粉碎辛香料微波殺菌工藝

吳素玲，孫曉明，陳文華，金敬紅

(1. 南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京210042; 2. 浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院，浙江 金華 321001)

粉碎辛香料微波殺菌工藝

吳素玲1，孫曉明2*，陳文華1，金敬紅1

(1. 南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京210042; 2. 浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院，浙江 金華 321001)

分別選用功率為18 kW的YQ2G-03型實(shí)驗(yàn)室專用微波殺菌設(shè)備，功率為18 kW的YQ18S-03型隧道式生產(chǎn)用微波殺菌設(shè)備針對(duì)辣椒粉和五香粉開展殺菌試驗(yàn)，建立了粉碎辛香料微波殺菌工藝。研究結(jié)果表明：加入5%水的辣椒粉在78 ℃殺菌4～6 min細(xì)菌殺菌率為93%以上；加入10%水的辣椒粉在78 ℃殺菌4～6 min細(xì)菌殺菌率為99%以上；加入5%～10%水的五香粉在78℃分別殺菌4～8 min細(xì)菌殺菌率均為99%以上。選用微波殺菌工藝加工后細(xì)菌總數(shù) ≤ 10 000 cfu/g，未檢出大腸桿菌。加水10%殺菌6 min的辣椒粉和五香粉樣品，常溫下置柜中存放10年，其感官性狀和組織狀態(tài)未有明顯變化，菌落總數(shù)較低，達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

辣椒粉；五香粉；微波；殺菌

我國(guó)是辛香調(diào)味料資源大國(guó)，其品種數(shù)和產(chǎn)銷量均居世界前列，是辛香調(diào)味料生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)；辛香調(diào)味料在居家飲食和餐館烹調(diào)方面均起到重要的作用。在過去，減菌、殺菌措施跟不上，加工程度也較落后市售辣椒粉的細(xì)菌含量有的高達(dá)8×105cfu/g。隨著人民生活水平的提高，對(duì)食品衛(wèi)生要求不斷提升，提出了細(xì)菌含量的要求，特別是出口，像日本等國(guó)對(duì)進(jìn)口香辛料的要求一般為細(xì)菌總數(shù)≤5 000 cfu/g，大腸菌群為陰性。因此必須提高辛香調(diào)味料深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

20世紀(jì)90年代，食品殺菌的方法已出現(xiàn)了熱力殺菌、化學(xué)殺菌、輻照殺菌、微波殺菌、超高壓殺菌等多種方法。國(guó)際上微波技術(shù)20世紀(jì)40年代則開始在食品工業(yè)中應(yīng)用和研究[1-2]，微波具有熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)及穿透性[3]，所以微波殺菌具有在達(dá)到同樣效果的情況下殺菌溫度較低、能最大程度地保持食品的色香味和有效成分并不會(huì)產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，殺菌均勻徹底,產(chǎn)品安全可靠,保存期長(zhǎng)[4]。21世紀(jì)以后，在國(guó)內(nèi)微波殺菌在很多食品中得以應(yīng)用，均得到傳統(tǒng)殺菌方式所不能比擬的良好效果[5-9]。但調(diào)味粉通常還采用輻照滅菌[10-11]，但輻照會(huì)改變食物味道并對(duì)人體有害。就粉碎辛香料來說微波殺菌法成為廣大食品生產(chǎn)者的首選殺菌法[12-13]。

微波殺菌效果處決于微波的設(shè)備和微波工藝，如果使微波設(shè)備同上下游設(shè)備聯(lián)機(jī)操作，可在常溫常壓條件下進(jìn)行在線殺菌的優(yōu)勢(shì)，這將是其它常用殺菌方法所無法比擬的。21世紀(jì)初我國(guó)食品生產(chǎn)上微波設(shè)備開始有研制[14]，但調(diào)味粉食品中可達(dá)到較好的殺菌效果(殺菌率超過90%)的微波設(shè)備少之又少； 2006年，南京永青食品高新技術(shù)發(fā)展有限公司成功研制出一種隧道式生產(chǎn)用微波殺菌設(shè)備和一種實(shí)驗(yàn)室專用微波殺菌設(shè)備。我們先采用實(shí)驗(yàn)室專用微波殺菌對(duì)辣椒粉和五香粉進(jìn)行殺菌工藝研究，再在隧道式生產(chǎn)用微波殺菌設(shè)備試驗(yàn)，結(jié)果比較令人滿意。

1 材料及儀器設(shè)備

1.1 主要材料

辣椒粉，部分由天津天源食品有限公司和石家莊華田食品有限公司提供，部分由市場(chǎng)購(gòu)得；五香粉，由市場(chǎng)購(gòu)得。

1.2 主要儀器與設(shè)備

YQ2G-03型臺(tái)式微波殺菌機(jī)(南京永青食品高新技術(shù)發(fā)展有限公司，實(shí)驗(yàn)室專用，見圖1)；

YQ18S-03型隧道式粉狀食品微波殺菌設(shè)備(南京永青食品高新技術(shù)發(fā)展有限公司，中試車間及生產(chǎn)用，見圖2)；電子稱、超凈工作臺(tái)等。

圖1 YQ2G-03型實(shí)驗(yàn)室專用微波殺菌設(shè)備

圖2 YQ18S-03型隧道式粉狀食品微波殺菌設(shè)備

YQ2G-03型臺(tái)式微波殺菌機(jī)的基本參數(shù)：微波工作頻率為(2 450±10)MHz； 額定輸出微波功率為1.8 kW(偏差范圍±5%)，內(nèi)設(shè)兩個(gè)日本松下磁控管，處理箱的上下各設(shè)置一個(gè)以提高被處理物品上下受處理的均勻性，電源輸入視在功率≤ 2.7 kVA； 電源輸入電壓：?jiǎn)蜗啵?20 V(偏差范圍±5%)；設(shè)備寬度×厚度×高度為600 mm×660 mm×760 mm；紅外測(cè)溫、電腦控制殺菌溫度和時(shí)間?？扇我庠O(shè)定殺菌溫度并可準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)檢測(cè)產(chǎn)品的溫度，可在0～99 min的范圍內(nèi)任意設(shè)定殺菌時(shí)間，到時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)并蜂鳴提示，可為試驗(yàn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)性好。

YQ18S-03型隧道式粉狀食品微波殺菌設(shè)備的基本參數(shù)：微波工作頻率為2 450 MHz；額定輸出微波功率為18 kW(偏差范圍±5%)；電源輸入視在功率≤ 27 kVA；電源輸入電壓為五線三相，380 V(偏差范圍±5%)；微波泄漏量符合國(guó)家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和本公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

各產(chǎn)品的微波殺菌效果除了適合的微波設(shè)備還需合適的工藝技術(shù)。生產(chǎn)技術(shù)主要包括產(chǎn)品可耐受的殺菌溫度、恒溫殺菌的時(shí)間、產(chǎn)品的水分及產(chǎn)品的輸送方式等。根據(jù)我們以往進(jìn)行的研究，認(rèn)為在殺菌溫度確定后恒溫殺菌時(shí)間和樣品的含水量是影響殺菌效果的關(guān)鍵因素。

2.1 耐受的最高溫度試驗(yàn)

試驗(yàn)確定樣品可以耐受的最高溫度，在此溫度下，殺菌后產(chǎn)品的色、香、味、外觀應(yīng)基本正常。

將原始和加水10%的辣椒粉和五香粉按每組150g的量，放入一平底塑料容器內(nèi)，保持樣品厚度為0.8～ 1 cm，在小設(shè)備電腦上設(shè)定76 ℃、78 ℃、80 ℃、82 ℃、84 ℃進(jìn)行殺菌，發(fā)現(xiàn)恒溫1分鐘后80 ℃以上組底部已有輕微變色或結(jié)塊，而76 ℃、78 ℃組正常。1分鐘時(shí)加入的水尚未蒸發(fā)完。因此控溫在78 ℃以下為宜。

2.2 殺菌時(shí)間和產(chǎn)品的水分對(duì)殺菌效果的影響

相同的溫度下恒溫殺菌的時(shí)間和產(chǎn)品的水分對(duì)微波殺菌效果具有十分重要的影響。我們對(duì)恒溫殺菌的時(shí)間設(shè)計(jì)為8min、6 min、4 min；產(chǎn)品的水分設(shè)計(jì)為0%、5%、10%。根據(jù)該兩因素進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)為試驗(yàn)組為9組，對(duì)照組1組，具體方案為：試驗(yàn)1、2、3組為原始樣在78 ℃(預(yù)試驗(yàn)確定的樣品最高耐受溫度)下分別殺菌8 min、6 min、4 min；試驗(yàn)4、5、6組為噴入5%的水后在78 ℃分別殺菌8 min、6 min、4 min；試驗(yàn)7、8、9組為噴入10%的水后在78 ℃下分別殺菌8 min、6 min、4 min；對(duì)照組沒經(jīng)過殺菌的原始樣。

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)每組樣品量為150g，放入一平底塑料容器內(nèi)，保持樣品厚度為0.8～1 cm，打開微波殺菌機(jī)，將塑料容器放在轉(zhuǎn)盤的中央，在電腦控制面板上設(shè)定殺菌溫度和時(shí)間。

按小設(shè)備確定的合適參數(shù)送入大設(shè)備電腦進(jìn)行試驗(yàn)。殺菌后將樣品裝入塑料袋封口送檢感官檢驗(yàn)、菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌計(jì)數(shù)、水分指標(biāo)。

2.3 效果檢驗(yàn)

由江蘇野生植物制品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心和南京市衛(wèi)生防疫站(南京市疾病預(yù)防控制中心)根據(jù)國(guó)家《食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 微生物部分》和《食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 理化檢驗(yàn)部分》進(jìn)行。檢驗(yàn)項(xiàng)目為感官檢驗(yàn)、菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌計(jì)數(shù)、水分。

2.4 長(zhǎng)期存放后效果試驗(yàn)

取塑料袋密封好的加水10%、殺菌6 min的辣椒粉和五香粉樣品，常溫下置柜中長(zhǎng)期存放，每隔半年及1年取樣觀察外觀及菌落總數(shù)的檢測(cè)。

3 結(jié) 果

3.1 辣椒粉微波殺菌效果

辣椒粉微波殺菌效果見下表1。

表1 辣椒粉檢驗(yàn)結(jié)果

注：表中“—”代表色、香、味、感官性狀沒有任何變化；表中數(shù)據(jù)為兩次測(cè)定的平均值。

3.2 五香粉微波殺菌效果

五香粉檢驗(yàn)結(jié)果見下表2。

表2 五香粉檢驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表2

組別殺菌時(shí)間(min)感官菌落總數(shù)結(jié)果(cfu/g)殺菌率(%)大腸菌群結(jié)果(MPN/100g)殺滅率(%)霉菌計(jì)數(shù)結(jié)果(cfu/g)殺滅率(%)水分含量(%)加水10%8—100099．8<30100<101005．356—120099．7<30100<101006．804—190099．6<301005598．08．21

注：表中“—”代表色、香、味、感官性狀沒有任何變化；表中數(shù)據(jù)為兩次測(cè)定的平均值。

3.3 長(zhǎng)期存放后效果

長(zhǎng)期存放后的辣椒粉和五香粉經(jīng)檢測(cè)結(jié)果見下表3。

表3 長(zhǎng)期存放檢驗(yàn)結(jié)果

注：表中數(shù)據(jù)為兩次測(cè)定的平均值。

4 小 結(jié)

(1)根據(jù)試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，辣椒粉和五香粉的微波殺菌溫度宜控制在78℃。在該溫度下各組市售辣椒粉微波殺菌6 min時(shí)感官性狀完全正常，色、香味和組織狀態(tài)未有明顯變化，香味溢出不明顯。而8 min時(shí)則出現(xiàn)了輕微變色，故在該溫度下辣椒粉的殺菌時(shí)間宜控制在6 min為宜。而五香粉78 ℃、8分鐘時(shí)感官性狀完全正常，故其殺菌時(shí)間可設(shè)定為6～8 min。溫度的選擇需要根據(jù)物料的耐溫特性，不同物料由于所含的揮發(fā)油成分不同而存在差異。增加微波加熱時(shí)間，均能夠提高殺菌效率，但時(shí)間的延長(zhǎng)，也容易使芳香物質(zhì)較多損失，并影響產(chǎn)品的成色。

(2)在感官性狀不變的情況下辣椒粉6 min各組的細(xì)菌殺菌率為92.3%～99.5%，大腸菌群各組的殺滅率均100%，霉菌的殺滅率為99.1%～99.7%；五香粉8 min (最高)各組的細(xì)菌殺菌率為94.0～99.8%，大腸菌群各組的殺滅率均100%，霉菌的殺滅率為99.3%～100%；五香粉的殺菌率高于辣椒粉與其含水量較高和殺菌時(shí)間較長(zhǎng)有關(guān)。

(3)在同等溫度下微波殺菌率與殺菌時(shí)間有關(guān)，殺菌時(shí)間赿長(zhǎng)，殺菌率赿高，當(dāng)超過6 min后，殺菌率提高的速度變慢，有的甚至沒有變化。這應(yīng)該與水分赿來赿少也有關(guān)。

(4)在同等溫度和殺菌時(shí)間下，在本次試驗(yàn)樣品含水量的范圍內(nèi)樣品水分越高，殺菌率越高。各種物料的適宜含水量基本在12%～20%。低含水量使殺菌效率下降，并增加芳香性物質(zhì)的揮發(fā)，高含水量的物料，需要增加微波功率的輸入，同時(shí)殺菌后物料出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。因此，對(duì)不同的物料，需要進(jìn)行水分調(diào)整。

(5)根據(jù)試驗(yàn)，我們看到經(jīng)有效微波殺菌后的辣椒粉和五香粉在常溫暗處放置情況下，可以長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)霉、不變色、不結(jié)塊；菌落總數(shù)也不高，達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

5 展 望

未經(jīng)前處理的物料，往往帶有較多的微生物，如貯藏時(shí)間較長(zhǎng)微生物的活動(dòng)也可能產(chǎn)生一些次生代謝物質(zhì)，盡管可以通過微波解決,但需要復(fù)水再干燥，且需要較長(zhǎng)的微波殺菌時(shí)間，則會(huì)影響辛香調(diào)味料的品質(zhì)。因而微波殺菌，適宜作為后道殺菌環(huán)節(jié)，需要前道工序(清洗、熱殺菌等)的配合。

隧道式微波殺菌設(shè)備，可以和生產(chǎn)線上連接安裝在車間，使用十分方便。通過同上、下游設(shè)備的聯(lián)機(jī)運(yùn)行，進(jìn)行常溫常壓條件下的辛香調(diào)味品在線殺菌操作。改變分散、繁瑣的前處理工序組合，提升辛香調(diào)味料的深加工水平，促進(jìn)調(diào)味品生產(chǎn)的現(xiàn)代化，為實(shí)現(xiàn)調(diào)味品前處理設(shè)備的聯(lián)動(dòng)化和生產(chǎn)操作的自動(dòng)化，起到革命性的作用。這是目前其它常用殺菌方法所無法比擬的。該微波殺菌技術(shù)還可用于其他行業(yè)如中藥制藥及粉體食品的殺菌。

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MicrowaveSterilizationProcessoftheCrushedSpices

Wu Suling1, Sun Xiaoming2*, Chen Wenhua1, Jin Jinghong1

(1.Naning Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants，Nanjing 210042, China;2. Xingzhi College, Zhejiang Normal University，Jinhua 321001, China)

Chili powder and five-spice powder were used to carry out sterilization test with two microwave sterilization equipments. The microwave sterilization processes of the crushed spices were established in the laboratory and production. In this study, the YQ2G-03 laboratory special equipment with power of 18 kW and YQ18S-03 tunneling production with the power of 18 kW were used in tests. The results showed that the bactericidal rate of chili powder with 5% water was more than 93% for sterilization 4-6 min at 78 ℃. 10% water added chili powders were sterilized 4-6 min at 78 ℃, and the bacterial bactericidal rate could exceed 99%. The bactericidal rate of five-spice powder with 5%-10% water was more than 99% for sterilization 4-8 min at 78 ℃. After processing of microwave sterilization process, the total number of bacteria was less than 10 000 cfu / g andE.coliwas not detected. Sterilizing for 6 min with 10% water, the chili powder and five-spice powder samples could be deposited for long-term at room temperature. Stored for 10 years, its sensory traits and tissue status could not change significantly and the total number of colonies was low that could achieve food hygiene standard.

chili powder; five-spice powder; microwave; sterilization

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.06.017

2017-04-12

吳素玲(1963—)，女，研究員，主要從事食品開發(fā)。

*通訊作者：孫曉明(1964—)，男，研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)副產(chǎn)品加工。E-mail：sunxm64@163.com

S573

A

1006-9690(2017)06-0075-05