一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法

摘要

本发明公开了一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法，包括以下步骤：选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4℃条件下预冷后运回实验室，将花椒颗粒盛放于聚丙烯塑料盒中；将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置；开启射频设备中的热风循环，热风温度为50℃，将设备中自带的温度传感器插入花椒中，监测花椒的加热温度和均匀性；加热后将花椒转移至不锈钢筛盘中，继续干燥；采用本发明的方法可以控制微生物带菌量，能够降低菌落总数、大肠菌群和霉菌的含量。

说明书

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体地说，涉及一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法。

背景技术

花椒是一种具有较高经济价值的香料植物， 在中国具有2000多年的栽培和应用历史，其枝叶和果实可作为调味品，且具有一定的药用价值。在食品、药学、化工等领域均显示出较好的发展潜力。

新鲜花椒的水分含量高，大多在每年7-8月成熟，采摘期较短，且采摘时期高温多雨，在运输和储藏过程中花椒极易腐败变质。因此花椒通常干制后销售，是一种典型的低水分食品。目前国外发生多起因香辛料受微生物污染引起的食品安全事件，且在全球贸易系统中，花椒种植和收获的地点与消费地点在地理位置上相距甚远，可能通过一系列漫长而复杂的产品供应链到达消费者手中，受到微生物污染的风险也随之提高。一些致病菌、霉菌和孢子能够处于低代谢的休眠状态，产生对不良环境的耐受性，从而能够在干燥的花椒中存活较长时间，且对温度有较高的耐受性。虽然花椒作为香辛料在日常烹饪和食品加工中的添加量较少，但会被添加到各种高水分含量的食物中，尤其是不经过热加工的即食食品，在适宜的水分和温度条件下微生物能够复苏、繁殖甚至产生毒素并对人体的健康造成威胁。不少学者也对不同地区销售的花椒做了微生物污染调查，发现花椒微生物污染情况不容乐观，存在一定的食源性风险。因此对于花椒的进行微生物风险防控也是保证消费者健康的重要环节。

花椒的传统干燥工艺为晾晒、阴干、火炕干燥和烘房干燥，通常在开放性场所进行，对于设备和管理的要求较小，生产成本小，但晒场所需要的面积较大，容易受到泥土、杂质和操作人员等带来的污染，并且受温度、湿度等气候影响较大，如遇阴雨天，则会造成产品发霉、色泽劣变等不利影响。并且晾晒和阴干的干燥时间长且干燥过程和速率无法人为控制，在相对粗放和露天的环境下，其质量安全得不到相应的保障。在工业化生产中应用的热风干燥、微波干燥和真空干燥工艺，对于花椒的质量控制多集中在感官和理化指标，缺乏科学有效的管理方法对花椒微生物安全进行监控，使得花椒微生物质量良莠不齐，从而导致潜在的食品安全问题。

射频（Radio frequency）是一种频率介于1~300MHz之间的高频电磁波。在一定强度的电磁场作用下，可穿透物体内部使被加热物料中的分子极化，激发电离子迁移，从而完成电能向热能的转换，最终产生加热物体的效果。在加热的过程中可同时实现杀虫、灭菌及钝化酶的活性，保障产品的质量安全。常见的射频加热系统主要为平行极板式射频加热系统，主要由射频发生装置、平行电极板和控制器组成，能够通过控制平行电极板之间的距离调整射频穿透强度。射频加热设备也能联立热风或传输带进一步开发成为射频热风干燥或连续进场的干燥模式，实现自动化流水线式的生产。因此，射频加热在农业、食品、医疗和材料加工业均具有良好的应用前景，也被认为是最具潜力的传统热处理代替技术之一。但电极板之间的电磁场分布、物料位置、物料厚度、物料的均匀度与加热过程中食品介电因子的损耗均可能降低加热均匀性，从而降低食品热处理的效率，局部过热则会引起食品品质损坏，因此射频加热均匀性是射频加热技术在食品、农产品加工应用中应当首要解决的问题。目前将射频应用于花椒微生物控制的研究较少，且并未追踪对处理过程中花椒携带的微生物数量的变化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法，从新鲜花椒原料控制入手，进行花椒的微生物控制，有效解决了现有花椒干燥技术应用过程中，对花椒微生物控制不重视、加热效率慢、功能因子损耗多的问题，改善花椒的微生物质量，提高花椒的加工转化价值。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法，包括以下步骤：

步骤1、选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4℃条件下预冷后运回实验室，去除枝叶、杂质和品质劣变的花椒颗粒后，将花椒颗粒盛放于洁净的聚丙烯塑料盒中；

步骤2、将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置；

步骤3、调整射频加热设备的极板间距、加热时间，开启射频设备中的热风循环，热风温度为50℃，将设备中自带的温度传感器插入花椒中，监测花椒的加热温度和均匀性；

步骤4、加热后将花椒转移至不锈钢筛盘中，放入50 ℃的热风干燥箱中继续干燥。

可选地，所述步骤1中的聚丙烯塑料盒的尺寸为181 mm*128 mm*88 mm。

可选地，所述步骤1中装入丙烯塑料盒中的花椒的料层厚度为60 mm-80mm。

可选地，所述步骤3中射频加热设备的上下极板间距可为105mm-115mm；射频加热设备的加热时间为160s-200s。

可选地，所述步骤3中花椒加热后的温度不低于50℃，并在升温后维持时间不低于12.5min。

可选地，所述步骤4中不锈钢筛盘的尺寸为500mm*500mm*100 mm，孔径为4 mm。

可选地，所述步骤4中料层厚度5 mm。

可选地，所述步骤4中花椒需干燥至水分含量低于10%，水分活度低于0.65，其中，水分活度是在25℃条件下测量。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

采用本发明的方法可以控制微生物带菌量，能够降低菌落总数、大肠菌群和霉菌的含量。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种基于射频辅助热风干燥的花椒灭菌方法，包括以下步骤：

步骤1、选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4 ℃条件下预冷后运回实验室，去除枝叶、杂质和品质劣变的花椒颗粒后，将花椒颗粒盛放于洁净的181 mm*128 mm*88 mm聚丙烯塑料盒中，用于射频加热；

其中，装入丙烯塑料盒中的花椒的料层厚度为60 mm-80mm；

步骤2、将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置。

步骤3、调整射频加热设备的极板间距、加热时间，开启射频设备中的热风循环，热风温度为50℃，将设备中自带的温度传感器插入花椒中，监测花椒的加热温度和均匀性，使花椒加热后平均温度不低于50℃，并在升温后维持时间不低于12.5min；温度维持时间低于12.5min将达不到良好的灭菌效果。

其中，射频加热设备的上下极板间距可为105mm-115mm；射频加热设备的加热时间为160s-200s；

步骤4、加热后将花椒转移至大小为500mm*500mm*100 mm，孔径为4 mm的不锈钢筛盘中，料层厚度为5 mm，放入50 ℃的热风干燥箱中继续干燥；花椒需干燥至水分含量低于10%，水分活度低于0.65（25℃条件下测量）。

实施例1

选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4 ℃条件下预冷后运回实验室，去除枝叶、杂质和品质劣变的花椒颗粒后，将花椒颗粒盛放于洁净的181 mm*128 mm*88 mm聚丙烯塑料盒中，料层厚度60mm。将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置。设定射频加热设备的上下极板间距为115mm，加热时间为180s，将温度传感器插入花椒中，开始射频加热。在此条件下，花椒加热后的最低温度为51℃，最高温度为60℃，平均温度为56.6℃。在射频中维持该温度12.5min后，菌落总数由4.30 log CFU/g下降至3.15 log CFU/g。将加热后的花椒转移至大小为500mm*500mm*100 mm，孔径为4 mm的不锈钢筛盘中，料层厚度约5 mm，放入50 ℃的热风干燥箱中继续干燥，10 h后花椒的水分含量降低至9.12%，水分活度为0.63。

本实施例1的菌落总数由3.15log CFU/g下降至2.41 log CFU/g。

实施例2

选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4 ℃条件下预冷后运回实验室，去除枝叶、杂质和品质劣变的花椒颗粒后，将花椒颗粒盛放于洁净的181 mm*128 mm*88 mm聚丙烯塑料盒中，料层厚度70mm。将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置。设定射频加热设备的上下极板间距为110mm，加热时间为200s，将温度传感器插入花椒中，开始射频加热。在此条件下，花椒加热后的最低温度为59.4℃，最高温度为74.7℃，平均温度为67.7℃。在射频中维持该温度12.5min后，菌落总数由4.30 log CFU/g下降至1.53log CFU/g。将加热后的花椒转移至大小为500mm*500mm*100 mm，孔径为4 mm的不锈钢筛盘中，料层厚度约5 mm，放入50 ℃的热风干燥箱中继续干燥，10 h后花椒的水分含量降低至 7.68%，水分活度为0.59。

本实施例2的菌落总数由1.53 log CFU/g下降至1.49 log CFU/g。

实施例3

选择色泽鲜艳，香气浓郁，无机械损失，大小均匀的成熟花椒，采摘后散去田间热，置于4 ℃条件下预冷后运回实验室，去除枝叶、杂质和品质劣变的花椒颗粒后，将花椒颗粒盛放于洁净的181 mm*128 mm*88 mm聚丙烯塑料盒中，料层厚度80mm。将装有花椒样品的聚丙烯塑料盒放入射频加热设备上下极板的中心位置。设定射频加热设备的上下极板间距为105mm，加热时间为160 s，将温度传感器插入花椒中，开始射频加热。在此条件下，花椒加热后的最低温度为59.3℃，最高温度为68.8℃，平均温度为61.1℃。在射频中维持该温度12.5min后，菌落总数由4.30 log CFU/g下降至1.80 log CFU/g。将加热后的花椒转移至大小为500mm*500mm*100 mm，孔径为4 mm的不锈钢筛盘中，料层厚度约5 mm，放入50 ℃的热风干燥箱中继续干燥，10 h后花椒的水分含量降低至8.37%，水分活度为0.62。

本实施例3的菌落总数由1.80 log CFU/g下降至1.67 log CFU/g。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。