一种椰子水的灭菌工艺的制作方法

1.本发明属于椰子水生产技术领域，具体涉及一种椰子水的灭菌工艺。


背景技术：

2.椰子水是一种纯天然的植物汁水，含有丰富的维生素和蛋白质等多种人体所必需的微量元素，营养丰富具备消肿利尿、美容养颜、改善肠道功能等功效。
3.由于椰子水营养丰富，容易滋生细菌，非常容易腐败变质的特性限制了它的食品领域工业化的前景。食品杀菌技术可分为热杀菌和非热杀菌。热杀菌技术是食品工业普遍采用方法，根据采用温度又分为巴氏杀菌、低温杀菌、高温杀菌和超高温瞬时灭菌。近年来，研究人员开始将目光转向非热力灭菌，非热灭菌包括物理灭菌和化学灭菌两种类型。对于椰子水的灭菌保鲜工艺，国外开始对非热杀菌技术在食品工业中的应用研究进入高潮，其中包括对高压脉冲电场杀菌，是近年来研究最多的非热加工技术之一，它可以在常温下有效地杀灭致病菌、大肠菌群以及各种微生物，它是将待灭菌液态物料采用泵等方式流经设置有高强脉冲电场的处理器，微生物在极短时间内受强电场力的作用后，细胞结构破坏，菌体死亡。但存在着处理装置成本高,作用影响因素复杂，影响原因不明确等问题。另外，传统的热杀菌如巴氏杀菌法也具备较好的效果，但现有的灭菌工艺对于椰子水中存在的氧化酶(过氧化物酶和多酚氧化酶)的灭活效果不理想，此外对于椰子水中富含的vc、总酚等还原性物质有较大的破坏，降低了椰子水的dpph值，使得羟基自由基清除能力明显下降。再者，现有的灭菌工艺，在灭菌的同时会破坏椰子水本身的风味，还会降低椰子水的透明度，影响外观。以上种种因素限制了椰子水的生产、保鲜工艺，影响了椰子水饮料产品的货架期，不利于市场推广。
4.因此，基于非热杀菌方法开发一种新型的灭菌工艺，在实现灭菌的同时，维持有效物质的活性，实现氧化酶的灭活，提高椰子水的口感和外观，对椰子水饮料产品的生产及市场推广具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种椰子水的灭菌工艺，已解决上述现有技术描述的诸多问题之一。
6.为实现上述目的，本发明的方案如下：
7.一种椰子水的灭菌工艺，步骤包括，椰子水经高压二氧化碳预灭菌后，加入还原性保护剂，然后进行低温离子体灭菌处理。
8.根据本发明的实施例，所述高压二氧化碳预灭菌步骤为：在30
‑
40℃下采用高压二氧化碳灭菌10
‑
30min。作为本发明的优选，所述高压二氧化碳压力条件为7
‑
10mpa。
9.根据本发明的实施例，所述低温离子体灭菌步骤为：在60
‑
70kv条件下，低温等离子体灭菌处理20
‑
80s。
10.根据本发明的实施例，所述还原性保护剂为半胱氨酸。作为本发明的优选，所述半
胱氨酸的用量为0.02
‑
0.1wt％。
11.本发明还提供一种椰子水饮料，由以上所述灭菌工艺制备而得。所述椰子水饮料的抗氧化dpph值高于60％。
12.相比现有技术，本发明的有益效果为：本发明提供的灭菌工艺采用高压二氧化碳进行预灭活，结合低温等离子体实现进一步灭菌，同时可实现氧化酶的灭活，避免过氧化物酶和多酚氧化酶残留后对还原性物质的氧化；此外增加的还原性半胱氨酸可以有效防止总酚及vc等还原性物质被氧化，同时半胱氨酸的加入可以有效提升椰子水的风味，提升透明度，进一步提升了椰子水的品质。从而大极大地促进了椰子水饮料产品的生产及市场推广。
具体实施方式
13.为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
14.本发明提供的椰子水灭菌工艺，包括以下步骤：椰子水在30
‑
40℃下，高压二氧化碳条件下灭菌10
‑
30min；然后向椰子水中加入半胱氨酸，在60
‑
70kv条件下，低温等离子体处理椰子水20
‑
60s。可实现包括大肠杆菌、霉菌、酵母菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等活性显著降低甚至灭活，实现灭菌效果，与此同时实现氧化酶的灭活。此外还有效地降低了还原性成分的降解，避免总酚及vc含量的降低，所得椰子水透明度高，风味及口感得到提升，常温下72h内不会发生褐变，极大地提升了椰子水的质量。
15.采用高压二氧化碳处理的目的在于，高压co2的黏度和扩散能力介于液体和气体之间(高压二氧化碳压力大于7mpa)，具备特殊的物理性能改变溶液体系下的微生物外部环境，并干扰微生物细胞表面及内部新陈代谢，从而实现迫使微生物细胞壁破裂或内部代谢功能发生变化，降低了微生物的活性，实现部分灭活。作为本发明的优选，高压二氧化碳灭菌高压条件选择7
‑
10mpa；原因在于，在7
‑
10mpa条件下实现椰子水中微生物活性的部分降低，结合后续低温等离子体的处理实现微生物活性显著降低，实现灭菌效果。此外，高压co2的处理有效地降低了椰子水中的氧含量，可防止还原性物质的氧化，避免产生褐变。
16.本发明加入半胱氨酸的目的在于，提供一种还原性保护剂，使得椰子水在外部条件下优先氧化半胱氨酸，从而保护自身还原性成分如总酚及vc的活性，维持椰子水dpph自由基清除能力，此外还可以提升椰子水的口感及风味。
17.本发明采用低温等离子体处理采用低浓度的双氧水为灭菌介质，目的在于，等离子体产生的氮氧化物、臭氧、羟基自由基、超氧阴离子自由基、过氧化氢自由基等活性粒子作用于c
‑
h，c
‑
n和n
‑
h的蛋白质键上，促使ppo和pod活性的显著降低甚至失活，从而维持椰子水中还原性成分的稳定性。
18.本发明先采用高压co2处理，对微生物进行预灭活，再结合低温等离子体处理，产生活性粒子对微生物进行彻底灭活，两者协同下，不需要使用特高压co2处理，也无需高浓度的灭菌介质、高电压等离子体处理，即可实现灭菌效果。另外采用低温等离子体处理可促使ppo和pod活性的显著降低甚至失活，此外，高压co2处理后效地降低了椰子水中的氧含量，减少了后续还原性物质被氧化的因素；同时加入的半胱氨酸作为保护剂，可以有效的保护椰子水中还原性成分不会被等离子体处理产生的活性粒子氧化，在多种处理措施的协同
下维持了椰子水中还原性成分的稳定性并保证了原有的风味、口感及外观。
19.实施例1.高压二氧化碳条件下椰子水灭菌
20.将同一批次成熟完好的椰子破壳取水，收集椰子水并过滤，4℃下冷藏。30
‑
40℃高压二氧化碳条件(6
‑
11mpa)下，灭菌10
‑
30min。
21.分别检测不同条件下，空白组与灭菌组椰子水微生物指标、理化指标。
22.微生物指标检测方法按照《食品安全国家标准饮料》(gb7101
‑
2015)执行。结果如表1所示。
23.表1：不同高压条件对于椰子水处理后的菌类检测结果
[0024][0025][0026]
由此可见，相比空白组，当压力为6mpa时，微生物活性降低不够显著，当压力升至7mpa时，活性下降明显，当达到10mpa时，可实现活性的显著性降低，选择7
‑
10mpa下的高压条件即可。
[0027]
表2：静置4h后灭菌组及空白组总酚(tpc)的检测结果
[0028][0029]
由表2可见，高压二氧化碳条件下处理椰子水后，在静置4h后，总酚含量明显相对于空白组高出很多，原因在于，高压二氧化碳条件下，椰子水中的溶氧量显著下降，总酚不易被氧化，检出值相对于初始值40.11mg gae/l变化不大。由于总酚不易被氧化，因此高压二氧化碳灭菌后椰子水不会产生明显的褐变，保持澄清透明的外观色泽。
[0030]
实施例2低温等离子体处理条件下灭菌
[0031]
对实施例1条件下高压二氧化碳处理后的椰子水中加入0.02
‑
0.1wt％的半胱氨酸，然后分别进行低温等离子体处理(浓度为10wt％的双氧水溶液为灭菌介质)，条件为60
‑
70kv条件下，20
‑
60s。分别取空白组(新鲜椰子水)，实验组(实施例1方法处理后的椰子水)，对照组1(未经实施例1处理但经低温等离子体处理后的椰子水)及对照组2(实施例1方法处理后的椰子水未加入半胱氨酸，进行低温等离子体处理后的椰子水)对比微生物指标及理化指标。
[0032]
2.1低温等离子体灭菌效果
[0033]
检测不同灭菌时长实验组椰子水微生物指标。微生物指标检测方法按照《食品安全国家标准饮料》(gb7101
‑
2015)执行。结果如表3所示。
[0034]
表3：实验组菌类检测结果
[0035][0036]
表4：对照组1的菌类检测结果
[0037][0038]
从表3、表4中不难看出，实验组采用低温等离子体处理后的椰子水在20s后即可彻底实现微生物的灭活。而对照组1在没有采用高压二氧化碳预灭菌的情况下，菌类的活性依然存在，80s时实现部分菌种的灭活。由此可见，采用高压二氧化碳预灭菌后再进行低温等离子体灭菌效果更好。
[0039]
2.2等离子体处理对椰子水还原性成分的影响
[0040]
空白组(ck)椰子水(新鲜椰子水)总酚含量为40.11mg gae/l，以加入半胱氨酸离子体处理作为实验组，未加入半胱氨酸的椰子水等离子体处理作为对照组，分别测定总酚(tpc)含量，结果见表5所示，由表5可知，对照组等离子体处理后椰子水总酚含量、vc质量浓度均显著逐渐降低，表明等离子体处理会降低还原性成分的含量。
[0041]
表5：等离子体处理不同时长对还原性物质的含量影响
[0042][0043]
实验组总酚含量及vc含量在等离子体处理80s后出现了小幅度下降，原因在于，半胱氨酸被氧化后逐步失去保护剂的功能，还原性活性成分开始被氧化，因此出现下降的趋势。因此在加入0.02
‑
0.1wt％的半胱氨酸保护剂条件下，选择20
‑
60s条件下保证还原性物质的活性。
[0044]
2.3等离子处理对椰子水主要酶活的影响
[0045]
实验组等离子体处理对内源酶(过氧化物酶pod和多酚氧化酶ppo)活性的影响如表6所示。
[0046]
表6：等离子体处理对内源酶活性结果
[0047][0048]
相对于未处理的椰子水而言，等离子体处理后酶活性均显著(p<0.05)降低。随着等离子体处理样品的时间增加，观察到残留的ppo和pod的活性随之显著降低。pod在60s时活性下降至7.5％，接近灭活。
[0049]
2.4等离子体处理对椰子水抗氧化活性的影响
[0050]
新鲜椰子水作为空白组，测定dpph自由基清除能力，dpph自由基清除为60.90％。以加入半胱氨酸离子体处理作为实验组，未加入半胱氨酸的椰子水等离子体处理作为对照组2，分别测定dpph自由基清除能力，结果如表7所示。
[0051]
由表7可知，对照组等离子体处理后椰子水总酚含量、vc质量浓度均显著逐渐降低，表明等离子体处理会降低还原性成分的含量
[0052]
表7：等离子体处理后椰子水还原性成分检测结果
[0053][0054]
表7显示了经等离子体处理后椰子水抗氧化能力的变化趋势，相比于未处理椰子水的dpph值(60.90％)，对照组2的dpph值显著(p<0.05)降低，等离子体处理造成了椰子水dpph自由基清除能力的下降。处理20s后其dpph清除率降低至36.89％，处理40s后其dpph清除率降低至35.13％，但随着处理时间进一步延长，dpph自由基清除率未发生显著变化。可见，等离子体灭菌处理会导致椰子水的抗氧化活性下降，且随着处理时间的延长而降低。抗氧化能力和多酚与vc含量显著相关，因此多酚和vc的降解可能是导致抗氧化能力降低的原因。实验组在加入半胱氨酸后，20
‑
60s内dpph值未发生显著性下降，80s后下降幅度较大，可能的原因在于，随着等离子处理时间延长。保护剂半胱氨酸逐步被氧化后，导致dpph值下降。
[0055]
2.5等离子体处理后椰子水品质对比结果
[0056]
取空白组、实验组、对照组1和对照组2，在4℃下保存72h后，分别检验其口感和外观，对比结果如表8所示。
[0057]
表8：不同条件下椰子水的质量指标比对结果
[0058]
组别口感*颜色透明度
实验组10无色透明对照组15略显褐色出现浑浊对照组28褐色出现浑浊
[0059]
*口感以新鲜椰子水(分值为10)作为对照标准，口感变差则分值递减。
[0060]
从表8中不难看出，实验组保持了新鲜椰子水的原始口感，并且外观品质不受影响。由此可见本发明采取的灭菌工艺在实现灭菌的同时，完好的保留了原始的口感。
[0061]
上述参照具体实施方式对椰子水的灭菌方法进行了详细的描述，但实施实例的描述是说明性而并非限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明技术的实质和范围下的变化和优化，应属本发明的保护范围之内。