一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺
阅读说明：本技术 一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺 (Process for processing bird's nest can through microwave and vacuum pretreatment ) 是由 张怡 范力艺 郑宝东 曾红亮 胡嘉淼 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺,将燕窝原料装进罐头瓶中放在微波真空减菌室内,设定真空度为-0.08～-0.1MPa、微波强度20W/g左右,温度105～115℃,微波真空减菌处理燕窝原料12～15min,处理后灌装糖液,再通过121℃饱和蒸汽杀菌5-10mins,使得燕窝罐头货架存放期保持在6-12个月；本发明通过微波协同真空减菌预处理,达到单一微波或者单一真空条件减菌无法达到的效果；并且微波真空预处理协同传统热杀菌对燕窝罐头品质的破坏远远小于传统罐头热杀菌对食品物料的破坏,此方法极大地保护了产品品质,适宜进一步推广应用。(The invention discloses a process for processing a bird's nest can by microwave-assisted vacuum pretreatment, which comprises the steps of filling bird's nest raw materials into a can bottle, placing the can bottle in a microwave vacuum sterilization chamber, setting the vacuum degree to be-0.08 to-0.1 MPa, the microwave intensity to be about 20W/g, the temperature to be 105 to 115 ℃, carrying out microwave vacuum sterilization on the bird's nest raw materials for 12 to 15min, filling sugar liquor after treatment, and carrying out saturated steam sterilization at 121 ℃ for 5 to 10mins to keep the shelf life of the bird's nest can at 6 to 12 months; according to the invention, the effect that the sterilization cannot be achieved by single microwave or single vacuum condition is achieved through microwave synergistic vacuum sterilization pretreatment; and the damage of microwave vacuum pretreatment and traditional heat sterilization to the quality of the cubilose can is far less than the damage of traditional heat sterilization to food materials, so that the method greatly protects the product quality and is suitable for further popularization and application.)
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体是一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺。
背景技术
燕窝是雨燕科几种金丝燕分泌的唾液及其绒羽混合粘结所筑成的巢穴。主产于马来西亚、印度尼西亚、泰国和缅甸等东南亚国家及我国的福建和广东沿海地带。燕窝含有丰富的糖类、有机酸、游离氨基酸以及特征物质——唾液酸。
燕窝在灌装加工过程中需要进行杀菌灭菌处理，现有常用的杀菌、灭菌方法主要包括微波灭菌方法、高温水循环杀菌方法及蒸汽与压缩空气混合循环气体杀菌方法；上述灭菌方式均存在有缺点，如微波对物料进行杀菌，只能对一般的微生物起到灭杀效果，对罐头指示菌嗜热脂肪地芽孢杆菌杀菌效果较小；高温水循环杀菌方式是将包装食品加热到121℃杀菌、灭菌，其缺点为：在121℃下食品的营养成分遭到很大的破坏与损失，且在长时间较高温度下罐头食品的质构特性有较大的改变，同时还消耗大量的热能；蒸汽与压缩空气混合循环气体的杀菌方式是通过热通风蒸汽灭菌器将包装食品加热到121℃进行杀菌，其缺点为：当循环不充分时，会出现杀菌死角，物品放置要求较严格，且在121℃下食品的营养成分遭到很大的破坏与损失，罐头食品的质构特性有较大的改变；同时还消耗大量的热能。
采用现有常用的杀菌、灭菌方法对燕窝罐头进行灭菌时，灭菌效果较差，同时容易使燕窝中的营养成分遭到很大的破坏与损失。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺，包括如下步骤：
1)将干燕窝原料装进罐头瓶中后，在-0.08～-0.1MPa，105～115℃及800W微波功率下微波真空减菌15min；
2)微波真空减菌后将装有干燕窝原料的罐头瓶灌装糖液，接着盖上瓶盖并在121℃下杀菌5～10mim。
进一步的，每个罐头瓶中装入40g干燕窝。
进一步的，步骤1)中微波真空减菌过程中温度于30～40s内升至105～115℃。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
本发明提供的微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺，在杀灭菌的同时，可以极大地保护了燕窝罐头产品的质构特性和营养价值。通过微波协同真空减菌对杀灭嗜热脂肪地芽孢杆菌的效果远远优于单一微波减菌技术，适宜进一步推广应用。
附图说明
图1为燕窝罐头工艺流程图；
图2为不同参数的微波真空预处理减菌对燕窝原料的嗜热脂肪地芽孢杆菌的Weibull模型示意图；
图3为嗜热脂肪地芽孢杆菌在燕窝汤中的热抵抗能力测定结果示意图；
图4为微波真空预处理减菌下燕窝原料嗜热脂肪地芽孢杆菌DNA凝胶电泳图；
图5微波真空预处理配合高温高压杀菌后产品的质构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺，包括如下步骤：
(1)预处理准备：将拟微波真空预处理减菌的40g干燕窝原料装进罐头瓶中后再放入内车架中，将内车架推入微波真空减菌室中；
(2)抽真空：开启真空泵抽取腔内空气，控制真空度在-0.08～-0.1MPa；试验表明，随着真空度上升，杀菌效果显著提高，但真空度过大会使得水分蒸发过快，导致燕窝样品被破坏，故优选真空度在-0.08～-0.1MPa。
(3)微波真空减菌：设置控制面板设定温度在105～115℃，微波功率800W，微波真空减菌室内温度在30～40s内升到设定温度，并且保持15min；试验表明，微波强度越大减菌效果越好，但是微波强度过大会导致样品被破坏，强度太低减菌效果一般，故优选微波功率800W，微波真空减菌时间为15min。
(4)进气并且停止：关闭微波真空减菌，打开进气阀进气。
(5)121℃高温高压灭菌：取出装有干燕窝原料的罐头瓶，灌装糖液，盖上盖子后置于杀菌釜中121℃杀菌5～10min；通过微波真空预处理减菌后，再进入杀菌釜中进行短时的杀菌，即可达商业无菌要求且可保持产品的食用口感。
试验测试
1、微波真空预处理减菌效果验证
1.1芽孢悬液准备
将活化的嗜热脂肪地芽孢杆菌(ATCC 7953)接种至营养琼脂培养基上，用灭菌曲形棒涂匀，然后在55℃条件下培养。5天后室温培养，在芽胞率达到90％以上时用灭菌勺子刮下芽胞。用灭菌脱脂棉过滤，除去刮下来的琼脂，在试管中用小钢珠震荡使其断链，将嗜热脂肪地芽孢杆菌分散成单个芽胞。将嗜热脂肪地芽孢杆菌在7000rpm下离心15min，倾去上清液，加入蒸馏水重新悬浮，然后离心，重复2次。在90℃水浴中保10min，杀灭繁殖体。然后在7000rpm条件下离心。用蒸馏水将芽胞稀释成10-8浓度的菌液，分装到离心管中备用。
1.2燕窝原料菌载体的制备
称量挑毛后燕窝40g，研磨90s成粉末，分装于15根试管中(2g/管)，牛皮纸、橡皮筋密封，放入压力灭菌容器中121℃灭菌15min，将灭菌的燕窝粉末重新在试管中形成规则的块状作为菌载体。用1mL的移液枪吸取1.1中制得的芽孢悬液0.1mL，接种于试管内的燕窝平面上，接种后的燕窝作为燕窝原料菌载体。
1.3微波真空预处理燕窝原料嗜热脂肪地芽孢杆菌杀菌动力学研究
图2a为1.2中制得的燕窝原料菌载体，在非真空条件下，不同微波功率下的减菌嗜热菌残留率。图2a结果表明，非真空条件下微波对嗜热脂肪地芽孢杆菌的杀菌效果很差，哪怕是在最大功率1600W条件下经过20min的杀菌效果也仅仅为1.5个对数值左右。
图2b为1.2中制得的燕窝原料菌载体，在400w微波功率下，不同真空度下的减菌嗜热菌残留率。图2b结果表明，在较低微波功率(400W)条件下改变真空度对嗜热脂肪地芽孢杆菌几乎没有杀菌效果，甚至出现了微生物增长情况。通过监测发现，低功率条件下物料温度没有上升到限定温度121℃，因此温度没有达到杀灭嗜热脂肪地芽孢杆菌的温度，从而使得杀菌效果较差，并且还因为长时间保温促使嗜热脂肪地芽孢杆菌萌发增长。
图2c为1.2中制得的燕窝原料菌载体，在额定真空度-0.1MPa下，不同微波功率下的减菌嗜热菌残留率。图2c结果表明，在额定真空度-0.1MPa下随着微波功率增大对嗜热脂肪地芽孢杆菌的杀菌效果增大。
图2d为1.2中制得的燕窝原料菌载体，在额定功率800W条件下，不同真空度下的减菌嗜热菌残留率。图2d结果表明，在额定功率800W条件下随着真空度的上升，杀菌效果显著提高。这可能是由于在真空条件下细菌孢子水分活度迅速降低，会导致其热敏感性的增高，从而增强了杀菌效果。因此，真空这种负压机制可能对微波杀菌这种干热杀菌也有显著提升效果。
2、与传统热杀菌工艺对比
2.1燕窝罐头制作工艺
工艺步骤如附图1所示，其中微波真空预处理的微波功率800W(20w/g)，温度为105～115℃，真空度-0.08～-0.1MPa；传统热杀菌(灭菌锅杀菌温度)温度为114℃或121℃。
2.2嗜热脂肪地芽孢杆菌在燕窝汤中的热抵抗能力检测
参照图3，通过测定嗜热脂肪地芽孢杆菌在燕窝汤中的热抵抗能力，从而确定为了达到罐头产品要求的6个对数值的总杀菌数，微波真空预处理配合传统热杀菌相应时间参数如下，微波真空预处理后杀死2个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌(处理时间为12.14min)，还需要配合传统热杀菌杀死4个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌(杀菌时间为13.32min)；微波真空预处理后杀死4个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌(处理时间为14.71min)，还需要配合传统热杀菌杀死2个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌(杀菌时间为6.66min)，由图4得嗜热脂肪地芽孢杆菌在燕窝汤中的D值为3.33min，Z值为10.5。
2.3微波真空减菌对嗜热脂肪地芽孢杆菌DNA的影响
参照图4，将浓度为10-8cfu/ml的嗜热脂肪地芽孢杆菌芽孢液吸取0.1mL接种到燕窝原料上制备成燕窝罐头，按不同杀菌工艺进行处理。1号参照实施例1的方法进行处理，即经过微波真空预处理(处理时间14.71min)后结合传统热杀菌(121℃、6.66min)的燕窝罐头样品，2号未经杀菌处理的燕窝罐头样品，3号传统热杀菌(121℃、19.98min)的燕窝罐头样品。提取样品嗜热脂肪地芽孢杆菌DNA，PCR扩增引物为16S和1942R，可以明显发现1号经微波真空减菌预处理样品条带明显缺失，3号经热杀菌样品条带稍微变暗(如图4所示)。因此，相对传统热杀菌，微波真空减菌预处理结合短时热杀菌对嗜热脂肪地芽孢杆菌DNA有着更强的破坏作用。因此，微波真空减菌预处理结合短时传统热杀菌，通过结合非热作用，有着比传统长时间杀菌更好的效果。
2.4微波真空预处理协同传统热杀菌对燕窝罐头微生物与品质的影响
参照图5，三个样品处理方式如下：将样品在800W真空度为-0.1MPa条件下微波真空预处理完成0对数值、2个对数值、4个对数值减菌之后，再用传统杀菌方法完成总数达到6个对数值的杀菌，其中样品a是先用微波真空预处理灭杀2个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌后(处理时间为12.14min)再使用传统热杀菌完成4个对数值杀菌(处理时间为13.32min)；样品b是先经过微波真空预处理杀死4个对数值嗜热脂肪地芽孢杆菌(处理时间为14.71min)，然后再用传统热杀菌完成2个对数值的杀菌(处理时间为6.66min)；样品c是不经过微波真空预处理只经过传统热杀菌6对数值的样品(处理时间为19.98min)。可以发现样品a和b的硬度(Hardness)、咀嚼性(Chewiness)、回弹力(Resilience)均优于样品c，黏性(adhesiveness)低于样品c。这说明微波真空预处理减菌配合短时间传统热杀菌，可以更好的保护产品品质。
综上，嗜热脂肪地芽孢杆菌是罐头杀菌中的指示菌，综合实际情况本发明使用-0.08～-0.1Mpa真空度，功率800W(20W/g)预处理原料，再结合短时高温高压杀菌，可以达到灭杀微生物同时又保证产品质构特性和营养物质的目的。
通常将罐头产品的腐败率控制在万分之一，用“6D”值来杀死嗜热脂肪地芽孢杆菌，经过测定嗜热脂肪地芽孢杆菌在燕窝汤中的D值为3.33min。因此传统罐头灭杀需要121℃达到19.98mins，目前生产燕窝的厂家也多数按照这种强度进行杀菌，但是使用这种强度的杀菌方法会对燕窝罐头产品品质极大破坏。本发明提供的一种微波协同真空预处理加工燕窝罐头的工艺，在杀灭嗜热脂肪地芽孢杆菌的同时，可以极大地保护了燕窝罐头产品的质构特性和营养价值。从实验结果来看，微波协同真空减菌对杀灭嗜热脂肪地芽孢杆菌的效果远远优于单一微波减菌技术，而该技术还未用于杀菌领域，更没在燕窝罐头领域使用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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