[发明专利]一种液体物料的二氧化碳协同高压非热灭菌方法及灭菌系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种果汁果浆牛奶等液体物料的非热灭菌方法及设备。

背景技术

鲜榨果汁由于含有水果本身的香气成分和风味物质而备受广大消费者的欢迎，但是由于微生物的存在，新鲜果汁的这些特性很容易被破坏，同时果汁中的营养成分被微生物所分解，不仅降低了果汁的营养，而且使果汁的贮存期变短、实用安全性降低。解决果汁类液体食品的微生物污染是食品加工过程中必不可少的操作单元。

目前食品行业通常采用热力杀菌，如：巴氏杀菌、高温短时杀菌、超高温瞬时杀菌、欧姆加热和微波杀菌等。热力杀菌技术的杀菌效果稳定，操作简单，设备投资小，已有悠久的应用历史。但是热力杀菌也会对食品品质带来不利影响，尤其是对热敏成分，会破坏食品的新鲜度、色泽，改变食品的风味，甚至引起不良风味，功能性成分和营养成分也会被破坏，故非热加工技术将成为未来食品行业杀菌钝酶的重要手段。

为此，也有较多的人研究非热杀菌技术，主要是超高压杀菌技术，其需要较高的压力，一般要500～600MPa，不仅对设备要求高，而且操作安全性方面也需特别注意。在果汁牛奶等食品的非热灭菌技术方面，已有中国专利CN101327034A公开了一种液体食品的超临界CO₂灭菌方法，其所述的方法中，二氧化碳需经预处理后成为超临界CO₂，反应釜中的物料也需要提前超临界化。中国专利CN101214081A也公开了一种苹果浊汁的非热杀菌方法，其所述的方法中，采用脉冲式高密度二氧化碳充压保压泄压，需重复操作两次以上，过程中CO₂消耗量较大，泄压过程中CO₂因萃取作用带出的易挥发物质不能忽略。中国专利CN102334716A也公开了一种利用超临界CO₂灭菌的方法，其所述的方法中，在灭菌器内从顶部至底部安装4～6块打孔的不锈钢板，每块不锈钢板上的孔的孔径为0.5～1毫米。孔间距为3～6毫米；控温在40～50℃，然后通CO₂达到8.0～8.5MPa。中国专利CN101579531A也公开了一种液态物料的三相杀菌方法及设备，其所述的方法中，杀菌釜内用固相惰性不锈钢丝、玻璃纤维或陶瓷粒等充填，杀菌采用脉冲式杀菌方法，超临界的CO₂通入杀菌釜内与液态物料充分混合升压升温至预定值，释放压力，反复进行至少两次以上”升压—降压”操作。

但是，发明人在进一步研究过程中发现现有的液体食品非热杀菌技术中还存在如：传统高压非热灭菌法对压力的过高要求，一般都要达到500～600MPa；对于报道较多的超临界二氧化碳灭菌方法均采用CO₂加压，不仅对CO₂供给系统的CO₂压力要求高，而且加压过程中CO₂用量过大；此外，保压完成后泄压过程中，因为超临界CO₂不可忽视的萃取作用，被萃取的易挥发物质会会随CO₂的释放而被带出，往往这些易挥发的物质中大部分都是增加食品天然香气的物质，使食品不能保持原有天然的风味等等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于克服传统高压非热灭菌法对压力的过高要求、超临界二氧化碳灭菌方法CO₂用量过大，供气系统压力过高及泄压过程中易挥发物质的夹带问题，提供一种杀菌效果好，杀菌过程中压力不高，CO₂消耗量少，挥发性物质损失小，最大程度保持果汁、牛奶等液体食品原有风味与营养的液体物料的二氧化碳协同高压非热灭菌方法。

本发明的目的之二在于提供一种能实现上述杀菌方法的杀菌系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种液体物料的二氧化碳协同高压非热灭菌方法由以下步骤组成：

（1）将待灭菌的液体物料升温至32～50℃并保温，常压下从液体物料底部通入CO₂气体，鼓泡至CO₂气体在液体物料中的饱和浓度达到43.60%～62.98%；

（2）将饱和过CO₂的液体物料泵入杀菌釜中灭菌处理，杀菌釜的装液量达70～95%，通入CO₂气体，升温至32～50℃，泵入清汁，当杀菌釜内压力达到10～300MPa后，保温保压15～50min，至完全灭菌；

（3）将灭菌后的液体物料进行冷凝，泄压，缓冲后无菌灌装。