本發(fā)明公開了一種超聲與熱結(jié)合應(yīng)用于黃酒殺菌的工藝，屬于黃酒生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
黃酒是我國最古老的酒種，與啤酒、葡萄酒一起并稱為世界三大古酒，它是中國的酒之瑰寶，素有“國酒”之美譽。黃酒的釀造歷史悠久而厚重，約在7000年前的仰韶文化時期祖先就已開始釀造黃酒，其傳統(tǒng)的釀酒工藝一直傳承至今。然而時至今朝，由于黃酒釀造技術(shù)長期以來固步自封，曾經(jīng)光輝燦爛的傳統(tǒng)黃酒一度面臨工業(yè)化程度低、銷量不升反降、市場前景堪憂等危機。
目前，國內(nèi)的黃酒企業(yè)對瓶裝酒的滅菌都采用高溫(80～90℃)滅菌法，對成品酒的滅菌方法主要是采用蒸汽加熱方法，這種黃酒的傳統(tǒng)滅菌工藝是沿襲祖先的“煎酒”滅菌方法。殺菌溫度較高，超過了酒精的沸點78.3℃，因而每殺菌一次酒精損耗達4～5％；較高的溫度也會增加黃酒中致癌物-氨基甲酸乙酯的含量，對人體的健康造成影響；黃酒中的蛋白質(zhì)受熱會變性，影響黃酒的營養(yǎng)；80℃以上的殺菌溫度，黃酒的風(fēng)味隨著殺菌時間的延長而變劣。
芽胞桿菌屬實最老，種屬最多的細菌，大多數(shù)都不是致病菌。蠟樣芽胞桿菌可以形成芽胞及生物被膜，可以在工業(yè)殺菌的過程中存活下來，甚至在酒精飲料嚴酷的環(huán)境下也可以生存，是黃酒中最耐熱的微生物，因此，在考慮酒精飲料質(zhì)量及其貨架期應(yīng)將其考慮入內(nèi)。
目前，國際上對一些新型非熱殺菌技術(shù)的研究已進入高潮，超聲場因其獨特的性質(zhì)及規(guī)律，在殺菌研究中引起人們的廣泛關(guān)注，成為國內(nèi)外學(xué)者研究開發(fā)的熱點。超聲波所具有的殺菌效力主要由于超聲波所產(chǎn)生的空化作用，使微生物細胞內(nèi)容物受到強烈的震蕩，從而達到對微生物的破壞作用。但是超聲波作用很難達到實際應(yīng)用所要求的效果。
目前超聲波對黃酒的研究主要集中于超聲處理對黃酒的催陳以及對后發(fā)酵過程的影響，超聲與熱聯(lián)用在黃酒殺菌過程中發(fā)揮的作用還未見相關(guān)報道。
現(xiàn)有的果汁、牛奶等液體食品中，已有超聲與熱聯(lián)用的相關(guān)研究，如青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院的譚海剛采用40kHz超聲波對原料乳進行殺菌，證實超聲波對原料乳中的微生物有殺滅效果，確定了最佳的超聲殺菌條件為：溫度60℃，時間200s，間歇比5∶2。與巴氏殺菌相比，超聲與熱聯(lián)合殺菌在短時間內(nèi)可以達到理想的殺菌效果；且原料乳在儲藏期間內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于巴氏殺菌乳。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院閆坤采用超聲波技術(shù)對液態(tài)奶進行處理，測定其微生物菌數(shù)和品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)隨著超聲波處理時間、溫度及功率的增加，液態(tài)奶中枯草芽孢桿菌和大腸桿菌的殘留率降低，液態(tài)奶經(jīng)功率為1400W、處理溫度60℃、處理時間60s的超聲處理后，枯草芽孢桿菌的殺菌率可達96.77％，大腸桿菌的殺菌率可達100％，均達到巴氏殺菌的效果。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院黃瑞以荔枝汁為原料，研究不同超聲處理條件對酸土脂環(huán)芽孢桿菌(TAB)殺菌效果的影響，表明影響殺菌效果的因素順序為超聲時間>超聲功率>超聲間隔時間，得到的優(yōu)化殺菌工藝條件為：超聲時間7.5min、超聲功率400W、超聲間隔時間5s；在該優(yōu)化殺菌條件下，酸土脂環(huán)芽孢桿菌殺菌率92.25％。比較超聲殺菌和水浴加熱殺菌對荔枝汁品質(zhì)的影響，結(jié)果表明超聲殺菌能夠有效地減少荔枝汁營養(yǎng)物質(zhì)的損失。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種殺菌效果佳、且能最大程度保留黃酒原有風(fēng)味的超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌方法及所用裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌裝置：包括置于恒溫水浴槽中的管道式容器，超聲探頭的端部置于管道式容器中，超聲探頭的端部距離管道式容器底部的距離為管道式容器高度(直徑)的45％～50％(即，約1/2)，管道式容器的兩端分別設(shè)有進料口和出料口；在進料口處設(shè)置進料泵。
本發(fā)明還同時提供了利用上述殺菌裝置進行的超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌方法：在進料泵的作用下，黃酒被泵入至管道式容器內(nèi)，恒溫水浴槽的溫度為70±5℃，黃酒在管道式容器內(nèi)停留的時間為10～60s，超聲頻率為40khz。
作為本發(fā)明的超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌方法的改進：恒溫水浴槽的溫度為70±1℃，黃酒在管道式容器內(nèi)停留的時間為30～60s。
在本發(fā)明中，在黃酒中接種蠟樣芽胞桿菌來進行驗證殺菌效果的實驗。在此實驗中，在黃酒中接種蠟樣芽胞桿菌，使蠟樣芽胞桿菌的濃度為(0.8～1.2)×106cfu/mL；蠟樣芽胞桿菌例如可選用青島海博生物科技的ATCC11778-3。
本發(fā)明采用超聲波可與加熱聯(lián)用的管道式殺菌方法；與傳統(tǒng)熱殺菌相比，超聲與熱聯(lián)用的管道式殺菌方法在保證殺菌效果的同時，可以減少黃酒中酒精揮發(fā)，降低對黃酒各項品質(zhì)和營養(yǎng)的影響，另一方面，減少殺菌時間可以降低能源損耗，起到了節(jié)能、降耗、環(huán)保的重要作用。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。
圖1為本發(fā)明的超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。
一種超聲與熱聯(lián)用的管道式黃酒殺菌裝置，包括置于恒溫水浴槽1中的管道式容器2，恒溫水浴槽1自身帶有溫度探頭和溫度調(diào)節(jié)裝置；該管道式容器2的內(nèi)徑(直徑)為10cm，長度為20cm；超聲探頭3置于整個管道式容器2的長度方向的中間位置處，超聲探頭3的端部距離管道式容器2底部的距離為5cm，即，為管道式容器2直徑的1/2；在管道式容器2的兩端分別設(shè)有進料口和出料口；在進料口處設(shè)置進料泵。進料泵用于控制料液(黃酒)在管道式容器2中的流速，即，用于控制制料液在管道式容器2中停留的時間。
以下實施例1～實施例3、對比例1-1～對比例2-2均利用上述管道式黃酒殺菌裝置裝置進行殺菌。
實施例1、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒(黃酒)9mL，超聲探頭3對應(yīng)的功率為540W、頻率40khz，恒溫水浴槽1的溫度為70±1℃，黃酒在管道式容器2內(nèi)停留的時間為30s。
實施例2、實施例1中的黃酒在管道式容器2內(nèi)停留的時間由30s延長至1min；其余等同于實施例1。
實施例3、將實施例1中的黃酒在管道式容器2內(nèi)停留的時間由30s縮短至10s；其余等同于實施例1。
對比例1-1、將實施例2中的恒溫水浴槽1的溫度由70±1℃改成80±1℃，其余等同于實施例2。
對比例1-2、將實施例2中的恒溫水浴槽1的溫度由70±1℃改成60±1℃，其余等同于實施例2。
對比例2-1、將實施例2中的“超聲探頭3的端部距離管道式容器2底部的距離”由“為管道式容器2直徑的1/2”改成為“為管道式容器2直徑的2/3”，其余等同于實施例2。
對比例2-2、將實施例2中的“超聲探頭3的端部距離管道式容器2底部的距離”由“為管道式容器2直徑的1/2”改成為“為管道式容器2直徑的1/3”，其余等同于實施例2。
將上述管道式黃酒殺菌裝置改成探頭式黃酒殺菌裝置，即，取消位于管道式容器2兩端的進料口和出料口，也相應(yīng)取消在進料口處設(shè)置的進料泵，改用超聲管(直徑3cm)作為黃酒殺菌容器。
以下對比例3～對比例5均利用上述探頭式黃酒殺菌裝置裝置進行殺菌。
對比例3、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，倒入容器內(nèi)，黃酒于70±1℃超聲熱處理30s。超聲探頭3的工藝參數(shù)同實施例2(即，對應(yīng)的功率為540W、頻率40khz)；30s的時間到達后，從容器中倒出。
對比例4、將對比例3中的超聲熱處理時間由30s延長至1min；其余等同于對比例3。
對比例5、將對比例3中的超聲熱處理時間由30s縮短至10s；其余等同于對比例3。
實驗一、殺菌效果：
設(shè)置如下組別：
實驗1#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照實施例1所述工藝進行殺菌；
實驗2#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照實施例2所述工藝進行殺菌；
實驗3#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照實施例3所述工藝進行殺菌。
對比實驗1-1#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例1-1所述工藝進行殺菌。
對比實驗1-2#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例1-2所述工藝進行殺菌。
對比實驗2-1#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例2-1所述工藝進行殺菌。
對比實驗2-2#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例2-2所述工藝進行殺菌。
對比實驗3#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例3所述工藝進行殺菌。
對比實驗4#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例4所述工藝進行殺菌。
對比實驗5#、從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒9mL，接種1×107cfu/mL的蠟樣芽胞桿菌1mL(黃酒中最耐熱的細菌)，混勻，按照對比例5所述工藝進行殺菌。
從黃酒生產(chǎn)線上取得陳化后未殺菌的原酒作為空白對照。
將上述組別分別37℃恒溫培養(yǎng)24h之后計數(shù)，以比較不同的處理方式對黃酒中微生物的影響。
表1、不同處理后平板計數(shù)菌落數(shù)單位：log(CFU/mL)
雖然80℃(對比實驗1-1#)的殺菌效果稍佳，但是能耗高，且對黃酒品質(zhì)影響較大。
由表1的數(shù)據(jù)結(jié)果可見，本發(fā)明的超聲波與熱聯(lián)合的管道式殺菌效果最佳。
實驗二、酒精度的測定：
將實施例1～對比例5以及原酒進行酒精度的測定，測定方法為GB/T13662-2008，將樣品經(jīng)過蒸餾，用酒精度測定餾出液中酒精的含量，對比結(jié)果如下：
表2、不同處理后黃酒的酒精度％
實驗三、感官評定
感官指標的測定：以色、風(fēng)味狀態(tài)為指標，對不同處理的黃酒進行評分。色澤：黃色、琥珀色、褐色；風(fēng)味：具有黃酒香味、香味減弱、有異味；組織狀態(tài)：均一、渾濁
表6、不同處理后黃酒的感官評定
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。