[发明专利]液态可食物品加工中的高压脉冲灭菌方法

说明书

本发明属于食品消毒灭菌类，具体地是对液态类可食物品的消毒灭菌方法。

啤酒、酱油、牛奶及一些营养口服液等各种液态食品，其中含有腊样芽胞、大肠杆菌、酵母菌等细菌，为保障人民的身体健康，在这些液态食品的加工过程中必须有一杀菌工序。现在比较通用的杀菌方法是巴氏消毒的方法，这种高温杀菌虽能起到杀菌效果，但却破坏了食品中的营养成分，因此寻求一种有效的低温灭菌方法很有必要。

高压脉冲放电是一早就有的技术，以往都用在检验电气设备的绝缘及核工业等方面。日本曾研究过高压脉冲杀灭液体中细菌的方法（ISH-89，29.02），但他们只是停留在实验室阶段，作了一般的论述，未见任何应用方面的详细叙述。他们杀菌的机理是放电击穿细菌细胞，使细胞膜的半渗透性功能发生不可逆的损坏，从而造成细胞的死亡。这从图9可清楚显见，酵母细胞有击穿的空洞，从而使细胞膜丧失了半渗透性。

本发明的目的是要研究出一种在常温下用高压脉冲技术杀灭液态食品中的细菌的方法，采用本方法，可将细菌细胞粉碎，使之死亡，而液态食品中不产生任何对人体有害的自由基等物质，营养成分无任何改变。

本发明的目的是以下述方式实现的：液态食品加工中的高压脉冲灭菌方法，它是利用一台高压直流发生器对高压电容器充电，由旋转电极和放电间隙串联后跨接在高压电容器的高压侧及地之间，由旋转电极的断通，使高压电容器通过放电间隙在液态食物中形成高压脉冲放电，杀死其中的细菌。

下面参照附图详述本发明的内容。

图1  本发明电气原理图

图2  电极系统示意图

图3  高压脉冲的波形

图4  脉冲次数与灭菌率的关系

图5  放电电容量与灭菌率的关系

图6  酱油处理前后自由基测定的结果

图7  去离子水中腊样芽胞处理前的电镜观测结果

图8  去离子水中腊样芽胞处理后的电镜观测结果

图9  日本对去离子水中酵母细胞处理后的电镜照片

参照图1，高压电容器由高压直流电源充电至适合试样的电压后，再通过旋转电极，使图2所示的试样中的电极间隙放电，放电产生如图3所示的高压脉冲波形。

当试样为去离子水、自来水、饮料、啤酒等导电率较低的液体时，放电直接在试液中发生;当试样为NaCl溶液、酱油等导电率较高的液体时，应将放电间隙置于导电率低的液体中，用可传递压力的薄膜将两液体分隔，使之放电顺利发生。

食品在制造、加工、保藏及销售过程中，都有可能受到食品微生物的污染而影响食品质量。微生物种类繁多，其生长繁殖条件、对外界抵抗力各不相同，为全面了解本发明方法对微生物的作用，我们根据微生物在食物中的分布及对外界环境抵抗力的大小，选择了由湖北省卫生防疫站提供的腊样芽胞杆菌（4001株）、大肠杆菌（8099株）以及啤酒酵母等实验菌株。并按国家标准（GB4789.3-84、GB478.14-84及GB4789.15-84）的操作规定制备菌液和检测灭菌效果。

为探求高压脉冲放电与灭菌效果之间的关系，我们首先对散布在去离子水中的腊样芽胞的灭菌效果进行了试验。试验条件（下同）为电压20～30kV，电容量为8200pF～32800pF，脉冲次数为60～300次。

脉冲次数和放电电容量与灭菌效果之间的关系如图4、图5所示。从图中可见，随着脉冲次数和放电电容量的增大，灭菌率相应提高，灭菌率可高达90%以上。

脉冲放电在导电率高的液体中难以发生，灭菌效果也会受到影响。其实验结果如表1所示。