具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的采用过热水辅助射频杀菌的香肠加工方法，其采用上述过热水辅助射频杀菌装置，包括以下步骤：

(1)制肉馅：先将肉用水浸泡1～2h且中间换水1～2次；将肉加入适量配菜，混匀后放入搅拌机搅拌制成肉馅，高速10～15s，低速25～40s。

(2)将肉馅制备成香肠：向肉馅中加入调料、淀粉和(或)鸡蛋，混匀静置后，采用胶原蛋白肠衣灌装成香肠；

(3)将肠衣上扎多个孔，然后放入蒸锅以80～90w功率蒸1～1.5h，每20～25min翻身一次，香肠蒸熟后自然冷却，包装；

(4)将包装好的香肠置入密闭的杀菌釜中，对杀菌釜内的香肠采用过热水和射频杀菌组合方式杀菌；其中，过热水温度为110～120℃，射频发生器连接的上极板和下级板间距为180～200mm；加热时间为20～30min，杀菌釜12压力为2～3bar。

上述技术方案：

(1)在传统香肠加工的基础上，使用肉为主原料优选不同淀粉作为辅料并引入食品工业生产中较为少用的胶原蛋白肠衣，整体提升了食品的营养价值。

(2)在传统肉香肠射频杀菌的基础上，辅助以高温、恒温水浴环境，克服了传统过热水的几何中心升温慢、杀菌效率低的短板，从而在保证加热均匀性的基础上，明显提升了肉香肠的升温速率及其杀菌效率，能够在更短时间使物料内部温度达到预期目标，提升了加热效率，降低了物料变质的几率同时得到品质更加优良的产品，尤其适用于含水量较高的肉肠类食品，使其在不添加任何防腐剂的情况下，不但提高了生产效率和产品质量，还延长了产品的货架期。同时，由于其上述优点使其对于各种物料并没有过多限制。

优选的，肉采用陕西独有的秦川牛肉，较佳的，采用后腿肉。

优选的，步骤4中采用过热水辅助射频杀菌装置进行杀菌，过热水辅助射频杀菌装置结构如图1～图5所示。包括过热水杀菌辅助系统A、射频加热系统B和计算机光纤测温系统C。其中：

过热水杀菌辅助系统A包括第一控制面板1、第一控制器、两个耐高温管2、杀菌釜12、纯水管15、储水罐20、冷水循环泵22、热水循环泵23，其中：杀菌釜12内外壁之间为环形空腔，两个耐高温管2分别连接该环形空腔，作为该杀菌釜12环形空腔的介质输入管和介质输出管，纯水管15将储水罐20和杀菌釜12的环形空腔相连通形成一纯水管闭环，纯水管15通过两个耐高温管2连通杀菌釜12的环形空腔；储水罐20内设有用于加热纯水的电加热器24；杀菌釜12的环形空腔的入口处、出口处的纯水管15上分别安装有热水循环泵23和冷水循环泵22。其中，热水循环泵23用于输送储水罐20中的热水进入环形空腔，冷水循环泵用于输送环形空腔的出水至储水罐20，再次进行加热后可以送入杀菌釜12再次使用，从而形成纯水管闭环，实现持续不断地为杀菌釜12提供加热后的纯水。第一控制面板1、冷水循环泵22、热水循环泵23、电加热器24均连接第一控制器；第一控制面板1用于接收操作人员手动操作的控制指令，控制与第一控制器相连的各部件的启闭，从而控制过热水杀菌辅助系统A工作。

优选的，在冷水循环泵22与储水罐20之间的纯水管上设有板式换热器21，板式换热器的另一个通道连接自来水管14；在板式换热器21与杀菌釜12之间的纯水管15上设置有温度传感器，温度传感器和板式换热器21均连接第一控制器。当温度传感器检测到从杀菌釜12输出的纯水温度过高时，温度过高容易对储水罐20的入口造成破坏，此时第一控制器启动板式换热器，板式换热器利用自来水管14送入的自来水为杀菌釜12环形空腔输出的热的纯水降温。如果从杀菌釜12输出的纯水温度在设定阈值内，则无需启动板式换热器，纯水直接由冷水循环泵送入储水罐20，从而对储水罐20形成保护措施。

优选的，两个耐高温管2还连通有压缩空气管16，压缩空气管16的输入端连接压缩机，用于通入纯水杀菌之前对杀菌釜12的环形空腔的空气加压，加压后的环形空腔内的过热水不会快速降温，维持时间更长，能增强杀菌效果。在杀菌釜12的环形空腔入口处的压缩空气管16上设置有控制阀17和压力传感器18，控制阀17和压力传感器18分别连接第一控制器；其中，压力传感器18用于测量杀菌釜12的环形空腔的压力；控制阀17用于在杀菌完成后打开，使得杀菌釜12内的高压气体自然排出。压缩机可采用无油活塞空气压缩机，如ZB100压缩机，由山东宏润空压机科技有限公司出产。

优选的，杀菌釜12为圆柱形容器，能够提高杀菌均匀性、操作方便；杀菌釜12的上盖和底板均采用金属板19(优选铝合金板)，使得杀菌釜12在射频作用下具有更快的加热速率；杀菌釜12的中部容器的材质优选聚四氟乙烯，该材料耐高温高压、适于射频场且价格较低。

射频加热系统B包括箱体、射频发生器(即高频发生器，用于使上下级板工作产生高温)、上极板4、下极板10、第二控制面板6和第二控制器，其中，下极板8安装在箱体底部，上极板4平行安装在下极板10上方，射频发生器与上极板4和下极板10连接；下极板10上放置杀菌釜12。射频发生器、第二控制面板6分别连接第二控制器；第二控制面板6安装在箱体外壁；第二控制面板6接收用户的操作指令并发送给第二控制器，第二控制器控制射频发生器启动，使得射频加热系统B中的上极板4和下极板10之间产生高温，对杀菌釜12内部的物料进行干燥处理。

优选的，为了使物料的杀菌效果更好，通过调节间距来调节功率，从而根据需要提升物料的升温速率，在射频加热系统B箱体底部的下极板10下方设置电机11，电机11通过齿轮连接四个螺杆5的下端，四个螺杆5的上端分别通过螺纹连接上电极板4(或者通过螺纹连接吊装有上电极板4的支架)；电机11连接第二控制器，第二控制器根据第二控制面板6输入的用户指令或者预先设定的间距控制电机11启动带动螺杆5转动，从而带动上电极板4相对于下电极板10上下移动；这样，通过上电极板4和下电极板10之间距离可调，使得置于下电极板10上的杀菌釜12中的物料处于合适的加热位置，提升其升温速率，从而获得更好的杀菌效果。

优选的，上极板4和下极板8采用铝合金板，适用于射频场，使得杀菌釜12在射频作用下具有更快的加热速率。

优选的，耐高温连接管2采用圆柱体塑料通气管道，优选增强钢丝硅胶软管，该材质工作温度范围宽，为-60℃到200℃，且为食品和药典级，无味道、镜面光滑，不会产生任何残留，易于清洗。

优选的，箱体顶部设置有一通风口3，用于非工作状态时对箱体内部空气流通。

优选的，射频加热系统B的箱体底部的下极板10下方设置有电热风机13，下电极板10上均布多个鼓风口26。通过电热风机13将外部空气自下而上经鼓风口最终由通风口3排出，能够降低射频加热系统B加热腔的整体温度，同时降低上电极板4因杀菌操作产生冷凝水的概率，增加过热水辅助射频杀菌过程的安全性。较优的，鼓风口26采用圆形，直径为20～30mm，利于空气通过且提高箱体内空气热量的均匀度从而快速排空热空气。

计算机光纤测温系统C包括测温法兰盘25、测温光纤探头7、光纤测温装置8和计算机9，测温法兰盘25固定在杀菌釜12上，测温光纤探头7安装在测温法兰盘25内且其探头穿过杀菌釜12内壁，用于测量杀菌釜12内的物料内部温度；测温光纤探头7的光纤连接光纤测温装置8，光纤测温装置连接计算机9，计算机9中加载有光纤测温装置8的相关软件，用于控制测温光纤探头7实时测量物料温度。

本发明的装置的工作过程：

(1)打开箱体，将香肠放置于杀菌釜12中(如图4)，固定好杀菌釜12的上下两个金属板19后放置在射频加热系统B的下电极板10上，用两个耐高温连接管2将杀菌釜12环形空腔与过热水杀菌辅助系统A的纯水管15相连通；将测温光纤探头7插入物料，其光纤通过测温法兰盘25连接光纤测温装置8，将光纤测温装置8与计算机9相连接，关箱门。

(2)操作人员通过第一控制面板1启动过热水杀菌辅助系统A，压缩空气通过压缩空气管16对杀菌釜12进行加压处理。第一控制面板1显示杀菌釜12内压力达到要求，操作人员操作开启纯水管使得纯水流入储水罐20，纯水经电加热器24加热到设定温度后，操作人员开启热水循环泵23将加热后的纯水送入杀菌釜12的环形空腔；与此同时，操作人员通过第二控制面板6设置上下极板间距和处理时间，第二控制面板6控制电机11带动四个螺杆5转动调节上极板4和下极板10的间距，然后操作控制射频发生器启动进行过热水辅助的射频加热处理；同时，开启计算机9中光纤测温软件，控制计算机光纤测温系统C对物料进行实时测温。

(3)设定的处理时间到达后，杀菌完成，射频发生器关闭，热水循环泵关闭，冷水循环泵开启；操作人员通过第一控制面板1点击“下一步”，过热水杀菌辅助系统A中的第一控制器控制板式换热器21开启，采用自来水对纯水进行冷却，同时，开启压缩气管16上的控制阀17对杀菌釜12进行自动泄压，使整个系统恢复为常压，待达到常压后，系统自动停止；与此同时，停止计算机9中相关光纤测温软件，计算机9将自动记录实时测温数据；打开杀菌釜12并从中取出物料测定相关指标。

牛肉是重要的优质食物资源，因含有较高的蛋白质和氨基酸等营养物质，牛肉被誉为“肉中骄子”。牛肉中还富含矿物质(钾、锌、镁、铁等)和B族维生素。牛肉中的蛋白质含量大都在20％以上，由人体必需的8种氨基酸组成且比例均衡，在摄食后几乎可全部被人体吸收利用。我国牛肉的附加值非常低，且多为中低端产品，发达国家牛肉加工附加值高达30％～40％，而我国仅为3％～4％。在牛肉制品加工方面，由于存在地域、习惯或文化风俗等方面的局限性，传统工艺已经暴露出了许多和现代营养健康理念冲突的问题，尤其是加工工艺存在严重弊端，影响了牛肉制品的发展，亟待通过科学手段进行工艺改善，延续传统牛肉制品的传承和发展。

采用上述过热水辅助射频杀菌装置对本发明的方法得到的牛肉香肠杀菌时，包括如下操作：

将包装好的香肠放入杀菌釜12中，再将杀菌釜置于下电极板10上，通过第二控制面板6调节上、下电极板间距为165～200mm，香肠高度为65～85mm，香肠直径为25±1mm，物料高度需低于杀菌釜12内腔高度100mm，香肠批量杀菌时，数量5～8根；通过第一控制面板1调节温度范围为100～120℃,时间范围为0～30min，调节杀菌釜12压力1.5～3bar，冷却水温度设为30～40℃，获得牛肉香肠过热水辅助射频杀菌升温曲线。香肠过热水辅助射频加工杀菌动力学测定：根据上述步骤得到最优升温曲线并根据其条件在保温时间为0、10、20、30min，射频极板间距为180mm时进行杀菌试验；比较纯过热水杀菌与过热水辅助射频杀菌的效果，并测得其失活率。香肠过热水辅助射频加工杀菌动力学测定：根据上述步骤得到最优升温曲线并根据其条件在保温时间为0、10、20、30min，射频极板间距为180mm时进行杀菌试验；比较纯过热水杀菌与过热水辅助射频杀菌的效果，并测得其失活率。

实施例1、射频杀菌辅助系统纯水浴加热稳定性及升温速率测定

(1)将牛肉250g去肥油浸泡1～2h(中间换水一次)加入香葱5g、姜5g、胡萝卜10g，混合均匀放入搅拌机搅拌(高速10s、低速30s)得到肉馅；

(2)取出肉馅后加入4g食盐、5g生抽、10g小麦淀粉、10g玉米淀粉、10g土豆淀粉、2g香精、一颗鸡蛋(55±1g)，混匀，静置30min后用胶原蛋白肠衣灌装；

(3)将灌装好的牛肉香肠用牙签扎多个孔，并放入蒸锅以80w功率蒸1h(每20min翻身一次)，蒸好后迅速拿出，自然冷却，用无菌塑料薄膜包装放入冰箱，4℃保藏备用；

(4)采用过热水辅助射频杀菌装置对香肠杀菌，杀菌过程不启动射频发生器，单纯用过热水方式杀菌，包括如下操作：

将空置的物料容器放置在杀菌釜12内，杀菌釜12放置在射频加热系统B的下电极板10上，用耐高温连接管2将装有物料的杀菌釜12与过热水杀菌辅助系统A连接起来，将测温光纤探头7插入物料固定位置并通过杀菌釜12上的测温法兰盘经光纤测温装置8与计算机9相连接。调节上电极板4与下电极板10的间距(＞165mm，足够容下杀菌釜12)。不启动射频发生装置，设定过热水杀菌辅助系统控制面板1参数为，100、110、120℃保温120s，通过光纤测温系统8记录其升温曲线如图3所示。其结果表明：过热水杀菌辅助系统A能够快速且稳定的提供恒温水浴环境，且在使用过程中杀菌釜12无漏气漏水现象，稳定并且安全；过热水杀菌辅助系统A提供的过热水可以在1min内从常温达到所设定的目标温度且在保温阶段稳定(温度误差＜1℃)，冷却阶段进行1min左右可以迅速降到目标温度40℃。

实施例2、牛肉香肠过热水辅助射频杀菌加热稳定性及升温速率测定

将预处理后的物料按照实施例1中放置杀菌釜12，启动过热水杀菌辅助系统A的同时启动射频发生装置B1，调节上电极板4与下电极板10的间距165～200mm，设定过热水杀菌辅助系统控制面板1参数为100、110、120℃保温25min，通过计算机光纤测温系统C记录其升温曲线。通过试验结果得到：上电极板4与下电极板10的间距为180mm，设定过热水杀菌辅助系统控制面板1参数为120℃保温25min，物料高度为85mm时过热水杀菌辅助系统A最为稳定且升温速率快。其结果如图4所示，在过热水杀菌辅助系统控制面板1设定的温度范围内(100、110、120℃)，过热水辅助射频(RF+SW)加热速率明显优于单一过热水(SW)加热速率，且在保温时间25min内，单一过热水加热无法使物料达到目标温度，其中射频杀菌辅助系统1设定的温度为120℃效果最佳，过热水辅助射频加热在820s内物料达到目标温度。

实施例3、过热水辅助射频加工杀菌动力学测定

根据实施例2中得到的最优杀菌工艺条件，将100μL嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢菌悬液注入高度为85mm牛肉香肠冷点(距物料顶端10mm)处，无菌包装好后放入实施例2中放置的杀菌釜12，在过热水杀菌辅助系统控制面板1设定温度为120℃，保温时间为0、10、20、30min，上电极板4与下电极板10的间距为180mm，时进行杀菌试验。其结果如图5所示，当温度低于110℃时，过热水结合射频杀菌效果不明显；当温度为110～120℃时，随着温度的提升，杀菌效果越好；且过热水辅助射频杀菌明显优于单一过热水杀菌效果；当过热水温度为120℃、加热时间为30min、极板间距为180mm、物料高度为85mm时，达到最大杀菌效果，失活率为-2.0622。

经试验，在过热水温度为110～120℃，加热时间为20～30min，杀菌釜12压力2～3bar，上极板和下级板间距为180～200mm，物料高度为80～90的条件下，杀菌效果较好。

综上，本发明将射频与过热水杀菌相结合，克服了传统热水杀菌方式的几何中心升温慢、杀菌效率低的短板，从而在保证加热均匀性的基础上，能够杀菌时间，极大提升了加热效率，能够在更短时间使物料内部温度达到预期目标使食品的微生物指标满足国家标准，尤其适用于含水量较高的肉肠类食品的营养价值及规模化生产具有重要意义。