一种低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置及其方法与流程

本发明涉及发酵装置，具体为一种低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置及其方法。

背景技术：

1、发酵风味腌腊肉制品是指在人为控制条件下，利用微生物或酶的发酵作用，使肉发生一系列生物化学变化及物理变化，从而形成具有特殊风味和质地的肉制品，随着消费者对健康饮食需求的日益增长，低盐腌腊肉制品逐渐成为行业研发的重要方向，低盐发酵能够降低产品中的钠含量，现有技术中已有多种腌腊肉制品发酵设备，例如，中国专利cn202211378087公开了一种基于微生物发酵的风味腊肉专用自动发酵设备，该设备在发酵罐内设置有腊肉悬挂机构，在悬挂机构下方设置有接种液喷头，通过升降机构带动喷头升降以实现对腊肉的均匀接种，发酵罐内壁还固定连接有电加热组件、温度传感器、湿度传感器，通过温度传感器和电加热组件等使发酵罐内发酵温度维持在预设范围内。

2、然而，上述现有技术仍存在以下不足，首先，现有发酵设备的监测对象集中于温度、湿度、压力、ph值等物理化学环境参数，缺乏对发酵腔室内空气微生物浓度的实时检测能力，低盐条件下，盐的抑菌作用被削弱，杂菌（特别是霉菌和腐败菌）污染风险升高，由于无法实时感知杂菌污染风险，当杂菌侵入时已发展到一定规模，此时再进行干预难度大且效果差，其次，现有技术在工艺设计阶段在设置温度湿度等参数时，通常是设定在预设范围内，且发酵过程中并不根据杂菌污染风险的实时变化进行动态调整，这种参数控制方式难以应对低盐发酵过程中杂菌污染的突发性和渐进性特征，最后，现有发酵设备的杂菌防控手段较为单一，通常在发酵前进行一次性灭菌处理，发酵过程中缺乏杂菌防控能力，一旦杂菌在发酵中期侵入，缺乏干预手段，因此，如何在低盐腌腊肉制品发酵过程中实现对杂菌污染风险的实时感知和防控，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置，包括：

3、发酵腔室，用于容纳待发酵的腌腊肉制品；

4、空气微生物采样器，设置于所述发酵腔室内，用于采集所述发酵腔室内的空气样本并输出表征杂菌污染风险的检测信号；

5、多级响应控制模块，与所述空气微生物采样器信号连接，用于接收所述检测信号，并根据所述检测信号与预设的至少两级杂菌风险阈值的比较结果，输出相应的栅栏调控指令；

6、栅栏因子执行单元，与所述多级响应控制模块控制连接，用于接收所述栅栏调控指令并执行对应的栅栏调控动作，所述栅栏调控动作包括物理栅栏调控、化学栅栏调控和生物栅栏调控中的至少一种。

7、优选的，所述空气微生物采样器包括：

8、采样管路，一端伸入所述发酵腔室内部，另一端连接有抽气泵；

9、快速检测培养基承载机构，设置于所述采样管路的管路上，用于承载快速检测培养基以捕获空气中的微生物；

10、图像采集模块，设置于所述快速检测培养基承载机构处，用于周期性采集所述快速检测培养基上的菌落图像；

11、图像分析模块，与所述图像采集模块信号连接，用于对所述菌落图像进行图像识别处理，统计菌落数量并识别菌落形态，以生成所述检测信号。

12、优选的，所述栅栏调控指令包括维持常规发酵的调控指令、一级响应调控指令、二级响应调控指令和三级响应调控指令；

13、所述栅栏因子执行单元包括紫外循环风组件，所述紫外循环风组件设置于所述发酵腔室的内壁，用于在接收到所述一级响应调控指令时将紫外功率提升至预设功率档位，并持续运行预设时间。

14、优选的，所述栅栏因子执行单元还包括天然抑菌剂雾化喷淋组件，所述天然抑菌剂雾化喷淋组件包括：

15、抑菌剂储液罐，设置于所述发酵腔室的外部；

16、雾化喷嘴，设置于所述发酵腔室的内部顶端，通过供液管路与所述抑菌剂储液罐连通；

17、计量泵，设置于所述供液管路上，用于在接收到所述二级响应调控指令时将所述抑菌剂储液罐中的天然抑菌剂溶液经所述雾化喷嘴雾化喷入所述发酵腔室内。

18、优选的，所述天然抑菌剂溶液为质量百分比浓度为预设范围的茶多酚溶液或乳酸链球菌素溶液。

19、优选的，所述栅栏因子执行单元还包括：

20、新风管路，与所述发酵腔室连通，用于向所述发酵腔室引入新风；

21、封闭阀门，设置于所述新风管路上，用于在接收到所述三级响应调控指令时切断所述新风管路；

22、二氧化碳供气组件，与所述发酵腔室连通，用于在接收到所述三级响应调控指令时向所述发酵腔室内通入二氧化碳，将所述发酵腔室内的氧气浓度降低；

23、高浓度菌液喷淋组件，设置于所述发酵腔室内部，用于在接收到所述三级响应调控指令时向所述腌腊肉制品表面喷淋优势发酵菌液。

24、优选的，所述多级响应控制模块还包括栅栏强度指数计算单元，所述栅栏强度指数计算单元用于根据当前生效的各栅栏因子执行单元的调控动作计算栅栏强度指数；

25、当所述栅栏强度指数达到预设的安全栅栏强度阈值时，所述多级响应控制模块抑制所述天然抑菌剂雾化喷淋组件的启动。

26、本发明还公开了一种低盐腌腊肉制品的微生物发酵方法，采用所述的低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置，包括如下步骤：

27、步骤s1：将待发酵的腌腊肉制品悬挂于发酵腔室内，启动发酵；

28、步骤s2：通过设置于所述发酵腔室内的空气微生物采样器周期性采集所述发酵腔室内的空气样本，对采集到的空气样本进行快速培养，并通过图像采集与识别获取表征杂菌污染风险的检测信号；

29、步骤s3：多级响应控制模块接收所述检测信号，并将所述检测信号与预设的至少两级杂菌风险阈值进行比较；

30、步骤s4：根据比较结果，所述多级响应控制模块输出相应的栅栏调控指令；

31、步骤s5：栅栏因子执行单元接收所述栅栏调控指令并执行对应的栅栏调控动作，所述栅栏调控动作包括物理栅栏调控、化学栅栏调控和生物栅栏调控中的至少一种；

32、步骤s6：重复执行步骤s2至步骤s5，直至发酵结束。

33、优选的，所述步骤s3中预设的杂菌风险阈值包括安全阈值、警戒阈值和危险阈值，所述安全阈值小于警戒阈值，所述警戒阈值小于危险阈值；

34、所述步骤s4中，

35、当所述检测信号小于所述安全阈值时，所述多级响应控制模块输出维持常规发酵的调控指令；

36、当所述检测信号大于等于所述安全阈值且小于所述警戒阈值时，所述多级响应控制模块输出一级响应调控指令；

37、当所述检测信号大于等于所述警戒阈值且小于所述危险阈值时，所述多级响应控制模块输出二级响应调控指令；

38、当所述检测信号大于等于所述危险阈值时，所述多级响应控制模块输出三级响应调控指令。

39、优选的，所述多级响应控制模块还包括发酵阶段自适应单元，所述发酵阶段自适应单元用于根据当前发酵进程所处的发酵阶段动态调整所述安全阈值、警戒阈值和危险阈值的取值；

40、在发酵前期，将所述警戒阈值下调至第一设定值；在发酵中后期，将所述警戒阈值上调至第二设定值，所述第一设定值小于所述第二设定值。

41、本发明的技术效果和优点：

42、1.该低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置，通过设置空气微生物采样器实时采集发酵腔室内的空气样本并输出表征杂菌污染风险的检测信号，通过多级响应控制模块将检测信号与预设的至少两级杂菌风险阈值进行比较并输出相应的栅栏调控指令，通过栅栏因子执行单元根据调控指令执行对应的栅栏调控动作，实现了对低盐腌腊肉制品发酵过程中杂菌污染风险的实时感知、分级判断与动态干预的闭环控制，解决了现有发酵设备缺乏杂菌实时检测能力和动态防控能力的技术问题。

43、2.该低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置，通过设置紫外循环风组件在一级响应时提升紫外功率、天然抑菌剂雾化喷淋组件在二级响应时喷淋天然抑菌剂、二氧化碳供气组件和高浓度菌液喷淋组件在三级响应时协同执行切断新风、降氧和生物占位操作，构建了物理栅栏、化学栅栏和生物栅栏协同作用的多级递进式栅栏防控体系，使装置能够根据杂菌污染风险等级逐级增强干预强度，既避免了灭菌对正常发酵的干扰，又能在杂菌爆发时提供优于现有技术的组合干预手段。

44、3.该低盐腌腊肉制品的微生物发酵装置，通过栅栏强度指数计算单元根据当前生效的各栅栏因子执行单元的调控动作计算栅栏强度指数，并在栅栏强度指数达到预设的安全栅栏强度阈值时抑制天然抑菌剂雾化喷淋组件的启动，避免了多栅栏因子叠加导致的过度干预；同时通过发酵阶段自适应单元根据当前发酵进程动态调整杂菌风险阈值的取值，在发酵前期收紧阈值实现预防、在发酵中后期放宽阈值避免过度频繁干预，实现了发酵全过程杂菌防控的精细化与自适应调节，提升了装置对不同发酵阶段的适配能力。