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一种大颗粒果酱的欧姆杀菌方法与流程

花匠小妙招
2025-05-18 08:18

一种大颗粒果酱的欧姆杀菌方法与流程

1.本发明涉及食品领域，具体涉及一种大颗粒果酱的欧姆杀菌方法。

背景技术：

2.近年，果粒酸奶正在成为新潮流，除了酸奶本身的口感，消费者越来越追求食用酸奶时咀嚼果粒所带来的满足感，各种果粒酸奶也应运而生。伊利果果昔、蒙牛大果粒、新希望酸奶果食、味全满足点都是果粒酸奶的代表产品。
3.当前添加颗粒的酸奶产品越来越受到消费者青睐，但目前市场上的颗粒酸奶产品由于受限于杀菌技术，多数以添加椰果复配果酱的形式替代真实果粒，主要原因在于，现有杀菌技术无法使真实大果粒在杀菌后仍能保持其完整性和口感。
4.传统杀菌技术存在以下问题：传统的管式(直管或盘管)杀菌通过热的管壁与产品之间进行热传导，热传递是通过温度差逐级地从热源，到热水或者蒸汽，再传递给产品。热水和不锈钢管壁需要更高一些的温度，才可以实现温度的传递。因此，在这个过程中，不可避免地，靠近管壁的部分产品会过热，而大部分流体食品对于热非常敏感，在临界温度时，非常小的温差就可能会对口味、颜色和营养物质的稳定性等产生非常不好的影响。此外，在生产过程中，不稳定的热源会造成更多的管壁结垢现象。

技术实现要素：

5.本技术的发明人发现，采用欧姆杀菌技术可以使真实大果粒在杀菌后仍能保持其完整性和口感。欧姆杀菌是采用电极，将低频交流电(例如50～60hz的低频交流电)直接导入食品物料，由食品本身的介电性质而使食品内部产生热量，从而达到杀菌目的。大多数颗粒果酱包含大量的水和可溶性盐，因而可以通过电极进行导电，当电解质接触电极，溶液中的正离子会向电极的负极迁移，负离子会向正极迁移；而在交流电的情况下，离子会双向移动，而不产生沉积，通过离子之间的碰撞以及离子与分子之间的碰撞，产生摩擦力而迅速升温，实现灭菌的目的。
6.欧姆杀菌的优势在于，欧姆加热不存在热传递的温度梯度(在管壁中)，最大温度就是设定的温度本身。动态的欧姆加热会快速、均匀地加热整个管路里面的产品，可减少牛奶蛋白变性程度，并最大程度保留大颗粒果酱的风味。欧姆技术可以大大缩短产品的受热时间，从85℃升温至130℃只需要几秒至十几秒，相比之下，传统加热技术从85℃升温至130℃需要不少于几分钟，
7.本技术的发明人发现，使用特定的欧姆杀菌技术对颗粒果酱进行杀菌，可以最大程度地保持果酱中水果颗粒的完整性，从而有助于提升果酱以及含果酱食品的质地、色泽、口感和营养价值。
8.因此，在一个方面，本技术提供了一种对包含水果颗粒的果酱进行杀菌的方法，所述方法包括以下步骤：
9.步骤1：提供包含水果颗粒的果酱，所述果酱的电导率为0.5ms/cm～500ms/cm；
10.步骤2：对果酱进行搅拌；
11.步骤3：将搅拌后的果酱输送到欧姆杀菌设备中，使果酱的温度升至105-120℃，保持4-40s。
12.任选地，所述方法还包括步骤4：对杀菌后的果酱进行冷却。
13.任选地，所述方法还包括步骤5：将冷却后的果酱输入无菌罐进行贮存。
14.可用于本发明的杀菌方法的果酱可以是包含水果颗粒的各种果酱，所述水果的种类没有特别的限制，可以选自蔷薇科水果(例如苹果、山楂、梨、杏、樱桃、桃、李子、梅子、西梅、黑莓、覆盆子、云莓、罗甘莓、白里叶莓、草莓)、芸香科水果(例如橙子、柠檬、青柠、柚子、金桔)、杜鹃花科水果(例如蔓越莓、蓝莓)、凤梨科水果(例如菠萝)、以及哈密瓜、桑葚、猕猴桃、香蕉等的一种或多种。在某些实施方案中，所述果酱中的水果可以是草莓或蓝莓。
15.目前，使用传统的直管式杀菌机进行杀菌的果酱，其中水果颗粒的尺寸最大为约5mm
×
约5mm
×
约5mm，使用盘管式杀菌机进行杀菌的果酱，其中水果颗粒的尺寸最大为约15mm
×
约15mm
×
约15mm。使用本发明的欧姆杀菌方法进行杀菌的果酱，其中水果颗粒的尺寸最大可达25mm
×
约25mm
×
约25mm。
16.因此，在某些实施方案中，所述果酱中包含尺寸不超过约25mm
×
约25mm
×
约25mm的水果颗粒，例如尺寸不超过约10mm
×
约10mm
×
约10mm、尺寸为(约10mm～约15mm)
×
(约10mm～约15mm)
×
(约10mm～约15mm)或尺寸为(约15mm～约25mm)
×
(约15mm～约25mm)
×
(约15mm～约25mm)的水果颗粒。
17.本发明中，术语“约”的含义是浮动不超过所指数值的
±
15％。
18.在某些实施方案中，所述果酱中包含的水果颗粒为经过切割的水果，例如切割成正方体、长方体或球体的水果，例如切丁草莓。在某些实施方案中，所述果酱中包含的水果颗粒为整颗水果，例如整颗蓝莓或整颗草莓。当水果颗粒为正方体或长方体时，所述水果颗粒的尺寸指的是正方体或长方体的边长。当水果颗粒为球体时，所述水果颗粒的尺寸指的是球体的直径。
19.具备流动性的果酱均适用于本发明的杀菌方法。为平衡生产成本和生产效率，可将果酱中的颗粒含量尽量提高。在某些实施方案中，以重量计，所述果酱具有45％～65％的水果颗粒含量，例如具有45％～50％、50％～55％、55％～60％或60％～65％的水果颗粒含量。
20.由于欧姆杀菌是在通电的情况下，通过被杀菌料液的导电性实现加热，所以，合适的料液电导率有助于快速、均匀的加热。发明人发现，电导率(8-140℃温度范围内)在0.5ms/cm～500ms/cm之间(例如0.5ms/cm～1ms/cm、1ms/cm～10ms/cm、10ms/cm～50ms/cm、50ms/cm～100ms/cm、100ms/cm～300ms/cm或300ms/cm～500ms/cm)的果酱特别适合于本发明的欧姆杀菌方法。如果待杀菌的果酱的电导率低于0.5ms/cm，可通过外加电解质(例如食品级氯化钠或柠檬酸)实现电导率的提升。
21.在某些实施方案中，果酱在杀菌之前是被冷藏储存的，因此，步骤1还包括：将果酱的温度升温至室温(例如升温至20-25℃)。
22.在欧姆杀菌过程中，如果水果颗粒悬浮在果酱的表面或沉淀在果酱的底部，都容易导致颗粒受热不均匀，不利于水果颗粒的形状保持和营养成分的保存。为保证果酱的均匀性，需要在欧姆杀菌前对果酱进行搅拌。可以选择合适的、剪切力较小的搅拌器进行搅
拌，在保证水果颗粒完整性的同时，使水果颗粒保持在果酱中均匀悬浮。在某些实施方案中，搅拌进行5-10分钟或10-15分钟。在某些实施方案中，在转速为5-10转/分钟的速率下进行搅拌。
23.可以使用人工添加或机械传输等方式将果酱加入果酱混合罐中进行搅拌。在某些实施方案中，可使用隔膜泵或其它类型的泵、或压缩空气进行传输。在某些实施方案中，步骤2包括：通过隔膜泵将果酱泵入果酱混合罐，在果酱混合罐中缓慢开启搅拌，使果酱混合均匀。
24.待果酱搅拌均匀之后，将果酱从果酱混合罐输送至欧姆杀菌设备中。在某些实施方案中，采用柱塞泵进行输送，通过软性剪切的方式实现料液的输送，在保持颗粒的完整性的同时，提供足够的压力和稳定的流量来维持产能。在某些实施方案中，输送压力控制在3-15bar。在某些实施方案中，料液的输送只通过柱塞泵实现，输送设备不含任何运动部件，以最大程度减少不必要的连接，降低输送过程中带来的颗粒破损。
25.示例性的欧姆杀菌设备包括以下部分：欧姆杀菌机、保持杀菌段和任选的冷却系统。欧姆管在保持杀菌段和冷却管的前端，作用为实现料液的加热。适当的欧姆管直径可有效保证果酱颗粒的完整性，在获得可接受背压的同时，确保产品输送能力，以实现良好的冷却效果。在某些实施方案中，欧姆管的管径(内径)为果酱颗粒最大尺寸的2-3倍。背压是指料液在流动时，由于受到障碍物或急转度弯道的阻碍而被施加的与运动方向相反的压力。本发明中，背压的范围优选0-20bar。
26.任选地，可以在将果酱输送至欧姆杀菌设备之前，对欧姆杀菌设备进行预杀菌。在某些实施方案中，可采用电导率与果酱电导率相近的杀菌溶液进行预杀菌，以避免从预杀菌过渡到产品杀菌期间电能的大幅度调整，确保平稳而有效地过渡，且温度波动很小。
27.搅拌均匀的果酱通过欧姆杀菌机，在几秒或十几秒内快速达到设定的杀菌温度(105-120℃)，之后进入保持杀菌段保温4-40s完成杀菌。任选地，可以对杀菌后的果酱进行冷却(例如冷却到35℃以下)，还可以将冷却后的果酱输入无菌罐进行贮存。
28.在某些实施方案中，本发明的杀菌方法包括以下步骤：
29.步骤(1)：将冷藏的果酱在室温条件下缓慢升温至20-25℃；
30.步骤(2)：通过隔膜泵将果酱泵入果酱混合罐，在果酱混合罐中缓慢开启搅拌，使果酱混合均匀；
31.步骤(3)：通过柱塞泵将混合后的果酱打入欧姆杀菌设备中，使果酱的温度升高到105-120℃，并保温4-40s；
32.步骤(4)：将杀菌后的果酱冷却到35℃以下；
33.步骤(5)：将冷却后的果酱输入无菌罐进行贮存。
34.在某些实施方案中，本发明的方法使用的设备主要包括：果酱混合罐、果酱输送泵(柱塞泵)、欧姆杀菌设备(包括欧姆杀菌机、保持杀菌段、冷却系统)、果酱无菌罐。为保持颗粒的完成性，优选使用全流道阀门对设备进行连接。
35.在一个方面，本技术提供了一种果酱，其通过本发明的杀菌方法进行杀菌。
36.在一个方面，本技术提供了一种食品，其包含本发明的果酱。在某些实施方案中，所述食品为液态乳制品，例如风味发酵乳、乳饮料或调味乳。
37.在某些实施方案中，所述食品为风味发酵乳，其配方中包含发酵乳基料和本发明
的果酱。
38.在一个方面，本技术还提供了一种制备风味发酵乳的方法，包括将发酵乳基料和本发明的果酱进行混合。
39.有益效果
40.本发明提供了一种果酱的杀菌方法，杀菌前后水果颗粒的破损率小于10％，可实现对大颗粒果酱(例如水果颗粒度约25mm
×
约25mm
×
约25mm的果酱)的杀菌。本发明的杀菌方法可以最大限度地保留水果颗粒的完整性，从而有助于提升果酱以及含果酱食品的质地、色泽、口感和营养价值。
附图说明
41.图1显示了实施例1中，直径为4-6mm、6-8mm和≥8mm的蓝莓颗粒在杀菌前后的形态。
42.图2显示了实施例1中，直径为4-6mm、6-8mm和≥8mm的蓝莓颗粒在杀菌前后的颗粒完整性检测数据对比。
43.图3显示了直径为6-8mm、8-10mm和≥10mm的草莓颗粒在杀菌前后的形态，以及破损草莓颗粒的形态。
44.图4显示了直径为6-8mm、8-10mm和≥10mm的草莓颗粒在杀菌前后的颗粒完整性检测数据对比。
45.图5显示了直径为12-16mm和≥16mm的草莓颗粒在杀菌前后的形态。
46.图6显示了直径为8-12mm、12-16mm和≥16mm的草莓颗粒的颗粒在杀菌前后的颗粒完整性检测数据对比。
具体实施方式
47.下面将结合实施例和附图对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
48.实施例1
49.将电导率为50ms/cm、最大果粒颗粒度(直径)为10mm、添加量为45％的整颗蓝莓果酱置于25℃环境中进行缓慢升温，使果酱的温度达到20-25℃，通过隔膜泵将颗粒果酱泵入果酱缓存罐，开启罐内搅拌，搅拌的转速为10转/分钟，搅拌5分钟后，使果酱中的颗粒分布均匀。待欧姆杀菌设备(欧姆管内径为50mm)准备好后，开启设备进料阀，通过柱塞泵将混合均匀的果酱料液泵入欧姆杀菌设备进行加热，输送压力为10bar。使果酱的温度上升到设定温度105℃，之后料液进入保温管保温4s，杀菌完成后，进入冷却系统冷却至30℃，进入无菌罐暂存。
50.颗粒完整性检测：
51.1、检测方法：
52.仪器：振动筛(2mm目标准筛)、金属编制筛(8mm/6mm/4mm目标准筛)、电子称(精度0.1g)
53.步骤：
54.①
利用振动筛加速颗粒与糖浆的分离，初步获取果酱颗粒；
55.②
将8mm/6mm/4mm目标准筛置于常温水中，取出倾斜45
°
静止沥60s(取出时开始计时)，随后尽快用滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，称量筛子质量x1、y1、z1；
56.③
将8mm/6mm/4mm目标准筛依次叠放，8mm筛在最上方，秤取经过振动筛初筛并混合均匀的样品200g(精确到0.1)，将样品倒入8mm筛子中，将叠放的三层筛网放在流水下面，洗去果粒周围的胶液，清洗水量不做控制，以胶液无明显残留为准；
57.④
取出三个标准筛，分别倾斜45
°
放置60s，沥去水分；滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，分别称量三个筛网的质量x2、y2、z2；
58.颗粒完整性1＝[(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)/200g果酱中的全部颗粒]
×
100％
[0059]
颗粒完整性2＝[(x
2-x1)+(y
2-y1))/(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0060]
颗粒完整性3＝[(x
2-x1)/(x
z-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0061]
式中：x
1-8mm筛网的质量，g；
[0062]
x
2-样品质量+8mm筛网的质量，g；
[0063]
y
1-6mm筛网的质量，g；
[0064]
y
2-样品质量+6mm筛网的质量，g；
[0065]
z
1-4mm筛网的质量，g；
[0066]
z
2-样品质量+4mm筛网的质量，g。
[0067]
2、检测结果
[0068]
图1显示了直径为4-6mm、6-8mm和≥8mm的蓝莓颗粒在杀菌前后的形态。表1显示了杀菌前后直径≥6mm的蓝莓颗粒的颗粒完整性和颗粒破损率。
[0069]
表1
[0070][0071]
图2显示了杀菌前后直径为4-6mm、6-8mm和≥8mm的蓝莓颗粒的完整性检测数据对比。
[0072]
从检测结果可以看出，杀菌前后的整颗蓝莓较好地保持了颗粒完整性。
[0073]
实施例2
[0074]
将电导率为500ms/cm、最大果粒颗粒度为15mm
×
15mm
×
15mm、添加量为55％的切丁草莓果酱置于35℃环境中进行缓慢升温，使果酱的温度达到25℃，通过隔膜泵将颗粒果酱泵入果酱缓存罐，开启罐内搅拌，搅拌的转速为8转/分钟，搅拌10分钟后，使果酱中的颗粒分布均匀。待欧姆杀菌设备(欧姆管内径为58mm)准备好后，开启设备进料阀，通过柱塞泵将混合均匀的果酱料液泵入欧姆杀菌设备进行加热，输送压力为15bar。使果酱的温度上升到设定温度120℃，之后料液进入保温管保温4s，杀菌完成后，进入冷却系统冷却至25℃，进入无菌罐暂存。
[0075]
颗粒完整性检测：
[0076]
1、颗粒完整性检测方法：
[0077]
仪器：振动筛(2mm目标准筛)、金属编制筛(10mm/8mm/6mm目标准筛)、电子称(精度0.1g)
[0078]
步骤：
[0079]
①
利用振动筛加速颗粒与糖浆的分离，初步获取果酱颗粒；
[0080]
②
将10mm/8mm/6mm目标准筛置于常温水中，取出倾斜45
°
静止沥60s(取出时开始计时)，随后尽快用滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，称量筛子质量x1、y1、z1；
[0081]
③
将10mm/8mm/6mm目标准筛依次叠放，10mm筛在最上方，秤取经过振动筛初筛并混合均匀的样品200g(精确到0.1)，将样品倒入10mm筛子中，将叠放的三层筛网放在流水下面，洗去果粒周围的胶液，清洗水量不做控制，以胶液无明显残留为准；
[0082]
④
取出三个标准筛，分别倾斜45
°
放置60s，沥去水分；滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，分别称量三个筛网的质量x2、y2、z2；
[0083]
颗粒完整性1＝[(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)/200g果酱中的全部颗粒]
×
100％
[0084]
颗粒完整性2＝[(x
2-x1)+(y
2-y1))/(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0085]
颗粒完整性3＝[(x
2-x1)/(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0086]
式中：x
1-10mm筛网的质量，g；
[0087]
x
2-样品质量+10mm筛网的质量，g；
[0088]
y
1-8mm筛网的质量，g；
[0089]
y
2-样品质量+8mm筛网的质量，g；
[0090]
z
1-6mm筛网的质量，g；
[0091]
z
2-样品质量+6mm筛网的质量，g。
[0092]
2、检测结论：
[0093]
图3显示了直径为6-8mm、8-10mm和≥10mm的草莓颗粒在杀菌前后的形态，以及破损草莓颗粒的形态。表2显示了杀菌前后直径≥8mm的草莓颗粒的颗粒完整性和颗粒破损率。
[0094]
表2
[0095][0096]
图4显示了直径为6-8mm、8-10mm和≥10mm的草莓颗粒在杀菌前后的颗粒完整性检测数据对比。
[0097]
从检测结果可以看出，杀菌前后的切丁草莓较好地保持了颗粒完整性。
[0098]
实施例3
[0099]
将电导率为100ms/cm、最大果粒颗粒度为20mm
×
15mm
×
15mm(长
×
宽
×
高(高：最大切面))、添加量为65％的整颗草莓果酱置于40℃环境中进行缓慢升温，使果酱的温度达到20℃，通过隔膜泵将颗粒果酱泵入果酱缓存罐，开启罐内搅拌，搅拌的转速为5转/分钟，搅拌5分钟后，使果酱中的颗粒分布均匀。待欧姆杀菌设备(欧姆管内径为50mm)准备好后，
开启设备进料阀，通过柱塞泵将混合均匀的果酱料液泵入欧姆杀菌设备进行加热，输送压力为5bar。使果酱的温度上升到设定温度120℃，之后料液进入保温管保温40s，杀菌完成后，进入冷却系统冷却至30℃，进入无菌罐暂存。
[0100]
颗粒完整性检测：
[0101]
1、颗粒完整性检测方法
[0102]
仪器：振动筛(2mm目标准筛)、金属编制筛(16mm/12mm/8mm目标准筛)、电子称(精度0.1g)
[0103]
步骤：
[0104]
①
利用振动筛加速颗粒与糖浆的分离，初步获取果酱颗粒；
[0105]
②
将16mm/12mm/8mm目标准筛置于常温水中，取出倾斜45
°
静止沥60s(取出时开始计时)，随后尽快用滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，称量筛子质量x1、y1、z1；
[0106]
③
将16mm/12mm/8mm目标准筛依次叠放，16mm筛在最上方，秤取经过振动筛初筛并混合均匀的样品200g(精确到0.1)，将样品倒入16mm筛子中，将叠放的三层筛网放在流水下面，洗去果粒周围的胶液，清洗水量不做控制，以胶液无明显残留为准；
[0107]
④
取出三个标准筛，分别倾斜45
°
放置60s，沥去水分；滤纸或干燥毛巾擦去筛子周围的水(注意不擦筛网)，分别称量三个筛网的质量x2、y2、z2；
[0108]
颗粒完整性1＝[(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)/200g果酱中的全部颗粒]
×
100％
[0109]
颗粒完整性2＝[(x
2-x1)+(y
2-y1))/(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0110]
颗粒完整性3＝[(x
2-x1)/(x
2-x1)+(y
2-y1)+(z
2-z1)]
×
100％
[0111]
式中：x
1-16mm筛网的质量，g；
[0112]
x
2-样品质量+16mm筛网的质量，g；
[0113]
y
1-12mm筛网的质量，g；
[0114]
y
2-样品质量+12mm筛网的质量，g；
[0115]
z
1-8mm筛网的质量，g；
[0116]
z
2-样品质量+8mm筛网的质量，g。
[0117]
2、检测结论：
[0118]
图5显示了直径为12-16mm和≥16mm的草莓颗粒在杀菌前后的形态。表3显示了杀菌前后直径≥12mm的草莓颗粒的颗粒完整性和颗粒破损率。
[0119]
表3
[0120][0121]
图6显示了直径为8-12mm、12-16mm和≥16mm的草莓颗粒的颗粒在杀菌前后的颗粒完整性检测数据对比。
[0122]
从检测结果可以看出，杀菌前后的整颗草莓较好地保持了颗粒完整性。
[0123]
结论总结
[0124][0125][0126]
以上结果说明，本发明的欧姆杀菌方法可以很好地保持果酱中的水果颗粒的完整性，从而有助于提升果酱以及含果酱食品的质地、色泽、口感和营养价值。
[0127]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。