專利名稱：通過(guò)超高壓均化對(duì)可泵送流體滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)超高壓均化對(duì)可泵送流體滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)和方法，應(yīng)用于食品、制藥、化學(xué)和化妝品領(lǐng)域，和一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用于與該系統(tǒng)化學(xué)相容的任何可泵送產(chǎn)品以獲得易于無(wú)菌包裝的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
滅菌是允許破壞繁殖體和微生物孢子并延長(zhǎng)產(chǎn)品在室溫下保存時(shí)間的處理方式。通常使用溫度高于100°c的熱處理。顯然，經(jīng)過(guò)這樣條件下的處理，可以看到對(duì)感觀特性的影響，如果是食品，會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重大損失。另一方面，許多產(chǎn)品無(wú)法承受這些條件，物理上變得不穩(wěn)定。利用這種系統(tǒng)滅菌的食品和其它產(chǎn)品在室溫下保存期限超過(guò)六個(gè)月(取決于其組成)。滅菌方法可在包裝之前或之后應(yīng)用，每種情況下需要如下所述的不同技術(shù)。滅菌總是伴隨著食品穩(wěn)定。在固體的情況下，必須應(yīng)用添加劑來(lái)保護(hù)色澤和質(zhì)地并強(qiáng)化口味。如果是膠態(tài)特性的液體食品，為避免相分離，會(huì)根據(jù)食品的復(fù)雜性使用機(jī)械處理如常規(guī)的均化和加入穩(wěn)定劑(乳化劑、原料增稠劑、鹽沉淀防護(hù)劑等)。對(duì)于已包裝產(chǎn)品的滅菌，熱處理應(yīng)用到整組包裝及其內(nèi)容物(食品)，并根據(jù)生產(chǎn)需要可使用負(fù)載系統(tǒng)或連續(xù)系統(tǒng)。當(dāng)需要滅菌的食品為液體并且粘度允許被泵送時(shí)，可以在包裝之前使用關(guān)聯(lián)到后續(xù)無(wú)菌包裝的滅菌系統(tǒng)。這種情況下，產(chǎn)品在具有預(yù)熱、滅菌、冷卻和無(wú)菌包裝的連續(xù)過(guò)程的封閉回路中循環(huán)。滅菌通常在高溫即135-150°C下處理很短的時(shí)間即4-15秒。該處理通常被稱為超高溫(UHT )。上世紀(jì)60年代，UHT方法在工業(yè)水平上用于液體奶處理，由此得到的產(chǎn)品與利用用于為瓶裝奶滅菌的傳統(tǒng)滅菌器得到的產(chǎn)品相比性質(zhì)更接近巴氏奶。從上世紀(jì)60年代至今，還開發(fā)了用于其它奶產(chǎn)品(濃縮奶、鮮奶油、奶昔、發(fā)酵產(chǎn)品、冰淇淋、甜點(diǎn)……)和用于湯、汁和菜泥等的UHT方法。與已包裝產(chǎn)品的滅菌相比，UHT方法節(jié)省時(shí)間、動(dòng)力、空間和人力。如今，市場(chǎng)上存在兩種UHT處理方法:產(chǎn)品通過(guò)與加熱介質(zhì)(水蒸汽)直接接觸而加熱的直接系統(tǒng)和熱在換熱器中通過(guò)分離表面?zhèn)鬏數(shù)拈g接系統(tǒng)。在這些滅菌方法中和取決于食品類型，主要取決于具有水包油型乳液的那些(例如奶、蘸用汁、奶基或冰淇淋混合物奶昔)，需要在熱處理之前或之后引入均化過(guò)程。均化操作減小分散相中的液滴尺寸，從而使產(chǎn)品穩(wěn)定，以防在儲(chǔ)藏過(guò)程中出現(xiàn)乳液分層現(xiàn)象。壓力均化器設(shè)有高壓泵，該高壓泵工作壓力為10-70MPa，和在卸料側(cè)具有均化閥。當(dāng)從閥和它的支座之間泵送液體時(shí)，產(chǎn)生的高壓高速驅(qū)動(dòng)液體。在閥端，液體移動(dòng)速度突然降低，所產(chǎn)生的極端湍流產(chǎn)生高剪切速率。干擾減小粒度的過(guò)程的其它力為氣泡(氣穴)的破裂和在液體軌跡中在閥處產(chǎn)生的沖擊力。在一些食品中，例如奶，有時(shí)會(huì)有產(chǎn)生添加物的顆粒異常分布。類似于第一閥和安裝在液體軌跡上的第二閥再一次破碎這些添加物。—方面，熱處理以并行方式對(duì)食品具有有益影響，例如使微生物滅活；但根據(jù)應(yīng)用的處理方式，它產(chǎn)生會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)、感官感受和/或技術(shù)性能的不希望的化學(xué)和物理化學(xué)變化。對(duì)于最廣泛消費(fèi)的滅菌食品之一例如奶、尤其是它作為飲料消費(fèi)時(shí)的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，口味(香味+ 口味+稠度)是評(píng)價(jià)品質(zhì)的非常重要的參數(shù)。熱處理對(duì)于奶的口味有重要影響，根據(jù)所應(yīng)用的處理強(qiáng)度，影響程度可能更高或高低。UHT滅菌奶(135-150°C，2-20s)通過(guò)煮制香味來(lái)確識(shí)，該煮制香味主要由蛋白質(zhì)變性后釋放的H2S與“焦糖”香味和與酮形成相關(guān)的其它典型香味的存在一起引起。在常規(guī)的瓶中進(jìn)行滅菌處理(105-120°C，10-40分鐘)時(shí)，會(huì)有強(qiáng)烈的煮制出的酮和焦糖香味，后者由Maillard反應(yīng)的一些產(chǎn)物和焦糖化作用產(chǎn)物的形成引起，它甚至可以偽裝成煮制香味。這些熱處理可能引起的其它物理和生物化學(xué)現(xiàn)象為產(chǎn)品在室溫下儲(chǔ)藏期間由于蛋白質(zhì)沉淀、相分離、乳液分層(脂肪分離，即使產(chǎn)品之前已經(jīng)均化)所造成的不穩(wěn)定，這使得我們必須使用一些添加劑如乳化劑、穩(wěn)定劑或PH值調(diào)節(jié)劑以使這些由熱處理引起的影響降至最低或減弱。對(duì)于不那么復(fù)雜的食品如果汁來(lái)說(shuō)，會(huì)造成維生素含量(維生素C和其它水溶性維生素)的巨大損失、原有口味和香味的明顯改變(揮發(fā)性組分損失)以及顏色的變化。超高壓均化(UHPH)技術(shù)與常規(guī)的均化基于相同的原理，只有一個(gè)大的區(qū)別是，由于閥的設(shè)計(jì)和新材料的使用，超高壓均化可以達(dá)到高于200MPa的壓力。由于UHPH處理的作用力源自動(dòng)態(tài)高壓應(yīng)用引起的剪切、湍流、氣穴和沖擊的合力，所以它可以與新興物理技術(shù)相關(guān)聯(lián)。然而，不能將該技術(shù)與使用高壓的其它技術(shù)如高流體靜壓處理(HHP)相混淆。與UHPH類似，該技術(shù)在破壞病原體和改變微生物方面作為常規(guī)熱處理的替代方式開發(fā)，但所述系統(tǒng)或工作設(shè)備以及在該技術(shù)中起作用的微生物滅活機(jī)理與將在下面詳述的UHPH完全不同。HHP設(shè)備的工作對(duì)象為事先包裝在柔性材料中并封閉以確保防水性的產(chǎn)品裝載(非連續(xù)過(guò)程)；該設(shè)備基本上由包含通常是水的壓力變送靜態(tài)流體的缸和壓力生成系統(tǒng)(低壓泵和壓力增強(qiáng)器)組成(這就是它被稱為流體靜壓的原因)。在該技術(shù)中，將包裝食品引入填充有壓力變送流體(通常為水)的壓力缸中，直到達(dá)到所選的壓力條件400-1000MPa;(在食品應(yīng)用的工業(yè)設(shè)備中高達(dá)600MPa)，和保持所需時(shí)間。這段時(shí)間內(nèi)，壓力均衡傳輸，這意味著產(chǎn)品經(jīng)過(guò)均化處理而不考慮形狀或尺寸，同時(shí)防止處理過(guò)程中的變形。然后，缸減壓后，將缸打開以從機(jī)器中取出廣品。至于微生物滅活機(jī)理，HHP技術(shù)可以通過(guò)誘導(dǎo)微生物的形態(tài)、生化反應(yīng)、生殖機(jī)理或細(xì)胞膜內(nèi)的變化來(lái)滅活微生物。通常，孢子可耐受這些處理，除非所述處理與高溫聯(lián)合應(yīng)用。迄今所開發(fā)的UHPH設(shè)備能夠在高達(dá)400MPa的壓力下在連續(xù)過(guò)程中加工流體或可泵送食品體系。截至目前，在化學(xué)和制藥工業(yè)、特別是食品和生物工藝學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用了不同的高壓均化設(shè)備，以乳化、擴(kuò)散、混合和加工產(chǎn)品。在超均化器中，均化閥由可承受高達(dá)400MPa的壓力(可能發(fā)展為更高的壓力)和超過(guò)100°C的溫度的材料(如陶瓷)制造。另外，閥的幾何結(jié)構(gòu)與常規(guī)均化器中使用的經(jīng)典APV-Gaulin 閥不同。該技術(shù)對(duì)包括微生物的分散顆粒產(chǎn)生破壞。顆粒可以具有各種屬性和常見于膠態(tài)食品如奶、蔬菜奶昔、混濁型果汁等。UHPH期間微生物分解(微生物滅活的主要機(jī)理)所意味的可能物理過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn):突然的壓力降低、沖擊力、切割和扭轉(zhuǎn)、湍流和氣穴。產(chǎn)品通過(guò)閥之后的溫度升高有利于微生物滅活(包括孢子)，因?yàn)檫@是對(duì)均化器閥處產(chǎn)生的物理力的附加影響。盡管可以將UHPH視為熱處理的替代方式，但UHPH過(guò)程中產(chǎn)品溫度顯著升高是因?yàn)?(1)強(qiáng)化器內(nèi)和閥前端管內(nèi)產(chǎn)生的壓力升高，它會(huì)壓縮流體，和(2)流體通過(guò)高壓閥時(shí)經(jīng)受的力和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。均化階段之前的壓力升高和由流體高速引起的摩擦使產(chǎn)品溫度每IOMPa提高約
2-2.50C (150MPa的均化循環(huán)內(nèi)溫度升高20_50°C )。但這種在極短時(shí)間內(nèi)(〈0.5s)施加的熱效應(yīng)可以任選通過(guò)引入冷卻設(shè)備消除或降到最低，所述冷卻設(shè)備在產(chǎn)品壓力下降后以迅速有效的方式控制溫度。同樣地，如果將產(chǎn)品暴露于40-90°C的溫度下，可以促進(jìn)和最大化由均化循環(huán)引起的溫度升高，在第一均化階段之后瞬間得到均勻的滅菌溫度(高達(dá)150。。)。至于UHPH技術(shù)在食品流體中的應(yīng)用，有觀點(diǎn)認(rèn)為該處理可以對(duì)幾種產(chǎn)品如奶、蔬菜奶昔、蛋、果汁等進(jìn)行巴氏滅菌(Donsi, F., Ferrari, G., &Maresca, P.2009.High-Pressure homogenization for Food Sanitization.Chapterl9, pages309_335.21n:Global Issues in Food Science and Technology.Ed.Barbosa-Canovas, G.etal.Academic Press.Burlington, MA, USA.)。但使用的設(shè)備和方法不足以實(shí)現(xiàn)對(duì)被研究產(chǎn)品的滅菌。例如，Puig等人(2008)研究了 UHPH處理(200MPa，入口溫度為6_8°C )對(duì)葡萄汁的微生物學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)的影響，得到產(chǎn)品中殘余的微生物，但具有極好的感觀特性。Donsi 等人(High-Pressure Homogenisation for Food Sanitisation.Proceedings ofthel3th World Congress of Food Science and Technology’Food is Life' , Nantes, 2006年 9 月 17-21 日，1851-1862，do1: 10.1051/IUFoST: 20060497)研究了在 250MPa 下不同的UHPH循環(huán)對(duì)橙汁、蘋果汁和菠蘿汁的影響，評(píng)估了這些被處理產(chǎn)品的微生物滅活和品質(zhì)損失。對(duì)于獲得經(jīng)巴氏滅菌的果汁，因此延長(zhǎng)其保存期限和在4°C下冷藏產(chǎn)品28天而保持其感觀特性來(lái)說(shuō)，UHPH是有效的處理。其它研究者建議加入抗微生物組分以促進(jìn)由UHPH處理制造的微生物滅活。Pathanibul 等人以這種方式(2009.1nactivation of Escherichia coli and Listeriainnocua in apple and carrot juices using high pressure homogenization andnisin.1nternational Journal of Food Microbiology 129，316-320.)研究了向接種了大腸桿菌(Escherichia coli)或無(wú)害李斯特氏菌(Listeria innocua)( 71og ufc/ml)的蘋果汁和胡蘿卜汁中加入乳酸鏈球菌肽(Ο-ΙΟΠ/ml)并用UHPH處理(0_350MPa)，觀察到微生物明顯減少( 51og ufc/ml)但并沒有完全消滅。超均化器的問題在于它們不能靠自身保證食品的滅菌和后續(xù)的包裝在無(wú)菌條件下進(jìn)行。也就是說(shuō)，需要將一系列設(shè)備組合為“系統(tǒng)”，該系統(tǒng)允許滅菌(包括抵抗孢子的破壞)、在無(wú)添加劑或嚴(yán)格控制添加劑濃度的條件下穩(wěn)定、以及包裝在無(wú)菌條件下進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
這里所述的系統(tǒng)和方法允許:(I)對(duì)不同性質(zhì)的可泵送(即使具有熱敏性)食品和產(chǎn)品進(jìn)行處理和保存，在處理結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)無(wú)菌，(2)不使用添加劑(或?qū)⑻砑觿舛冉抵磷畹?實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品穩(wěn)定，(3)避免沉淀，將例如變性和蛋白質(zhì)添加降至最低，(4)由于增強(qiáng)的均化器效果而避免相分離，和(5)由于將熱效應(yīng)最小化，保持被處理食品的原始色澤、口味和香味，這與均化器效果一起實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品滅菌、保證產(chǎn)品的感觀和營(yíng)養(yǎng)特性并解決傳統(tǒng)滅菌和UHT當(dāng)下存在的問題。通過(guò)引入冷卻設(shè)備將通過(guò)超均化器時(shí)食品流體上產(chǎn)生的熱效應(yīng)降至最低，所述冷卻設(shè)備在壓力降低后迅速有效地調(diào)整食品流體的溫度。本文上下文中所用的術(shù)語(yǔ)“商業(yè)無(wú)菌”是指在處理應(yīng)用期間所達(dá)到的條件生產(chǎn)的產(chǎn)品不含會(huì)對(duì)公共健康具有重大影響的活性微生物形態(tài)，和不含對(duì)公共健康沒有重大影響但會(huì)在正常儲(chǔ)藏和分配條件下在食品中自我繁殖的微生物形態(tài)。另一方面，可以理解的是，食品制備和調(diào)整在衛(wèi)生條件下完成，和這些普通食品不含過(guò)量的微生物。商業(yè)無(wú)菌的一個(gè)重要方面是，在最終包裝和滅菌的產(chǎn)品中可以有少量存活的微生物，但當(dāng)產(chǎn)品在合理長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保存時(shí)，微生物不會(huì)生長(zhǎng)，食品將保持安全和可食用。根據(jù)第一方面，提供了通過(guò)超高壓均化(UHPH)對(duì)可泵送食品或其它自然流體滅菌和穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)，該流體與構(gòu)成該系統(tǒng)的材料(主要為不銹鋼)相容。該系統(tǒng)包括下列處理設(shè)備:(I)第一換熱器，其在40-90°C的溫度Tp下對(duì)可食用或不可食用流體進(jìn)行預(yù)熱，所述流體(0_39°C )來(lái)自儲(chǔ)槽；(2)帶有可在高壓下工作的閥的超均化器，將之前加熱到溫度Tp的流體通過(guò)該超均化器在200-600MPa的壓力Pu下引入，由此將流體溫度提高到最終值 Tu，該最終值Tu與溫度Tp和在超均化器內(nèi)施加的壓力Pu成比例；
(3)至少一個(gè)第二換熱器，在該換熱器中來(lái)自超均化器的流體溫度降低到所需的冷卻溫度值 ；，該溫度值取決于最終的產(chǎn)品工藝，和(4)無(wú)菌槽，該槽接收溫度值Te的冷卻流體和流體由這里泵送至(5)無(wú)菌包裝機(jī)。從超均化器閥流出后，流體溫度的最終值Tu保持0.Ι-ls。任選地并且如有需要，可以將流體保持在最終溫度Tu下超過(guò)Is的時(shí)間。在第二換熱器處，所需的流體冷卻溫度值Te取決于工藝。也就是說(shuō)，對(duì)于未膠凝產(chǎn)品冷卻溫度值為20-25°C，和對(duì)于在包裝內(nèi)膠凝的產(chǎn)品如乳蛋糕、布丁等產(chǎn)品冷卻溫度值為 55。。。根據(jù)第二方面，還提供了從連續(xù)系統(tǒng)通過(guò)超高壓均化對(duì)可泵送流體、食品或其它類型流體滅菌和穩(wěn)定的方法，該連續(xù)系統(tǒng)包括:用于預(yù)熱的第一換熱器，經(jīng)預(yù)熱的流體從該第一換熱器送至在200-600MPa下工作的超均化器；第二換熱器，用于冷卻通過(guò)超均化器后的流體；無(wú)菌槽，它接收冷卻的食品，和將食品由這里泵送至無(wú)菌包裝機(jī)?；谒鲞B續(xù)系統(tǒng)，該方法創(chuàng)新地包括如下階段:-子系統(tǒng)的預(yù)滅菌，該子系統(tǒng)包括連接至無(wú)菌槽的超均化器，在該階段中將水引入系統(tǒng)，和將壓力升至300-600MPa，停止超均化器并關(guān)閉流體入口，然后加入水蒸氣直到溫度達(dá)到140°C，保持該溫度30-60min ;通過(guò)蒸氣噴射過(guò)程對(duì)無(wú)菌槽進(jìn)行預(yù)滅菌，直到溫度達(dá)到140°C，保持該溫度30-60min，雙層夾套冷卻，用滅菌空氣通過(guò)過(guò)濾器(0.2-0.4 μ )保持0.4-6巴的正壓力。-一旦系統(tǒng)“運(yùn)行”，也就是說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)在選定的溫度和壓力下以連續(xù)和穩(wěn)定的方式用水運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流體就驅(qū)動(dòng)水并通過(guò)第一預(yù)熱換熱器，在40-90°C的預(yù)熱溫度Tp和200-600MPa的壓力Pu下將流體引入超均化器閥，直到達(dá)到溫度Tu，流體從閥流出后該溫度保持 0.1-1 S。-在超均化器中停留后，通過(guò)制冷換熱器將流體冷卻，其中冷卻溫度根據(jù)產(chǎn)品工藝調(diào)節(jié)為所需值Te。也就是說(shuō)，對(duì)于未膠凝產(chǎn)品冷卻溫度值Te為20-25°C，和對(duì)于在包裝內(nèi)膠凝的產(chǎn)品如乳蛋糕、布丁等產(chǎn)品冷卻溫度值為55°C。然后，將流體送至無(wú)菌槽，再?gòu)倪@里泵送和隨后在無(wú)菌包裝機(jī)中進(jìn)行包裝。該系統(tǒng)除了由于設(shè)計(jì)可以用水蒸氣滅菌外，還可以用傳統(tǒng)的中性清潔劑或與所用材料相容的酶清潔劑進(jìn)行清潔。該系統(tǒng)同時(shí)允許對(duì)液體食品滅菌，破壞微生物生長(zhǎng)形態(tài)和孢子，實(shí)現(xiàn)物理穩(wěn)定(避免組分沉淀和分離如乳液分層)，通過(guò)結(jié)合生物活性組分形成納米膠囊，還可以減少蛋白質(zhì)變應(yīng)原性，并相應(yīng)地保持自然色澤、口味(甚至有所改善)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還具有新鮮的產(chǎn)品外觀。上述內(nèi)容也適用于化妝品和藥物。


為更好地理解本發(fā)明，下面以非限制性實(shí)施例的方式對(duì)具體涉及本發(fā)明實(shí)施方式的附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。圖1顯示了這里所述系統(tǒng)的示意圖，其中以特定順序組合了一系列設(shè)備，并具有對(duì)可泵送流體滅菌的確定條件。
實(shí)施例下面為本發(fā)明的描述性而非限制性的實(shí)施例。出于所有實(shí)施目的，將豆?jié){的UHPH處理作為實(shí)施例，這是因?yàn)榛A(chǔ)產(chǎn)品的制作過(guò)程與傳統(tǒng)過(guò)程并無(wú)區(qū)別。但仍將由IOOkg大豆制作豆?jié){(基礎(chǔ)產(chǎn)品)的過(guò)程描述如下:-對(duì)大豆進(jìn)行清潔和水合(室溫下15h)，-壓碎(80-85°C 持續(xù) 20min)，-通過(guò)膠體磨，-過(guò)濾，和-得到豆?jié){的原始樣品。使用來(lái)自Majesta品種的豆種(Glicine max)通過(guò)所述過(guò)程得到的豆衆(zhòng)組成(平均值(%p/p) ±標(biāo)準(zhǔn)偏差)為:5.78±0.47干物質(zhì)；1.36±0.22總油脂和3.10±0.15總蛋白質(zhì)。在如下最優(yōu)條件下用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法對(duì)原始樣品進(jìn)行處理:a)對(duì)由換熱器(I和4)、超均化器、無(wú)菌槽和無(wú)菌包裝機(jī)組成的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)滅菌，b)將來(lái)自儲(chǔ)槽(2)的豆?jié){通過(guò)第一換熱器(I)預(yù)熱至75°C的溫度Tp，以備其后引入超均化器(3)，c)在超均化器(3)中在300MPa的壓力Pu下對(duì)豆?jié){進(jìn)行處理。在該壓力條件下，豆?jié){在0.5s內(nèi)達(dá)到130-137°C的溫度Tu,d)通過(guò)換熱器⑷瞬時(shí)冷卻至低于26°C的溫度。在本實(shí)施例中使用了兩個(gè)換熱器。e)將冷卻的流體送至無(wú)菌槽(5)，以備其后在無(wú)菌包裝機(jī)進(jìn)行包裝。為證明該系統(tǒng)和步驟取得了對(duì)豆?jié){進(jìn)行超高壓均化處理的最優(yōu)條件(設(shè)想應(yīng)當(dāng)商業(yè)無(wú)菌并具有良好的品質(zhì)特性)，我們提供了計(jì)劃操作的細(xì)節(jié)。對(duì)由相同基礎(chǔ)產(chǎn)品通過(guò)不同條件的UHPH處理和傳統(tǒng)熱處理如巴氏滅菌和UHT滅菌所得到的三種獨(dú)立的產(chǎn)品進(jìn)行比較分析。分析的參數(shù)在產(chǎn)品品質(zhì)中最為突出。處理?xiàng)l件熱巴氏滅菌:95°C /30s，在18MPa下進(jìn)行I階段均化。UHT 處理:142°C /6s，進(jìn)行 2 階段均化(18 和 4MPa)。UHPH:如表 I 所示。表IUHPH測(cè)試條件
處理_入口 I(V)_閥 T(V)_出 口 T(°C)
3 OOMPa 55 127 26 2OOMPa 55 106 26 3OOMPa 65 130 25 2OOMPa 65 111 26 3OOMPa 75 137 25
2OOMPa_75_119_23_微生物學(xué)測(cè)試由于源自其來(lái)源和后處理的原料(大豆)特性，當(dāng)前需要考慮的病菌微生物為生態(tài)學(xué)上對(duì)一些腸桿菌具有強(qiáng)抵抗力的那些，其中一些腸桿菌必須被認(rèn)定為病菌，例如:沙門氏菌屬(Salmonella spp)；一些微球菌，如金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus);酵母和真菌；以及形成孢子的微生物，其中需要強(qiáng)調(diào)的為蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus),這是由于其病菌特征或由于其對(duì)于產(chǎn)品變?yōu)榭莶菅挎邨U菌(B.subtilis)或腸膜芽孢桿菌(B.mesenteroides)的影響。氧化評(píng)估氫過(guò)氧化物的形成在24小時(shí)內(nèi)和在4°C下儲(chǔ)藏15天后對(duì)新鮮樣品進(jìn)行氫過(guò)氧化物測(cè)定。使用Ostdal 等人(2000).H.，Andersen, H.J.和 Nielsen, J.H.(2000).Antioxidative activityof urate in bovine milk.Journay of Agriculture and Food Chemistry48, 5588-5592中所述的方法。脂肪氧合酶(LOX)活性使用Axelrod, B.，Cheesbrough, T.M.和 Laasko, S.(1981).Lipoxygenasefrom soybean.Methods in enzimology.Ed.J.M.Lowenstein.Waltham, Massachusettspp.441-451中所述的操作方法獲得LOX提取物。使用Van der Ven, C., Matser, A.M.和 Van den Berg, R.ff.(2005).1nactivation of soybean trypsin inhibitors andlipoxygenase by high-pressure processing.Journal of Agricultural and FoodChemistry53, 1087-1092中所述的操作方法測(cè)定LOX活性。物理穩(wěn)定性
通過(guò)兩種方法測(cè)定物理穩(wěn)定性:-離心并測(cè)定沉淀物層的重量百分比。-在瓶中對(duì)儲(chǔ)藏(2、5和7天)的沉淀物層定性評(píng)估。粒度在Beckman Coulter LS 13320分析儀中通過(guò)激光分散進(jìn)行測(cè)定,該方法允許檢測(cè)直徑為0.04-2000 μ m的顆粒或液滴。胰蛋白酶抑制劑活性(TIA)使用Guerrero-Beltran, J.A., Estrada-Giron, Y., Swanson, B.和Barbasa-Canovas, G.V.(2009).Pressure and temperature combination forinactivation of soymiIk trypsin inhibitors.Food Chemistryl16,676-679 和Hamerstrand, G.E., Black, L.T.和 Glover, J.D.(1981).Trypsin-1nhibitors insoy products~Modif icat ion of the standard analytical procedure.CerealChemistry58, 42-45中所述的操作方法獲得TIA提取物和進(jìn)行分析。結(jié)果表2豆?jié){中的微生物學(xué)重計(jì)(log UFC/ml，平均值土標(biāo)準(zhǔn)偏差)
權(quán)利要求
1.通過(guò)超高壓均化(UHPH)對(duì)可泵送流體、食品或其它類型流體滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)，特征在于所述系統(tǒng)包括: 第一換熱器，其在40-90°C的溫度Tp下對(duì)來(lái)自儲(chǔ)槽(2)的流體進(jìn)行預(yù)熱； 帶有閥的超均化器(3)，預(yù)熱到溫度Tp的流體通過(guò)所述超均化器在200-600MPa的壓力Pu下引入，由此將流體溫度提高到最終值Tu，該最終值Tu與進(jìn)入閥時(shí)的溫度Tp和所施加的壓力Pu成比例； 至少一個(gè)第二換熱器(4)，在該換熱器中來(lái)自所述超均化器(3)的流體溫度調(diào)整到所需的冷卻溫度值I；； 無(wú)菌槽(5)，它接收溫度值Te的冷卻流體和流體由此由無(wú)菌空氣壓力泵送至無(wú)菌包裝機(jī)，以包裝最終產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1的滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)，特征在于所述溫度最終值Tu保持0.1-1s0
3.權(quán)利要求1的滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)，特征在于對(duì)于未膠凝產(chǎn)品，通過(guò)所述第二換熱器后所述流體冷卻溫度為20-25°C。
4.權(quán)利要求1的滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)，特征在于對(duì)于在包裝內(nèi)膠凝的產(chǎn)品如乳蛋糕、布丁等，通過(guò)所述第二換熱器后所述流體冷卻溫度為55°C。
5.從連續(xù)系統(tǒng)通過(guò)超高壓均 化對(duì)可泵送流體、食品或其它類型流體滅菌和物理穩(wěn)定的方法，所述連續(xù)系統(tǒng)包括: 用于預(yù)熱的第一換熱器(I)，經(jīng)預(yù)熱的流體從所述第一換熱器送至帶有高壓閥的超均化器(3)，其中所述流體在200-600MPa的壓力下引入； 至少一個(gè)第二制冷換熱器(4)，用于降低從所述超均化器(3)流出后的流體溫度； 無(wú)菌槽(5)，它接收冷卻的食品，和食品由此泵送至無(wú)菌包裝機(jī)， 特征在于所述方法包括: -所述系統(tǒng)的預(yù)滅菌階段，所述系統(tǒng)包括連接至無(wú)菌槽(5)的超均化器(3)，在該階段中將水引入所述系統(tǒng)，將壓力升至300-600MPa，停止所述超均化器并關(guān)閉流體入口，然后加入水蒸氣直到溫度達(dá)到140°C，保持該溫度30-60min ;和通過(guò)蒸氣噴射過(guò)程對(duì)無(wú)菌槽(5)進(jìn)行預(yù)滅菌，直到溫度達(dá)到140°C，保持該溫度30-60min，雙層夾套冷卻，用滅菌空氣通過(guò)過(guò)濾器保持0.4-6巴的正壓力， -一旦所述系統(tǒng)在選定的溫度和壓力下以連續(xù)和穩(wěn)定的方式用水運(yùn)行用于流體處理，和通過(guò)第一預(yù)熱換熱器(I)后，流體在40-90°C的溫度Tp和200-600MPa的壓力Pu下引入所述超均化器(3)的閥，由此所述流體達(dá)到溫度Tu，所述流體從所述閥流出后該溫度保持0.1-1s, -在超均化器(3)中停留后，通過(guò)制冷換熱器(4)將所述流體冷卻，其中冷卻溫度根據(jù)產(chǎn)品工藝調(diào)節(jié)為值 ；，然后將流體送至無(wú)菌槽(5)，再?gòu)乃鰺o(wú)菌槽泵送和隨后在無(wú)菌包裝機(jī)中進(jìn)行包裝。
6.權(quán)利要求5的滅菌和物理穩(wěn)定的方法，特征在于對(duì)于未膠凝產(chǎn)品，所述流體冷卻至溫度 Te20-25°C。
7.權(quán)利要求5的滅菌和物理穩(wěn)定的方法，特征在于對(duì)于在包裝內(nèi)膠凝的產(chǎn)品如乳蛋糕、布丁等，所述流體冷卻至溫度Te55°C。
全文摘要
通過(guò)超高壓均化(UHPH)對(duì)可泵送流體、食品或其它類型流體滅菌和物理穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)和方法，包括第一換熱器(1)，其在40-90℃的溫度Tp下對(duì)流體進(jìn)行預(yù)熱；超均化器(3)，通過(guò)它將溫度為Tp的流體在200-600MPa的壓力Pu下引入，由此將流體溫度提高到最終值Tu；第二換熱器(4)，其中它的冷卻溫度調(diào)整為值Te；無(wú)菌槽(5)，它接收溫度為值Te的冷卻流體和從這里由無(wú)菌空氣壓力將流體泵送至無(wú)菌包裝機(jī)，包裝最終產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A61L2/07GK103118555SQ201180041240
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者B·瓜米斯洛佩茨, A·J·特魯何堯梅薩, V·菲拉加特佩雷斯, J·M·蓋貝多特雷, T·洛佩茨佩德蒙特, M·N·布法都納特 申請(qǐng)人:巴塞羅納自治大學(xué)