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CN101167592A - 一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法 - Google Patents

一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法 Download PDF

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Abstract

一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法，属于干燥食品安全控制技术领域。该联合杀菌的主要过程为：对于冻干食品采用纳米银进行原材料的预处理和成品的臭氧杀菌或臭氧与其他技术相结合的杀菌方法来将其微生物含量控制在1000个/克以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。本发明采用了臭氧、紫外与纳米银相互结合的方法，也包括后续去除残留臭氧的新工艺，既增加了臭氧杀菌的效果，使得杀菌处理后的产品可将微生物含量控制在安全范围内，同时还不损坏冻干食品的品质、特色、口感及营养成分。

Description

一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法
技术领域
一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法，本发明属于干燥食品安全控制技术领域。
背景技术
目前用于解决冻干食品的微生物超标问题的方法有：最新采用的是持续电加热的巴斯德杀菌，但由于其设备昂贵，或是代加工收取加工费，无形中又提高了该产品的成本；一般的冻干食品生产单位采用单纯的臭氧杀菌，杀菌处理的产品中仍会出现大肠杆菌超标的现象。
由于臭氧杀菌成本低，无毒副作用，对产品的风味及营养成分不会造成损失，所以是目前最常用的冻干食品的杀菌方法。由于冻干食品的特殊要求，所以不能采用热杀菌的方法。同时在杀菌过程中也要严格控制环境中的湿度。常用的臭氧杀菌，由于受到温度和空气湿度的影响限制，杀菌效果有限，且只能杀死产品表面的微生物。当产品是冻干混合食品时，其产品的内外部都可能存在微生物，所以仅仅杀死表面的微生物无法解决问题，同时在臭氧气体杀菌的过程中，由于臭氧气体的不断消耗会导致密封容器内的臭氧浓度越来越低，会使杀菌效果越来越微弱。
紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌、真菌、病毒和立克次体等。一般说来，革兰氏阴性菌对紫外线最敏感，其次为革兰氏阳性球菌，细菌芽孢和真菌孢子抵抗力最强。病毒也可被紫外线灭活，其抵抗力介于细菌繁殖体与芽孢之间。其中，大肠杆菌属于对紫外线低抗性的菌种。目前也有采用紫外杀菌来处理冻干食品的。但是单纯的紫外杀菌的杀菌能力也很微弱，而且紫外杀菌只能杀死产品表面或包装表面的微生物。所以如果单独采用紫外线照射来进行杀菌处理，其效果很微弱。
纳米银是纳米级别的银微粒，其原子排列表现为介于固体和分子之间的“介态”，这种活性极强的纳米银微粒具备超强抗菌能力，可以杀灭细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物，是一种具有广谱抗菌性的无机抗菌剂。另外，纳米银涂膜的作用具有持续性，纳米银颗粒从细菌中渗出后还可以继续作用于其他细菌。而且，纳米银涂膜作用效果稳定，不会受温度，压力等因素影响。但是单纯的只使用纳米银涂膜，很难把微生物控制在安全范围之内，不过用纳米银对冻干食品原料进行预处理，可以较好控制冻干食品加工过程中微生物生长，对冻干食品最终微生物的数量控制都有一定的作用。
臭氧杀菌是属于PPM级，作用于食品表面只产生极微弱的氧化作用，不足以影响食品内在物质变化。由于臭氧极易分解，空气中半衰期20-50min，在食品表面也不产生残留。我国食品营养部门曾对臭氧贮藏的鸡蛋、苹果、柿子椒的营养成分和风味成份进行分析，并与对照组比较，没有明显差别。但是为了方便处理后直接包装，可以控制一定的温度等条件，以加速残留臭氧的降解速度。
发明内容
本发明目的是提供一种使用纳米银进行预处理并结合臭氧来研究对冻干食品的联合杀菌的方法，可用于各类冻干食品尤其是体积较大、成分复杂的冻干食品微生物安全控制。
技术解决方案：一种冻干食品保质杀菌的方法，其杀菌处理采用了臭氧、紫外和纳米银涂膜的联合杀菌方法，过程为：
(1)纳米银涂膜处理：纳米银溶液银浓度为0.04-0.05ppm，将冻干食品的原料在纳米银溶液中浸泡30秒进行涂膜处理；将涂膜处理后的原料进行冻干处理加工，得到冻干食品块；
(2)臭氧和紫外杀菌处理：将纳米银涂膜处理后的冻干食品放入已经尽可能排空空气的封口袋中，充入3秒的臭氧气体后立即封口，后在此封口袋外侧再套上一个已尽可能排尽空气的封口袋，再通入臭氧气体15秒后立即封口，使臭氧进入冻干食品内部进行杀菌处理，之后采用紫外照射的辅助杀菌方法，在紫外灯的照射下进行杀菌处理60min。
冻干食品的原料指果蔬、水产品、畜肉冻干切割原料。
冻干食品原料为单一的，几种混合的或经过调味的食品原料。
该产品的杀菌处理过程是将样品原材料进行纳米银涂膜预处理后经过臭氧和紫外杀菌后取样培养再观察结果并对杀菌处理后的产品进行品质和营养成分的分析。
本发明是将臭氧与压力以及紫外光线结合在一起的且与纳米银涂膜技术相结合的杀菌方法。由于压力的作用可以使臭氧气体进入产品间的空隙从而可以杀死内部的微生物；而紫外照射既可以起到杀菌的作用也可以起到保持臭氧浓度的作用，因为紫外灯在185nm的谱线在空气中可产生臭氧，253.7nm的谱线所含的能量可以有效破坏有机物分子的DNA结构，使有机物分子丧失活性或抑制有机物分子的持续分裂繁殖，达到杀菌的目的。同时纳米银涂膜预处理在一定浓度范围既可以起到抑菌的作用又不会影响产品的安全性，而一定量的压力和紫外照射也不会导致产品的品质改变和营养风味成分的丢失。
在进行冻干之前，将原材料使用纳米银溶液进行浸泡30s，然后再进行冻干生产过程，冻干后的样品进行臭氧杀菌处理。中国饮用水质标准和欧盟水质标准中都要求饮用水中银含量不超过0.05ppm，而生产过程中使用的纳米银浓度在0.05ppm以下，一般使用0.045ppm。
将整块的样品一分为二，一半进行杀菌处理一半做对照。将一半的样品放入9×13的封口袋中置于常温下，作为对照样。另一半样品放入已尽可能排尽空气的9×13的封口袋中，然后接通臭氧，通入臭氧气体3秒后立即密封，形成一个含有臭氧和样品的密闭的干燥的空间。然后在此封口袋的外面再套上一个18×24的已尽可能排尽空气的封口袋，通入臭氧气体15秒后立即密封。从而形成了一个简易的加压袋。然后将此透明包装的样品袋置于紫外灯下，进行照射杀菌处理60分钟。
然后经过平板菌落计数法和乳糖胆盐发酵管法培养24小时或48小时和36小时后观察结果可以知道对照的样品的细菌总数和大肠菌群均超标，而经过杀菌处理后的样品可以将微生物总量控制在1000个/克以内，大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。
杀菌处理结束后可以将半成品直接进行包装，此时通过适当的降低温度和改变压力，来加速残留臭氧的降解速度。当温度降至15℃左右时，臭氧的分解速度可以提高约一倍左右。而适当的降低压力也有助于臭氧分解。
同时对于杀菌处理后的产品进行感官评价和营养物质的测定分析后发现，产品的含水量，色泽，风味，复水性，以及VC等都几乎未发生变化，可见这样的处理方法对产品的品质及营养成分的影响很小。
本发明的有益效果：
与只能杀死产品表面的微生物的单纯的臭氧杀菌比较，本方法在杀死产品表面的微生物的同时也能杀死产品内部的微生物，且不会使产品因为吸潮或粉碎而破坏产品品质。
与单纯的效果微弱的紫外杀菌相比较，本方法采用了臭氧与紫外联合使用的方法，即起到了两种杀菌方法的双重效果也可以克服臭氧杀菌过程中的臭氧浓度下降的问题。
与单一的臭氧杀菌处理方法比较，本方法在进行生产之前将原材料进行纳米银涂膜预处理，使得在一开始就尽可能的减少带菌量，同时纳米银在生产过程中还能抑制再污染，这样生产后的产品在经过臭氧杀菌处理，可以取得事半功倍的效果。
与传统的能有效控制产品微生物的加热等方法相比较，本方法不会产生因加热处理导致的冻干食品的焦糊，也不会产生湿热灭菌法产生的冻干食品的吸潮变质，也不会产生激烈的杀菌方法产生的冻干食品中的各种营养成分的破坏和风味的丢失。本方法即是在较好的保存冻干食品的品质的前提下，同时将冻干食品控制在微生物安全范围之内。
综合而论，与背景技术相比，本发明通过臭氧与纳米银涂膜联合杀菌的方法将产品中的微生物控制在安全范围内。通过极其简易的实验设备来达到杀菌目标；在不会有毒副作用和不损害产品品质的前提下来实现产品微生物含量达到安全指标。本法处理后的产品含水量不会有变化，产品外形平整，不会出现焦糊或塌陷，具有较长的贮存期，加工时间短，生产成本低，可以最大程度地保持产品原有的色泽、风味及营养价值。
具体实施方式
实施例1：应用臭氧、紫外和纳米银涂膜联合杀菌的方法对冻干蔬菜块的杀菌处理
某公司生产的冻干混合蔬菜块5g包装的，在生产的预处理工艺中加入纳米银涂膜处理工艺，或在蔬菜漂烫时直接用纳米银溶液。生产过程中使用的纳米银浓度在0.05ppm以下，一般使用0.045ppm，浸泡30秒，同时搅拌，使蔬菜表面的各个部分都粘有纳米银颗粒，然后捞出蔬菜，进行后续冻干工艺。进行臭氧杀菌实验要求完整的成品，内容物未发生任何吸潮等不良变化的汤料一块，用已经灭过菌的剪刀将其内容物一分为二，分别装入初次使用的已经尽可能排空空气的9×13的封口袋中，一个密封放于空气中做对照样；另一个充入3s的臭氧气体后立即密封。然后再再次封口袋外侧套上一个初次使用的18×24的已尽可能排尽空气的封口袋，通入臭氧气体15秒后立即密封。从而形成了一个简易的加压袋。然后将此透明包装的样品袋置于紫外灯下，进行照射杀菌处理60分钟。在无菌操作台上将这两袋样品分别进行稀释培养。选取的三个稀释梯度为1∶100，1∶1000，1∶10000。进行牛肉膏蛋白胨培养基和乳糖胆盐发酵管的培养，在37℃的培养箱中恒温培养48h和36h，观察试验结果可以知道：未处理的样品经过培养后其菌落总数在10000-100000个/克之间，经过处理后的样品经过培养后菌落总数在1000个/克以内；未处理的样品经过发酵管的培养后会出现大量气泡甚至出现变色，而处理后的样品经过发酵管培养后不会出现变色且几乎观察不到有气泡的产生，也就是大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。
实施例2：应用臭氧、紫外和纳米银涂膜联合杀菌的方法对冻干海参的杀菌处理
在某市市场买得冷冻鲜海参，用温水解冻，然后去肠，注意不要把海参肠道划破，用自来水清洗，放入0.045ppm纳米银溶液中浸泡30秒，捞出后晾干，然后进行冷冻干燥工艺。进行臭氧杀菌实验要求完整的成品，未发生任何不良变化的海参一块，用已经灭过菌的剪刀将其一分为二，分别装入初次使用的已经尽可能排空空气的9×13的封口袋中，一个密封放于空气中做对照样；另一个充入3s的臭氧气体后立即密封。然后再再次封口袋外侧套上一个初次使用的18×24的已尽可能排尽空气的封口袋，通入臭氧气体15秒后立即密封。从而形成了一个简易的加压袋。然后将此透明包装的样品袋置于紫外灯下，进行照射杀菌处理60分钟。在无菌操作台上将这两袋样品分别进行稀释培养。选取的三个稀释梯度为1∶100，1∶1000，1∶10000。进行牛肉膏蛋白胨培养基和乳糖胆盐发酵管的培养，在37℃的培养箱中恒温培养48h和36h，观察试验结果可以知道：未处理的样品经过培养后其菌落总数在10000-100000个/克之间，经过处理后的样品经过培养后菌落总数在1000个/克以内；未处理的样品经过发酵管的培养后会出现大量气泡甚至出现变色，而处理后的样品经过发酵管培养后不会出现变色且几乎观察不到有气泡产生，也就是大肠菌群(或大肠杆菌)达标(阴性)。

Claims (2)

1.一种冻干食品保质杀菌的方法，其特征是杀菌处理采用了臭氧、紫外和纳米银涂膜的联合杀菌方法，过程为：
(1)纳米银涂膜处理：纳米银溶液银浓度为0.04-0.05ppm，将冻干食品的原料在纳米银溶液中浸泡30秒进行涂膜处理；将涂膜处理后的原料进行冻干处理加工，得到冻干食品块；
(2)臭氧和紫外杀菌处理：将纳米银涂膜处理后的冻干食品放入已经尽可能排空空气的封口袋中，充入3秒的臭氧气体后立即封口，后在此封口袋外侧再套上一个已尽可能排尽空气的封口袋，再通入臭氧气体15秒后立即封口，使臭氧进入冻干食品内部进行杀菌处理，之后采用紫外照射的辅助杀菌方法，在紫外灯的照射下进行杀菌处理60min。
2.根据权利要求1所述的杀菌方法，其特征是冻干食品的原料指果蔬、水产品、畜肉冻干切割原料。
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