本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种瞬时压差杀菌方法及其在苹果粉杀菌中的应用。
背景技术：
苹果是世界第一大水果，2014年中国苹果产量达到3968万吨。苹果富含维生素和膳食纤维，是人们日常饮食中要的组成部分。果蔬粉是一种以果蔬为原料制备的休闲食品，具有食用方便、健康营养的特点，深受消费者青睐。果蔬粉应用范围较广，可以作为辅料用于固体饮料、糕点、膨化食品等加工。
果蔬粉遇易凝结，一般采用干热杀菌，目前，主要杀菌方式是高温杀菌和辐照杀菌。高温杀菌设备较为复杂，且果蔬粉中维生素等热敏性功效物质容易在杀菌过程中受到破坏。辐照杀菌需要专门设施来产生γ射线或电子束，这些设施造价昂贵，且审批难度大，同时管理过程中因安全隐患大而成本极高。辐照剂量是影响杀菌效果的重要因素，为保证杀菌效果，辐照杀菌剂量一般需要达到5-10kGy以上，这种剂量下食品的感官性状会发生变化。此外，许多国家，特别是以欧盟代表的发达国家和地区，均严格限制了辐照处理食品的生产和销售。因此，开发新的果蔬粉杀菌方法十分必要。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种瞬时压差杀菌方法，该方法采用瞬时内对预热的粉状物料进行压差变化完成杀菌处理，属于物理杀菌，无化学残留，杀菌时间短，且杀菌彻底；另外，瞬时压差杀菌的设备成本较低，操作简便，具有较好的应用前景。
发明还有一个目的是提供一种瞬时压差杀菌方法在苹果粉杀菌中的应用。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种瞬时压差杀菌方法，其特征在于，包括以下步骤：
预热：将粉状物料在10-60s内预热至温度为80-135℃；
增压：将预热后的粉状物料所在处理仓压力在10-90s内增至0.1-0.8MPa；
泄压：将粉状物料所在处理仓中的压力在20-200ms内泄压至3-5kPa；
其中，在预热、增压和泄压过程中同时应用超声波处理粉状物料。
优选的是，其中，超声波处理粉状物料过程中超声波发生器的频率为20-40KHz，功率400-1200W。
优选的是，其中，超声波处理粉状物料过程中超声波发生器的频率为28KHz，功率800W。
优选的是，其中，所述预热过程中采用蒸汽管道间接对粉状物料进行加热或者采用饱和蒸汽直接接触粉状物料进行加热，将粉状物料在35-40s内预热至温度为130-135℃。
优选的是，其中，所述预热过程中将粉状物料在40s内预热至温度为135℃。
优选的是，其中，增压过程中将预热后的粉状物料所在处理仓压力在60-90s内增至0.6-0.8MPa。
优选的是，其中，增压过程中将预热后的粉状物料所在处理仓压力在60s内增至0.6MPa。
优选的是，其中，泄压过程中将粉状物料所在处理仓中的压力在60-70ms内泄压至3kPa，泄压完成后关闭超声波发生器，此时粉状物料水分含量小于7％。
如上述的瞬时压差杀菌方法在苹果粉杀菌中的应用。
优选的是，其中，对苹果粉杀菌后将其降温至30-45℃；平衡压力，打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至常压；以及打开舱门，卸料，包装。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)物理杀菌，杀菌效率高。本方法通过瞬时压差变化对微生物营养体及其芽孢产生物理损伤，实现杀灭微生物的效果。这种瞬间的压差变化产生的剪切力，可直接破坏微生物细胞膜，造成细胞内有机质外泄，进而引起生理紊乱，这种不可逆的损伤容易导致微生物死亡，因此其杀菌效果较高。此外，本发明在瞬时压差处理前，利用超声波处理增加蒸汽的渗透效率，高压蒸汽的渗透提高了微生物细胞壁、夹膜(或芽孢皮层、芽孢壳和芽孢壁)中的水分含量，这有利于增加后期泄压过程中水分的闪蒸量，大量水分的剧烈向外扩张提高了对物料中微生物细胞的物理剪切作用，因此对瞬时压差的杀菌有协同增效的作用；
(2)本发明中不添加任何食品添加剂，营养物质损失小。本文采用物理方法杀菌，无化学添加，安全性较高。本发明中，采用蒸汽升温和增压时间累计不超过150s，较传统的高温杀菌，有效的保持了物料中的维生素等营养物质；
(3)产品溶解性和复水性较好。瞬时压差处理具有膨化效应，可使粉体内部形成多孔的微观结构，进而可提高粉体的复水特性。
(4)本发明使用的生产设备成熟、工艺简单、操作方便。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为采用本发明方法对苹果粉杀菌处理的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
一种瞬时压差杀菌方法，其特征在于，包括以下步骤：
预热：将粉状物料在10-60s内预热至温度为80-135℃；
增压：将预热后的粉状物料所在处理仓压力在10-90s内增至0.1-0.8MPa；
泄压：将粉状物料所在处理仓中的压力在20-200ms内泄压至3-5kPa；
其中，在预热、增压和泄压过程中同时应用超声波处理粉状物料。
一个优选的方案中，超声波处理粉状物料过程中超声波发生器的频率为20-40KHz，功率400-1200W。
一个优选的方案中，超声波处理粉状物料过程中超声波发生器的频率为28KHz，功率800W。
一个优选的方案中，所述预热过程中采用蒸汽管道间接对粉状物料进行加热或者采用饱和蒸汽直接接触粉状物料进行加热，将粉状物料在35-40s内预热至温度为130-135℃。
一个优选的方案中，所述预热过程中将粉状物料在40s内预热至温度为135℃。
一个优选的方案中，增压过程中将预热后的粉状物料所在处理仓压力在60-90s内增至0.6-0.8MPa。
一个优选的方案中，增压过程中将预热后的粉状物料所在处理仓压力在60s内增至0.6MPa。
一个优选的方案中，泄压过程中将粉状物料所在处理仓中的压力在60-70ms内泄压至3kPa，泄压完成后关闭超声波发生器，此时粉状物料水分含量小于7％。
如上述的瞬时压差杀菌方法在苹果粉杀菌中的应用。
一个优选的方案中，对苹果粉杀菌后将其降温至30-45℃；平衡压力，打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至常压；以及打开舱门，卸料，包装。
应用上述方法对苹果粉进行杀菌处理：
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
苹果：北京市超市发超市。
高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司。
瞬时压差处理机：天津市勤德新材料科技有限公司。
电子天平：赛多利斯科学仪器(北京)有限公司。
营养琼脂、孟加拉红培养基：北京路桥技术有限责任公司。
氯化钠：国药集团化学试剂有限公司。
一次性使用塑料培养皿：浙江博美特意用塑料有限公司。
<实施例1>
如图1所示，本发明提供本发明提供一种利用瞬时压差处理对苹果粉进行杀菌的方法，主要包括如下步骤：
(1)将苹果粉置于瞬时压差设备处理仓中，对苹果粉进行预热，升温采取直接通入饱和蒸汽，直接接触物料进行加热，升温后的具体温度为120℃，升温时间为30s；预热的同时，打开超声波发生器，调节频率为20KHz，功率400W；
(2)：采用高压空气对处理仓进行增压，其中，增压时间为90s，增压后处理仓压力为0.3MPa；
(3)：开启泄压阀，对处理仓中的物料进行瞬时差压处理，其中，泄压时间为80ms，泄压后压力为5kPa；泄压完毕，关闭超声波发生器；
(4)：对物料进行降温处理，其中，降温后的物料温度为35℃；
(5)：打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至0.1MPa(大气压力)；
(6)：打开舱门，卸料，包装。
本发明提供的苹果粉杀菌的方法所采用的瞬时压差杀菌设备，设备主体部分一般包括处理仓和真空罐。真空罐体积为处理仓的20倍，通过泄压阀和的开闭，实现处理仓内压力的剧烈变化。
微生物的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行微生物测定。菌落总数的检测采用GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，培养基采用营养琼脂，平板在36±1℃条件下培养48±2h；霉菌和酵母菌技术根据GB 4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，采用孟加拉红培养基，平板在28±1℃条件下培养5d。为保证实验的准确性，每个样品均有三个平行，三个重复，结果取平均值。结果如表1所示。由表可见，苹果粉经过瞬时压差杀菌后，其菌落总数和霉菌酵母总数均显著降低，菌落总数可减少约3.0个Log CFU/g，霉菌和酵母总数可减少约1.0个Log CFU/g。
水分含量的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行含水率的测定。测定按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中规定的直接干燥法测定。具体为：准确称量10g样品，置于干燥、冷却并恒重的有盖称量瓶中，随后转移至105℃的常压烘箱中，开盖烘2h后取出，加盖置于干燥冷却器内冷却0.5h后称重。再移入105℃的常压烘箱中，开盖烘0.5h后取出，加盖置于干燥器内冷却0.5h后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即视样品为恒重，水分含量(％)＝[(样品重-干基)/干基]×100％，每个样品重复测定3次，最后取平均值。结果如表1所示。由表1可以看出，苹果粉经瞬时压差处理后水分含量显著降低，说明瞬时压差处理在杀菌的同时也可进一步降低物料中的水分含量，从而更加增加产品的贮藏稳定性。
表1瞬时压差处理对苹果粉微生物的杀灭效果
<实施例2>
如图1所示，本发明提供本发明提供一种利用瞬时压差处理对苹果粉进行杀菌的方法，主要包括如下步骤：
(1)将苹果粉置于瞬时压差设备处理仓中，对苹果粉进行预热，升温采用蒸汽管道间接加热，升温的具体温度为90℃，升温时间为20s；预热的同时，打开超声波发生器，调节频率为40KHz，功率1200W；
(2)：采用高压空气对处理仓进行增压，其中，增压时间为10s，增压后处理仓压力为0.6MPa；
(3)：开启泄压阀，对处理仓中的物料进行瞬时差压处理，其中，泄压时间为120ms，泄压后压力为4kPa；泄压完毕，关闭超声波发生器；
(4)：对物料进行降温处理，其中，降温后的物料温度为30℃；
(5)：打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至0.1MPa(大气压)；
(6)：打开舱门，卸料，包装。本发明提供的苹果粉杀菌的方法所采用的瞬时压差杀菌设备，设备主体部分一般包括处理仓和真空罐。真空罐体积为处理仓的20倍，通过泄压阀和的开闭，实现处理仓内压力的剧烈变化。
微生物的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行微生物测定。菌落总数的检测采用GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，培养基采用营养琼脂，平板在36±1℃条件下培养48±2h；霉菌和酵母菌技术根据GB 4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，采用孟加拉红培养基，平板在28±1℃条件下培养5d。为保证实验的准确性，每个样品均有三个平行，三个重复，结果取平均值。结果如表2所示。由表可见，苹果粉经过瞬时压差杀菌后，其菌落总数和霉菌酵母总数均显著降低，菌落总数可减少约2.3个Log CFU/g，霉菌和酵母总数可减少0.8个Log CFU/g。
水分含量的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行含水率的测定。测定按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中规定的直接干燥法测定。具体为：准确称量10g样品，置于干燥、冷却并恒重的有盖称量瓶中，随后转移至105℃的常压烘箱中，开盖烘2h后取出，加盖置于干燥冷却器内冷却0.5h后称重。再移入105℃的常压烘箱中，开盖烘0.5h后取出，加盖置于干燥器内冷却0.5h后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即视样品为恒重，水分含量(％)＝[(样品重-干基)/干基]×100％，每个样品重复测定3次，最后取平均值。结果如表2所示。由表2可以看出，苹果粉经瞬时压差处理后水分含量显著降低，说明瞬时压差处理在杀菌的同时也可进一步降低物料中的水分含量，从而更加增加产品的贮藏稳定性。
表2瞬时压差处理对苹果粉微生物的杀灭效果
<实施例3>
如图1所示，本发明提供本发明提供一种利用瞬时压差处理对苹果粉进行杀菌的方法，主要包括如下步骤：
(1)将苹果粉至于瞬时压差设备处理仓中，对苹果粉进行预热，升温采用饱和蒸汽直接接触物料进行加热，升温的具体温度为135℃，升温时间为40s；预热的同时，打开超声波发生器，调节频率为28KHz，功率800W；
(2)：采用高压空气对处理仓进行增压，其中，增压时间为60s，增压后处理仓压力为0.6MPa；
(3)：开启泄压阀，对处理仓中的物料进行瞬时差压处理，其中，泄压时间为60ms，泄压后压力为3kPa；
(4)：对物料进行降温处理，其中，降温后的物料温度为40℃；泄压完毕，关闭超声波发生器；
(5)：打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至0.1MPa(大气压力)；
(6)：打开舱门，卸料，包装。
本发明提供的苹果粉杀菌的方法所采用的瞬时压差杀菌设备，设备主体部分一般包括处理仓和真空罐。真空罐体积为处理仓的20倍，通过泄压阀和的开闭，实现处理仓内压力的剧烈变化。
微生物的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行微生物测定。菌落总数的检测采用GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，培养基采用营养琼脂，平板在36±1℃条件下培养48±2h；霉菌和酵母菌技术根据GB 4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，采用孟加拉红培养基，平板在28±1℃条件下培养5d。为保证实验的准确性，每个样品均有三个平行，三个重复，结果取平均值。结果如表1所示。由表可见，苹果粉经过瞬时压差杀菌后，其菌落总数和霉菌酵母总数均显著降低，菌落总数可减少约3.5个Log CFU/g，霉菌和酵母总数可减少1.3个Log CFU/g。
水分含量的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行含水率的测定。测定按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中规定的直接干燥法测定。具体为：准确称量10g样品，置于干燥、冷却并恒重的有盖称量瓶中，随后转移至105℃的常压烘箱中，开盖烘2h后取出，加盖置于干燥冷却器内冷却0.5h后称重。再移入105℃的常压烘箱中，开盖烘0.5h后取出，加盖置于干燥器内冷却0.5h后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即视样品为恒重，水分含量(％)＝[(样品重-干基)/干基]×100％，每个样品重复测定3次，最后取平均值。结果如表3所示。由表3可以看出，苹果粉经瞬时压差处理后水分含量显著降低，说明瞬时压差处理在杀菌的同时也可进一步降低物料中的水分含量，从而更加增加产品的贮藏稳定性。
表3瞬时压差处理对苹果粉微生物的杀灭效果
<实施例4>
如图1所示，本发明提供本发明提供一种利用瞬时压差处理对苹果粉进行杀菌的方法，主要包括如下步骤：
(1)将苹果粉至于瞬时压差设备处理仓中，对苹果粉进行预热，升温采用饱和蒸汽直接接触物料进行加热，升温的具体温度为80℃，升温时间为60s；预热的同时，打开超声波发生器，调节频率为35KHz，功率1000W；
(2)：采用高压空气对处理仓进行增压，其中，增压时间为40s，增压后处理仓压力为0.8MPa；
(3)：开启泄压阀，对处理仓中的物料进行瞬时差压处理，其中，泄压时间为200ms，泄压后压力为5kPa；
(4)：对物料进行降温处理，其中，降温后的物料温度为40℃；泄压完毕，关闭超声波发生器；
(5)：打开处理仓进气阀，通入空气平衡压力至0.1MPa(大气压力)；
(6)：打开舱门，卸料，包装。
本发明提供的苹果粉杀菌的方法所采用的瞬时压差杀菌设备，设备主体部分一般包括处理仓和真空罐。真空罐体积为处理仓的20倍，通过泄压阀和的开闭，实现处理仓内压力的剧烈变化。
微生物的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行微生物测定。菌落总数的检测采用GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，培养基采用营养琼脂，平板在36±1℃条件下培养48±2h；霉菌和酵母菌技术根据GB 4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，采用孟加拉红培养基，平板在28±1℃条件下培养5d。为保证实验的准确性，每个样品均有三个平行，三个重复，结果取平均值。结果如表1所示。由表可见，苹果粉经过瞬时压差杀菌后，其菌落总数和霉菌酵母总数均显著降低，菌落总数可减少约3.5个Log CFU/g，霉菌和酵母总数可减少1.3个Log CFU/g。
水分含量的测定：对步骤(6)处理后的苹果粉进行含水率的测定。测定按照GB5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中规定的直接干燥法测定。具体为：准确称量10g样品，置于干燥、冷却并恒重的有盖称量瓶中，随后转移至105℃的常压烘箱中，开盖烘2h后取出，加盖置于干燥冷却器内冷却0.5h后称重。再移入105℃的常压烘箱中，开盖烘0.5h后取出，加盖置于干燥器内冷却0.5h后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即视样品为恒重，水分含量(％)＝[(样品重-干基)/干基]×100％，每个样品重复测定3次，最后取平均值。结果如表4所示。由表4可以看出，苹果粉经瞬时压差处理后水分含量显著降低，说明瞬时压差处理在杀菌的同时也可进一步降低物料中的水分含量，从而更加增加产品的贮藏稳定性。
表4瞬时压差处理对苹果粉微生物的杀灭效果
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。