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1、(10)申请公布号 CN 103719999 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103719999 A (21)申请号 201310735325.X (22)申请日 2013.12.28 A23L 2/48(2006.01) A23L 2/42(2006.01) (71)申请人 新疆农业大学 地址 830052 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 农大东路 311 号 (72)发明人 冯作山 严雅慧 热合满艾拉 白羽嘉 黄文书 段继华 陶永霞 (74)专利代理机构 乌鲁木齐中科新兴专利事务 所 65106 代理人 李静 (54) 发明名称 一种果汁杀菌处理的方法 (57) 摘要 本发。
2、明涉及一种果汁杀菌处理的方法， 该方 法将各类经处理后的包装密封的果汁或未包装的 果汁进行冷冻处理， 再进入微波炉中进行微波辐 射处理， 控制微波处理温度不超过 75， 再重复 进行冷冻和微波交替处理， 再进行后序的常规加 工或贮运。 该方法利用冷冻和微波的交替处理， 可 以有效降低果汁中的各类酶活性、 杀灭果汁中绝 大多数微生物， 达到商业无菌的要求。 由于微波处 理温度低能， 很好地保持果汁原有的色泽、 风味、 营养和功效成分， 该方法杀菌效果好， 可用于生产 高品质的果汁产品。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103719999 A CN 103719999 A 1/1 页 2 1. 一种果汁杀菌处理的方法， 其特征在于按下列步骤进行 ： a、 将经过处理后的包装密封的果汁或未包装的果汁在温度 -30 -0的条件下进行 冷冻处理为冻结状态、 冰糊状态或未冻结状态， 其中包装密封的果汁置于冰箱、 冻柜或隧道 式冻结装置中进行冷冻处理 ； 未包装的果汁采用冷热缸、 管式换热器或板式换热器在果汁 流动过程中进行冷冻处理 ； b、 将步骤 a 中的冷冻果汁置于微波加热器中进行微波辐射处理， 果汁解冻， 并升至温 度 30 -75 ； c、 将步。
4、骤 b 处理后的果汁再进行重复步骤 a 的冷冻和步骤 b 的微波辐射的交替处理 2-5 次 ； d、 将步骤c交替处理后的果汁冷却降至温度-10-25， 再进行后序的常规加工或贮 运。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于步骤 a 中所述的果汁为鲜榨果汁、 原果汁、 浓缩果汁或非热力加工的果汁。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于步骤 a 中的包装密封的果汁的包装材质为 玻璃、 塑料或陶瓷。 4.据权利要求1所述的方法， 其特征在于步骤a中经冷冻处理的果汁为冻结状态、 冰糊 状态或未冻结状态。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于步骤b中微波处理控制温度为35-。
5、60。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于步骤 b 中所述的微波加热器为包装密封的 果汁采用箱式微波加热器或隧道式箱型微波加热器 ； 未包装的果汁通过管道送入微波加热 器， 在管道内的流动过程中进行微波处理。 7. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于步骤 d 中果汁冷却降至温度 -5 -10。 权 利 要 求 书 CN 103719999 A 2 1/5 页 3 一种果汁杀菌处理的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种果汁杀菌处理的方法， 尤其是采用冷冻 + 微波交替反复处理果汁 的方法。 背景技术 0002 果汁是新鲜水果经挑选、 清洗、 榨出的水果汁液， 含有丰富的。
6、维生素、 矿物质、 碳水 化合物和膳食纤维， 是水果中最有营养价值的部分， 其色泽艳丽、 香味馥郁， 甜酸适度， 清鲜 爽口， 容易被人体吸收， 在风味和营养上接近于新鲜水果， 素有 “液体水果” 之称。果汁在发 达国家是果品的主要加工形式和主要的消费形式， 也是国际市场上果品加工产品的主要贸 易品种。 随着我国人民生活水平的逐年提高， 人民膳食结构在逐渐发生变化， 对果汁饮料的 需求增加尤其显著， 同时对果汁饮料的质量提出了更高的要求， 天然、 高质量、 健康营养的 纯果汁和浓缩果汁需求增长超过 20%， 逐渐成为我国果汁消费的发展趋势和方向， 有极大的 市场需求量和广阔的发展空间。 000。
7、3 加热是传统果汁生产的重要环节， 主要应用于加热预煮、 浓缩和杀菌等环节。 热杀 菌以其高效安全的特点一直是果汁加工的关键环节和普遍采用的杀菌方法。 加热杀菌的温 度一般在 90以上， 长时间的高温处理导致果汁营养成份损失， 尤其对维生素、 黄酮类等功 效成分破坏最大， 也是导致果汁变味、 变色、 丧失风味特色的主要原因。现代热杀菌出现了 高温短时灭菌 (HTST)、 超高温瞬时杀菌 (UHT) 等杀菌技术， 通过提高杀菌温度 （ 100） 、 缩短杀菌时间的方式， 提高杀菌效率、 减轻高温对食品营养和风味品质的影响和破坏。 但这 些杀菌方式仍摆脱不了高温 （ 100） 对果汁营养和品质的影。
8、响和破坏， 仍无法满足人们 对果汁营养、 色泽和特色风味品质的需求。 0004 非热杀菌技术是近年发展起来的一系列技术， 由于杀菌过程中温度始终保持在较 低的范围内， 食品的色、 香、 味及营养成分变化很小， 成为国内外的研究热点。 非热杀菌是采 用除直接加热之外的物理、 化学、 生物方法对食品微生物进行控制和杀灭的一系列方法的 总称。目前非热杀菌技术主要包括 : 物理杀菌技术如超高压、 辐照 ( 包括紫外线、 放射源辐 照 )、 超声波、 脉冲强光、 磁力、 感应电子和高压脉冲电场技术， 物理除菌技术 （膜过滤除菌） ， 化学杀菌技术 （如二氧化氯、 臭氧杀菌） 以及化学防腐剂的抑菌技术， 。
9、物理化学杀菌技术 （如 等离子体杀菌技术） ， 生物杀菌技术 （如抗菌肤和溶菌酶杀菌技术） 及栅栏技术。 0005 微波是指一种波长在 1mm 1m( 相应频率在 300 MHz 300000 MHz) 的电磁波， 其杀菌机理 ： 食品微生物在微波热效应和非热效应(生物效应)的共同作用下， 蛋白质和生 理活性物质发生变异或破坏， 导致微生物生长发育异常， 甚至死亡。 微波处理既存在明显的 热效应， 也有明显的非热效应， 它是属于热杀菌还是属于非热杀菌目前学术界尚存在较大 的争议， 还没有一个明确的归属。 0006 微波的热效应 ： 当微波在介质内部起作用时， 极性分子如水、 蛋白质、 脂肪、 。
10、碳水化 合物等受到交变电场的作用而剧烈振荡， 引起强烈摩擦而产生热， 当达到一定温度时导致 微生物蛋白质、 核酸等大分子变性或失活。微波非热效应 （生物效应） ： 微波产生的高频电 说 明 书 CN 103719999 A 3 2/5 页 4 场导致微生物膜断面的电位分布改变， 影响细胞膜周围电子和离子浓度， 改变细胞膜的通 透性能， 细胞的正常代谢和生理活动受到干扰破坏， 微生物细胞的生长受到抑制或死亡 ； 虽 然微波量子能量不足以破坏生物大分子的共价键 , 但对维持核酸、 蛋白质等生物大分子高 级结构的氢键、 范德华力、 疏水键、 盐键等次级键具有一定的破坏作用， 可使其松弛、 断裂和 重。
11、组， 导致生物大分子空间结构异常， 干扰或破坏微生物细胞的正常生理功能和繁殖能力 ； DNA、 蛋白质和脂类分子吸收微波能量后， 可引起生物大分子的构象畸变能增加， 使其构象 或结构异常变化， 导致其功能异常或丧失 ； 微波场使微生物生化过程中所产生的大量电子、 离子和其他带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变， 使微生物的生理活性物 质发生变化。上述因素都会影响、 破坏微生物的正常生命活动， 达到抑菌和杀菌的效果。 0007 微波杀菌同时具有热效应和非热效应， 当微波处理温度不超过 50， 部分果汁微 波处理温度不超过 75， 微波产生的热效应对果汁的品质和营养成分影响很小。 000。
12、8 微波非热杀菌效应与介质获取的微波能量有密切关系， 在微波发生器输出能量恒 定的条件， 微波处理时间越长， 介质获得的微波能量越多， 产生的非热杀菌效果就越好。以 水为例分析不同初始温度， 经微波处理达到相同终止温度， 两者所获取的微波能量差异。 如 果水的初始温度为 20， 经微波处理达到终止温度 50， 1kg 水吸收的微波能为 126kJ（水 的比热容 4.2kJ/kg） 。如果水 （冰） 的起始温度为 -20， 经微波处理达到终止温度仍为 50， 1kg 水的升温过程要经历 3 个阶段 ： 水 （冰） 从 -20 0， 吸收微波能为 84kJ ； 从 0的冰变为 0的水 （冰的溶解热。
13、为 334kJ/kg） 吸收微波能 334kJ ； 从 0 50， 吸收微 波能 210kJ。-20的水 （冰） 经微波处理升温到 50， 所吸收的微波总能量为 691kJ， 是初 始温度为 20的水所吸收微波能量的 5 倍。 0009 冷冻食品是目前普遍采用的加工和贮藏食品的方式。食品在冷冻过程中， 微生物 细胞外的水分先结冰， 存在细胞内外的蒸汽压差， 导致微生物细胞内的水分不断外流， 大分 子胶体脱水， 细胞内原生质黏度增加， 蛋白质等生物大分子脱水发生不可逆凝固变性 ； 细胞 脱水过程中， 细胞原生质中无机盐的浓度不断上升， 导致蛋白质沉淀、 变性或发生不可逆的 凝固， 破坏了原生质的。
14、胶体性质， 造成微生物死亡。冷冻还会在微生物细胞内形成冰晶体， 对细胞产生机械破坏作用， 也会导致微生物死亡。 因而冷冻可以抑制或杀死微生物， 冷冻过 程中随温度降低， 微生物的存活率迅速下降， 但冻藏中低温的杀伤效应则比较缓慢， 如果冷 冻和解冻交替重复进行， 对细菌的营养体具有更强的杀伤力。 0010 用微波杀菌的已公开专利和发表文献不少， 具有以下特点， 1） 微波杀菌最终温度 大多高于温度 75 , 如公开号是 CN101049175 “一种能在低温及常压下进行高效杀菌的微 波杀菌机” 中和公开号为 CN1631179 “一种果蔬类罐头食品微波杀菌新工艺” 等几个专利 微波的杀菌温度在。
15、 85 158， 其杀菌温度高， 对食品的组织结构、 风味和营养造成破坏 ； 2） 微波杀菌的初始温度一般为室温 20左右 （常温） ， 如蒲传芬的 “乳化蜂蜜微波杀菌工艺 及其保鲜研究” 和刘丽等人 “豆酱微波杀菌工艺” 中虽然微波杀菌的终止温度在 65左右， 但微波处理的起始温度是常温， 没有采用 5以下的初始温度， 更没从冻结状态开始微波杀 菌处理的 ； 3） 只采用一次微波杀菌处理， 而本发明对果汁采用冷冻 + 微波交替反复多次处 理， 果汁吸收的微波能多， 杀菌效果好， 每次微波处理果汁的温度低， 对果汁的色泽、 风味和 营养成分影响和破坏很小。 说 明 书 CN 103719999。
16、 A 4 3/5 页 5 发明内容 0011 在此本发明目的在于， 提供一种果汁杀菌处理的方法， 该方法将各类经处理后的 包装密封的果汁或未包装的果汁进行冷冻处理， 再进入微波炉中进行微波辐射处理， 控制 微波处理温度不超过 75， 再重复进行冷冻和微波交替处理， 再进行后序的常规加工或贮 运。该方法利用冷冻和微波的交替处理， 达到有效杀灭果汁中的各类酶活性和果汁中绝大 多数微生物， 达到商业无菌的要求。由于微波处理温度低短， 能很好地保持果汁原有的色 泽、 风味、 营养和功效成分， 该方法杀菌效果好， 可用于生产高品质的果汁产品。 0012 本发明所述的一种果汁杀菌处理的方法， 按下列步骤进。
17、行 ： a、 将经过处理后的包装密封的果汁或未包装的果汁在温度 -30 -0的条件下进行 冷冻处理为冻结状态、 冰糊状态或未冻结状态， 其中包装密封的果汁置于冰箱、 冻柜或隧道 式冻结装置中进行冷冻处理 ； 未包装的果汁采用冷热缸、 管式换热器或板式换热器在果汁 流动过程中进行冷冻处理 ； b、 将步骤 a 中的冷冻果汁置于微波加热器中进行微波辐射处理， 果汁解冻， 并升至温 度 30 -75 ； c、 将步骤 b 处理后的果汁再进行重复步骤 a 的冷冻和步骤 b 的微波辐射的交替处理 2 5 次 ； d、 将步骤c交替处理后的果汁冷却降至温度-10-25， 再进行后序的常规加工或贮 运。 0。
18、013 步骤 a 中所述的果汁为鲜榨果汁、 原果汁或浓缩果汁， 最适用于非热力加工制备 的果汁。 0014 步骤 a 中的包装密封的果汁的包装材质为玻璃、 塑料或陶瓷。 0015 步骤 a 中经冷冻处理的果汁为冻结状态、 冰糊状态或未冻结状态。 0016 步骤 b 中微波处理控制温度为 35 -60。 0017 步骤 b 中所述的微波加热器为包装密封的果汁采用箱式微波加热器或隧道式箱 型微波加热器 ； 未包装的果汁通过管道送入微波加热器， 在管道内的流动过程中进行微波 处理。 0018 步骤 d 中果汁冷却降至温度 -5 -10。 0019 本发明所述的一种果汁杀菌处理的方法， 该方法采用的 。
19、“冷冻 + 微波” 交替处理， 能有效杀灭果汁中的酶和微生物。 反复的冷冻处理本身就能对果汁中的微生物产生较大的 杀伤作用， 反复的微波处理也能给予微生物很大的杀伤作用。本发明的特点是创造性地采 用了冷冻 + 微波交替处理果汁方法， 将两者对微生物的杀伤效应叠加起来， 达到有效杀灭 果汁微生物， 实现商业无菌的目的， 由于采用了较低的微波杀菌温度， 可以很好保持果汁的 原有风味、 色泽和营养价值。 本发明的另一技术特点是 ： 虽然微波处理果汁的终止温度比较 低， 但由于初始温度低 （-30 0） ， 果汁吸收的微波能量多， 能最大程度地发挥微波非 热效应的杀菌功效， 有效避免了微波热效应对果汁。
20、品质和营养成分的影响。 0020 微波杀菌同时存在着热效应和非热效应 （生物效应） ， 通常的微波杀菌温度都大 于 80， 微波热效应不但掩盖了微波非热效应， 而且对食品的营养和品质造成破坏。采用 降低微波处理终止温度 （ 75） 的方法， 能显著减少微波热效应对果汁营养和品质的影 响 ； 采用尽可能低的微波处理初始温度 （-30 -0） ， 能延长微波处理时间， 充分发挥微 说 明 书 CN 103719999 A 5 4/5 页 6 波非热效应的杀菌功效。冷冻处理也能对微生物产生一定的杀伤作用， 反复的冷冻处理 能产生比单次冷冻处理好的杀菌效果。本发明充分利用了微波和冷冻对微生物这种杀伤 。
21、效应， 并将两者优势结合起来， 提供一种果汁杀菌的技术方法， 该方法将制备的各类果汁， 在 -30 -0进行冷冻， 再将果汁置于微波加热器中进行微波处理， 控制微波处理温度不 超过 75， 再进行第二次冷冻和微波杀菌处理， 重复果汁冷冻和微波处理过程 2 次 5 次。 通过冷冻降温和微波升温的交替重复处理， 在较低的温度下， 可以有效杀灭果汁中的各类 酶活性和绝大多数微生物， 达到商业无菌的要求。 由于微波处理温度低， 能很好地保持果汁 原有的色泽、 风味、 营养和功效成分， 该杀菌方法可用于生产高品质的果汁产品。 0021 具体实施方式 实施例 1 a、 将经过前处理的鲜杏汁， 用玻璃瓶 （。
22、238ml） 包装密封， 置于冰柜中冻至温度 -25， 使其成冻结状态 ； b、 将步骤 a 的冷冻瓶装杏汁放入箱式微波加热器中进行微波辐射处理， 微波功率 3kw， 微波处理时间为 35min， 处理量为 30 瓶 / 次， 玻璃瓶内杏汁温度为 45 ； c、 将步骤 b 的微波处理杏汁迅速送入冰柜中冷冻， 再重复步骤 a 的冷冻和步骤 b 的微 波进行交替循环处理 3 次 ； d、 将步骤 c 完成冷冻和微波交替处理的杏汁冷却降至温度 0， 按常规方法进行贮藏 即可。 0022 实施例 2 a、 将经过榨汁、 过滤澄清的葡萄汁置于冷热缸中， 搅拌冷冻至温度 -10， 使葡萄汁成 未完全冻结。
23、的冰糊状 ； b、 将步骤 a 的葡萄汁泵入微波加热器内的聚四氟盘管 (3.0cm) 中， 葡萄汁在盘管内 流速为0.025m/s， 流量为64L/h， 微波功率为10kw,葡萄汁流动中接受微波辐射处理30min， 流出微波加热器葡萄汁温度为 60。 0023 c、 将步骤b的解冻升温葡萄汁， 泵入冷热缸中进行搅拌冷冻， 再重复步骤a的冷冻 和步骤 b 的微波进行交替循环处理 4 次 ； d、 将步骤 c 完成冷冻和微波交替处理的葡萄汁泵入冷热缸中冷却降至温度 4， 按常 规方法进行贮藏或后序加工。 0024 实施例 3 a、 将经过非热力加工的浓缩甜瓜汁用 PE 塑料瓶 （360ml） 包装。
24、密封， 在隧道式冻结装置 中冷冻至温度 -30， 使其成冻结状态 ； b、 将步骤 a 的甜瓜汁经输送带送入隧道式箱型微波加热器， 瓶装甜瓜汁随输送带移运 并完成微波辐射处理， 采用微波功率 30kw， 微波处理时间为 15min， 处理量为 360 瓶 /h， PE 塑料瓶内甜瓜汁温度为 35 ； c、 将步骤b的微波处理甜瓜汁， 输送至隧道式冻结装置中再次冷冻， 再重复步骤a的冷 冻和步骤 b 的微波进行交替循环处理 2 次 ； d、 将步骤 c 完成冷冻和微波交替处理的甜瓜汁送入隧道式冻结装置降至温度 -10， 按常规方法进行贮藏。 0025 实施例 4 说 明 书 CN 1037199。
25、99 A 6 5/5 页 7 a、 将经过榨汁、 过滤澄清和非热力加工浓缩石榴汁， 泵入制冷设备的管式换热器中， 在 流动中被冷冻到温度 -15， 使石榴汁成未完全冻结、 可流动的冰糊状 ； b、 将步骤 a 的冰糊状石榴汁泵入微波加热器内的聚四氟盘管 (4.0cm) 中， 石榴汁在 盘管内流速为 0.025m/s， 流量为 113L/h， 微波功率为 20kw, 葡萄汁流动中接受微波辐射处 理 20min， 流出微波加热器石榴汁温度为 50。 0026 c、 将步骤 b 的石榴汁泵入制冷设备的管式换热器中冷冻， 再重复步骤 a 的冷冻和 步骤 b 的微波进行交替循环处理 4 次 ； d、 将。
26、步骤 c 的完成冷冻和微波交替处理的石榴汁在制冷设备的管式换热器， 冷却降至 温度 25， 按常规方法进行贮藏和后序加工处理。 0027 实施例 5 a、 将经过前处理的香梨汁， 泵入制冷设备的板式换热器中， 在流动过程中被冷冻到温 度 0， 香梨汁成为未冻结的粘稠液体状 ； b、 将步骤 a 的香梨汁泵入微波加热器内的 PE 塑料管 (5.0cm) 中， 香梨汁在盘管内 流速为 0.053m/s， 流量为 374L/h, 微波功率为 40kw, 香梨汁在流动中接受微波辐射处理 30min， 流出微波加热器的香梨汁温度为 75。 0028 c、 将步骤 b 经微波处理香梨汁泵入制冷设备的板式换。
27、热器中再次冷冻， 再重复步 骤 a 的冷冻和步骤 b 的微波进行交替循环处理 5 次 ； d、 将步骤 c 的完成冷冻和微波交替处理的香梨汁泵入制冷设备的板式换热器， 冷却降 至温度 10， 按常规方法进行贮藏运输。 0029 实施例 6 a、 将经过前处理的非热力加工浓缩杏汁， 泵入制冷设备的管式换热器中， 在流动过程 中被冷冻到温度 -20， 杏浓缩汁成为未完全冻结、 可流动的冰糊状 ； b、 将步骤 a 的冰糊状浓缩杏汁泵入微波加热器内的 PE 塑料盘管 （=3.0cm） 中， 浓缩 杏汁在盘管内流速为 0.047m/s， 流量为 119L/h, 微波功率为 25kw, 浓缩杏汁在流动中接受 微波辐射处理 25min， 流出微波加热器浓缩杏汁温度为 65。 0030 c、 将步骤 b 的杏浓缩汁泵入制冷设备的管式换热器中冷冻， 再重复步骤 a 的冷冻 和步骤 b 的微波进行交替循环处理 5 次 ； d、 将步骤 c 的完成冷冻和微波交替处理的杏浓缩汁泵入制冷设备的管式换热器， 冷却 降至温度 -5， 按常规方法进行贮藏或后序加工处理。 说 明 书 CN 103719999 A 7 。