更好的控制我国脱水果蔬粉的卫生质量，为国家和企业创造更多经济效益。
具体实施例方式
实施例1热风干燥麦苗粉微波杀菌原料热风干燥生产的麦苗粉初始水分含量4.56％，细菌总数2.6×106个/g，大肠菌群360个/100g。
A直接微波杀菌物料厚度约1cm，微波频率2450MHz，功率600W，时间150s，杀菌后的麦苗粉水分含量为3.32％，细菌总数7.45×104个/g，大肠菌群230个/100g，杀菌后麦苗粉出现部分焦糊现象。
B蒸汽增湿处理后微波杀菌麦苗粉铺成1cm厚，用100℃水蒸汽加热增湿6min，降温平衡水分后，水分含量增加至15.6％；然后将增湿后的麦苗粉进行微波杀菌，物料厚度约1cm，微波频率2450MHz，功率600W，时间150s，杀菌后的麦苗粉水分含量为2.58％，细菌总数1.2×103个/g，大肠菌群＜30个/100g，维生素C保存率90.3％，叶绿素保存率87.2％，外观无明显变化。然后将杀过菌的达到国家卫生标准的产品按需要进行包装和贮藏。
从以上对比可看到，蒸汽增湿预处理后微波杀菌效果大大提高。
实施例2冻干胡萝卜粉的蒸汽预处理后微波杀菌原料为冻干胡萝卜粉，初始水分含量2.85％，细菌总数3.7×106个/g，大肠菌群480个/100g，将原料用100℃水蒸汽加热增湿8min，降温平衡水分后，测得水分含量增加至18.9％，然后将增湿后的胡萝卜粉送入微波杀菌设备，物料厚度1cm左右，微波频率2450MHz，功率1000W，时间120s，杀菌后产品水分含量为2.36％，细菌总数816个/g，大肠菌群＜30个/100g，杀菌后胡萝卜粉的组织状态，色香味与杀菌前均无明显区别。
实施例3真空干燥香蕉粉的蒸汽预处理后微波杀菌原料为真空干燥香蕉粉，初始水分含量6.23％，细菌总数1.12×105个/g，大肠菌群230个/100g。将香蕉粉在真空条件下用80℃左右水蒸汽处理12min后，降温平衡水分，测得水分含量增加至14.7％，然后将增湿后的香蕉粉送入微波杀菌设备，物料厚度1cm左右，微波频率2450MHz，功率1500W，时间90s，杀菌后产品水分含量为4.51％，细菌总数100个/g，大肠菌群没有检出，杀菌后香蕉粉的外观、色香味与杀菌前均无明显区别。
权利要求
1.一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，其特征是将需要杀菌的含水率为2％-7％的果蔬粉，先用水蒸汽加热增湿处理，蒸汽温度为60-100℃，时间5-15min，，使果蔬粉水分含量增加为13％-22％，之后进行微波干燥杀菌，微波功率为600W-1500W，时间90-150s，得到的杀菌后最终果蔬粉水分含量2％-7％，细菌总数降低3-4个对数级，卫生指标符合现行国家标准，然后产品按实际需要进行包装和贮藏。
2.根据权利要求1所述的用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，其特征是原料为含水率2％-7％的脱水果蔬粉，其前期脱水工艺方法不限。
全文摘要
一种用蒸汽预处理提高果蔬粉微波杀菌效果的方法，属于脱水果蔬食品杀菌技术领域。其主要工艺过程为对水分含量为2％－7％的果蔬粉，先用水蒸汽加热增湿处理5－15min，使水分含量增加至13％－22％；之后进行微波干燥杀菌90－150s，经杀菌的最终果蔬粉水分含量为2％－7％，细菌总数降低3－4个对数级，产品质量较好，卫生指标符合现行国家标准。本发明前期采用蒸汽预处理，提高果蔬粉的水分含量，使其介电常数增加，从而大大提高了后续的微波杀菌效果；蒸汽加热增湿的同时也有杀菌效果，微波杀菌的同时水分也随之脱除，达到干燥目的，二者相辅相成达到果蔬粉高效杀菌目的，且由于整个杀菌处理时间短，有效保持了果蔬粉的营养成分、色泽、口感和风味。
文档编号A23L3/40GK1899050SQ200610086379
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者张慜, 王瑞, 孙金才, 范柳萍 申请人:江南大学