阅读说明：本技术 一种催化式红外联合脉冲强光的青花椒杀菌方法 (Catalytic infrared combined pulse intense light green pepper sterilization method ) 是由 周存山 夏国华 马海乐 张磊 张玉立 陈书蓓 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明一种催化式红外联合脉冲强光的青花椒杀菌方法,属于食品安全领域。该发明公布了一种催化式红外和脉冲强光联合杀菌技术,克服了单一脉冲强光对青花椒凹凸不平表面杀菌效果差和单一红外对耐热性微生物效果差的缺点,提供了一种过程简单,杀菌面广的高效杀菌技术,无有害物残留,对青花椒品质影响小,解决了目前市售青花椒微生物超标问题,可使青花椒菌落总数和霉菌总数低于1*10<Sup>2</Sup>cfu/g。本发明的青花椒杀菌技术,设备便于设计和改进,可实现青花椒大批量处理,适合工业化生产,具有很大的应用价值。(The invention discloses a catalytic infrared combined pulse highlight green pepper sterilization method, and belongs to the field of food safety. The invention discloses a catalytic infrared and pulsed intense light combined sterilization technology, overcomes the defects of poor sterilization effect of single pulsed intense light on uneven surfaces of green peppers and poor sterilization effect of single infrared on heat-resistant microorganisms, provides a high-efficiency sterilization technology with simple process and wide sterilization range, has no harmful substance residue, has little influence on the quality of the green peppers, solves the problem that the microorganisms of the green peppers sold in the market exceed the standard at present, and can ensure that the total number of bacterial colonies and the total number of moulds of the green peppers are less than 1 to 10 2 cfu/g. The green pepper sterilization technology provided by the invention has the advantages that the equipment is convenient to design and improve, the large-scale treatment of the green peppers can be realized, the green pepper sterilization technology is suitable for industrial production, and the application value is very high.)

一种催化式红外联合脉冲强光的青花椒杀菌方法

技术领域

本发明属于食品安全领域，涉及一种食品的环保杀菌方法，具体涉及一种青花椒的催化式红外和脉冲强光联合杀菌方法。

背景技术

青花椒(Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc)，为芸香科(Rutaceae)花椒属(Zanthoxylum L)植物青椒(Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc)的果实，《中华人民共和国药典》收录，可用于脘腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛、湿疹瘙痒等症状的治疗，在我国应用已有两千多年的历史。《本草纲目》中记载：“花椒，其味辛而麻，其气温而热。入肺散寒，治咳嗽；入脾除湿，治风寒湿痹，水肿泻痢，入右肾补火，治阳衰，溲数、足弱、久痢诸症。”***2002年确认花椒药食两用原料，除具有多种营养物质外，还有独特的药用价值。青花椒除了我国有大量的贸易，传统上还出口日本、韩国、东南亚等国家地区，近年也相继打进了欧美市场。

青花椒在生长环境、采收加工、运输存储等过程中都容易携带或引入大量微生物，影响其品质，而且微生物的代谢产物(如一些毒素)可能还会危害使用者。通过中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)多次的抽检信息公告，不合格食品项目中菌落总数出现的批次占总的不合格批次比例最高。按照国家现行标准GB14891.4-1997要求，香辛料表面菌落总数和霉菌总数低于1.0*10²cfu/g，而市售花椒表面微生物远高于该标准。

目前，对于粒状物料杀菌一直是一个难题，尤其是香辛料。香辛料中挥发性成分是品质优良的重要指标，常用的加热杀菌技术往往导致有香味挥发而降低其品质，因此Co60辐射杀菌被普遍采用。该技术杀菌效果良好，但是难以控制残留，对人体有一定伤害，并且Co60的使用安全风险极高，因此研究者一直致力于寻找替代技术。近些年，脉冲强光和红外杀菌技术由于其绿色环保和快捷的优势，得到了越来越广泛的应用。脉冲强光技术是利用瞬间放电以脉冲的形式激发灯管中的惰性气体，发出强烈的白光，光谱分布与太阳光近似(100-1100nm)，其光强度相当于地球表面太阳光的数千至数万倍，脉冲强光能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀灭微生物。但是脉冲强光穿透力小，仅作用于物料表面，而且不适合凹凸不平的表面。红外加工热辐射率高、热损失小、容易进行操作控制、加热速度快、传热效率高、有一定的穿透力、热吸收率高。缺点是红外对耐热型微生物效果差，长时间使用其热效应极易改变物料性状。

青花椒挥发性成分是其品质评定的主要指标，因此新鲜青花椒采摘后，无法通过高温快速方法进行干燥，历时长，微生物污染比较严重，而且青花椒表面褶皱多，给微生物滋生提供了较好生长环境，严重影响了产品的质量和安全。脉冲强光和红外杀菌技术各有优缺点，脉冲强光技术在饮片状物料表面杀菌有天然的优势，并且可以降解黄曲霉素，而红外杀菌则从饮片内部进行热抗菌，并对霉菌有较好效果。两项技术联用能对青花椒防腐保鲜起到良好效果，解决颗粒状青花椒杀菌的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服青花椒现有杀菌技术杀菌效果差、品质影响大以及有害物残留等不足，提供一种基于催化式红外和脉冲强光联合的高效且绿色环保的杀菌方法。

本发明的一种催化式红外联合脉冲强光的青花椒杀菌方法，按照下述步骤进行：

(1)开启催化式红外设备预热半小时，设置杀菌参数：距离9-25cm，时间1-4min，温度60-80℃；

(2)开启脉冲强光设备，设置杀菌参数：距离9-25cm，频率0.5-1Hz，功率100-500W，闪耀次数10-50次。

(3)将干燥或者新鲜青花椒平铺于无菌托盘，干燥青花椒按照重量先行喷洒约5％无菌水。

(4)打开催化式红外天然气使其温度稳定，将青花椒输送进催化式红外装置处理后，进脉冲强光装置二次杀菌；或者先进入脉冲强光装置处理后，催化式红外二次杀菌。处理过程中，将青花椒抖动翻转。

(5)将处理后青花椒无菌PE袋真空包装。

其中，步骤(4)中物料进入设备可采用机械履带或者人工输送；

其中，步骤(5)处理后的青花椒指菌落总数和霉菌总数低于1*10²cfu/g；

其中，步骤(5)包装材料包括但不限于PE膜。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的青花椒杀菌方法，采用脉冲强光联合催化式红外技术，克服了单一脉冲强光对青花椒凹凸不平表面杀菌效果差的缺点，同时克服了单一红外对耐热性微生物效果差的缺点，提供了一种过程简单，杀菌面广的高效杀菌技术；

(2)本发明的青花椒杀菌方法，采用脉冲强光联合催化式红外技术，提供了一种无有害物残留，对青花椒品质影响小的绿色环保杀菌技术；

(3)利用本发明的处理方法，可使青花椒菌落总数和霉菌总数低于1*10²cfu/g，符合国家现行标准GB14891.4-1997辐照香辛料类卫生标准)；

(4)本发明技术，不仅适用于青花椒杀菌，在表面不平整、有效成分易挥发的农产品的消毒杀菌，同样体现较大优势。

(5)本发明的青花椒杀菌技术，设备便于设计和改进，可实现青花椒大批量处理，适合工业化生产。

附图说明

图1催化式红外设备基本构造图：1-燃气点火开关，2-红外辐射板，3-样品盘，4-压力表，5-压力控制阀，6-燃气开关，7-液化气，8-距离调节阀，9-保温盖；

图2脉冲设备基本构造图：1-控制模块，2-电源开关，3-控制显示器，4-杀菌室，5-风箱，6-灯管，7-托盘支架，8-托盘；

图3脉冲强光联合催化式红外对不同微生物杀菌效果：IR红外处理，PL脉冲强光处理，IR-PL先红外后强光处理，PL-IR先强光后红外处理；

图4脉冲强光联合催化式红外对新鲜青花椒杀菌效果：B空白，IR红外处理，PL脉冲强光处理，IR-PL先红外后强光处理，PL-IR先强光后红外处理；

图5脉冲强光联合催化式红外对干燥青花椒杀菌效果(1)：B空白，IR红外处理，PL脉冲强光处理，IR-PL先红外后强光处理，PL-IR先强光后红外处理；

图6脉冲强光联合催化式红外对干燥青花椒杀菌效果(2)：B空白，IR红外处理，PL脉冲强光处理，IR-PL先红外后强光处理，PL-IR先强光后红外处理。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

以下实施例仅用以详细说明本发明杀菌处理方法而非限制本发明。

实施例1

分别称取25g干燥青花椒于培养皿中，置于高压蒸汽灭菌锅中，在121℃，20min条件下杀菌；分别向其中定量添加1.0mL微生物菌液：初始浓度为大肠杆菌(4.3×10⁷cfu/mL)，枯草芽孢杆菌(1.91×10⁷cfu/mL)，铜绿假单胞菌(4.3×10⁷cfu/mL)，黄曲霉菌(1.2×10⁵cfu/mL)。设置杀菌参数对青花椒进行杀菌处理，脉冲强光条件：闪照20次，脉冲能量400J，频率1Hz，单灯，距离9cm；催化式红外条件：时间120s，距离9cm，温度70℃。杀菌过程中抖动培养皿使青花椒翻转。青花椒杀菌处理后(空白对照不作处理)，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落计数，并计算灭活率。

灭活率(η)＝lgN₀-lgN

式中，N为杀菌后残留的菌数；N₀为未处理空白的菌落数。

结果见图3，联合后对不同菌的灭活效果实现了互补。

实施例2

分别称取25g新鲜青花椒于培养皿中，按照处理方式分为红外处理、强光处理、先强光后红外、先红外后强光处理和不经过杀菌处理(空白)五组，每组3份。设置杀菌参数对青花椒进行杀菌处理，脉冲强光条件：闪照20次，脉冲能量400J，频率1Hz，单灯，距离9cm；催化式红外条件：时间120s，距离9cm，温度70℃。杀菌过程中抖动培养皿使青花椒翻转。青花椒杀菌处理后，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数，结果见图4，联合杀菌青花椒表面后菌落总数和霉菌总数符合国家现行标准GB14891.4-1997辐照香辛料类卫生标准。

实施例3

分别称取25g干燥青花椒于培养皿中，喷洒1.25mL无菌水，按照处理方式分为红外处理、强光处理、先强光后红外、先红外后强光处理和不经过杀菌处理(空白)五组，每组3份。设置杀菌参数对青花椒进行杀菌处理，脉冲强光条件：闪照20次，脉冲能量400J，频率1Hz，单灯，距离9cm；催化式红外条件：时间120s，距离9cm，温度70℃。杀菌过程中抖动培养皿使青花椒翻转。青花椒杀菌处理后，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数，结果见图5，联合杀菌青花椒表面后菌落总数和霉菌总数符合国家现行标准GB14891.4-1997辐照香辛料类卫生标准。

实施例4

分别称取25g干燥青花椒于培养皿中，喷洒1.25ml无菌水，按照处理方式分为红外处理、强光处理、先强光后红外、先红外后强光处理和不经过杀菌处理(空白)五组，每组3份。设置杀菌参数对青花椒进行杀菌处理，脉冲强光条件：闪照30次，脉冲能量500J，频率1Hz，单灯，距离12cm；催化式红外条件：时间120s，距离9cm，温度60℃。杀菌过程中抖动培养皿使青花椒翻转。青花椒杀菌处理后，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数，结果见图6，联合杀菌青花椒表面后菌落总数和霉菌总数符合国家现行标准GB14891.4-1997辐照香辛料类卫生标准。

实施例5

称取25g干燥青花椒于培养皿中，喷洒1.25mL无菌水，设置处理参数对青花椒进行杀菌处理：在距离9cm，温度70℃条件下催化式红外处理120s后，在脉冲能量500J，频率1Hz，单灯，距离9cm条件下脉冲强光闪照30次，杀菌过程中均抖动培养皿使青花椒翻转。青花椒杀菌处理后，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数；按照《中国药典》2015版四部通则中挥发油测定法甲法测定挥发油含量。

对比实施例1

称取25g干燥青花椒于培养皿中，不做杀菌处理，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数；按照《中国药典》2015版四部通则中挥发油测定法甲法测定挥发油含量。

对比实施例2

称取25g干燥青花椒于无菌锥形瓶，置于高压蒸汽灭菌锅中，121℃杀菌20min。青花椒杀菌处理后，按照国家标准GB4789.2-2016和GB4789.15-2016进行菌落总数计数；按照《中国药典》2015版四部通则中挥发油测定法甲法测定挥发油含量。

结果见表1，两种杀菌方法菌落总数和霉菌总数都符合国家现行标准GB14891.4-1997辐照香辛料类卫生标准，高压蒸汽杀菌效果好，但是青花椒挥发油损耗大，低于国家标准GB/T30391-2013二级花椒标准。

表1不同处理方法对干燥青花椒杀菌效果和品质影响