本發(fā)明屬于生鮮食品保鮮，具體涉及一種基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法。
背景技術(shù)：
1、生鮮食品由于富含水分、蛋白質(zhì)等，極易在內(nèi)源性酶及微生物的作用下受到腐敗變質(zhì)。降低儲存溫度和采用抑菌處理可延長產(chǎn)品的貨架期。傳統(tǒng)生鮮食品冷卻保鮮技術(shù)雖能在一定程度上延長食品的保質(zhì)期，但存在冷卻效率低、能耗高、對食品品質(zhì)影響較大等問題。此外，添加化學防腐劑在抑菌方面也存在一定的安全隱患。
2、流態(tài)冰是一種含有冰晶顆粒的固液兩相溶液。流態(tài)冰同時具備冰的蓄冷能力及水的流動性，能夠與水產(chǎn)品充分接觸，隔絕氧氣，有效地降低水產(chǎn)品的表面溫度，抑制細菌的生長，從而減少水產(chǎn)品在運輸和存儲過程中的損耗，避免了傳統(tǒng)塊冰的局部冷卻效果差的問題。呂飛等發(fā)明了一種基于超聲法制備微晶流態(tài)冰的方法及設(shè)備，其中主要利用超聲輻射的低頻高功率的空化效應(yīng)促進流態(tài)冰的成核作用(cn113865169b)，然而該技術(shù)僅依賴于流態(tài)冰冷卻效應(yīng)實現(xiàn)產(chǎn)品保鮮，其抑菌效果有限。張柔佳等發(fā)明了一種基于臭氧微納氣泡制備流體冰漿的方法及流體冰漿的應(yīng)用，通過臭氧微納氣泡制備的氣液兩相溶液作為流體冰漿制備的原料，可提高制冰效率(cn117366936a)。然而該技術(shù)主要依賴于流態(tài)冰的冷卻效應(yīng)及臭氧的殺菌效應(yīng)實現(xiàn)原材料的保鮮。因此，對納米氣泡的制備源氣體的種類要求較高，需要本身有一定的抗氧化性。而臭氧不良氣味及經(jīng)濟成本會一定程度限制其廣泛應(yīng)用。因此，需要一種高效經(jīng)濟節(jié)能及可推廣的食品保鮮技術(shù)。
3、體相納米氣泡由于尺寸小、比表面積大、內(nèi)部壓力高等特性，在破裂時能夠釋放出更大的能量，從而產(chǎn)生更顯著的空化效應(yīng)，使其在液體中可以作為凝結(jié)核，促進冰核形成和消除過冷，最大限度地減少總的凍結(jié)時間，加速流態(tài)冰的形成。且當體相納米氣泡破裂時，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學能瞬時釋放出來，此時可激發(fā)產(chǎn)生大量的具有強氧化能力的自由基，如羥基自由基(·oh)，這些自由基具有極高的活性，能夠破壞細胞結(jié)構(gòu)，干擾細菌代謝過程，從而達到抑菌效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對傳統(tǒng)流態(tài)冰制備依賴過冷度、抑菌依賴化學試劑的局限性，本發(fā)明旨在提供一種基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，該方法基于微納米氣泡促冰成核技術(shù)及磁場輔助的納米氣泡失穩(wěn)氧化抑菌技術(shù)，可實現(xiàn)抑菌型超冷卻流態(tài)冰的高效制備，融合了流態(tài)冰的冷卻效應(yīng)及氧化抑菌效應(yīng)，實現(xiàn)生鮮食品的高效冷卻及氧化抑菌保鮮，具有經(jīng)濟、節(jié)能與高效等優(yōu)勢。
2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，該方法主要涉及下列設(shè)備：
4、體相納米氣泡發(fā)生器、流態(tài)冰機、磁場輔助設(shè)備；其中，
5、所述體相納米氣泡發(fā)生器設(shè)有外接氣源管、進水管道和納米噴頭出水管；
6、所述流態(tài)冰機將產(chǎn)生的體相納米氣泡水泵入流態(tài)冰機水槽，用于產(chǎn)生流態(tài)冰漿；
7、所述磁場輔助設(shè)備用于調(diào)控體相納米氣泡從穩(wěn)態(tài)到坍塌的相轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)納米氣泡羥基自由基的可控生成，得到具有氧化抑菌功效的流態(tài)冰漿；
8、該方法包括以下步驟：
9、(1)通過控制氣源流速、壓力，制備具有特定尺寸的微納米氣泡，并通入水溫≤25℃的液體純水中制備得到一定濃度的微納米氣泡的氣液兩相溶液；
10、(2)根據(jù)步驟(1)制備的氣液兩相溶液經(jīng)過制冰能力80～100kg/h的流態(tài)冰機過冷處理得到含體相納米氣泡的流態(tài)冰漿，制備時循環(huán)系統(tǒng)壓力1.5～3bar；
11、(3)將制備的流態(tài)冰置于傳送帶上，以預設(shè)的下料速度及下料量通過流態(tài)冰漿下料機；
12、(4)將預處理后的生鮮食品置于生鮮食品下料機中，以預設(shè)的下料速度進行下料；
13、(5)將上述流態(tài)冰包裹的產(chǎn)品進行磁場輔助間歇式處理，控制磁場處理條件使流態(tài)冰漿中的體相納米氣泡發(fā)生破裂。
14、進一步地，步驟(1)具體為：將氣體通入所述體相納米氣泡發(fā)生器中，電機工作頻率0～50hz，進氣流量為10-200ml/min，產(chǎn)生小而均勻的體相納米氣泡，所述氣泡粒徑尺寸范圍在1μm-200nm，氣泡濃度107至109個/ml；其中，氣體為空氣、二氧化碳或氮氣。
15、進一步地，步驟(2)中，所述氣液兩相溶液經(jīng)過流態(tài)冰機得到含體相納米氣泡的流態(tài)冰漿，其中，冰漿濃度20％～40％，冰晶尺寸50～300μm。
16、進一步地，步驟(3)中，控制流態(tài)冰漿下料速度為1.5～5.0m/min，單次下料量100～500g/次。
17、進一步地，步驟(4)中，物料與流態(tài)冰漿比例為1:3～1:5，下料速度為0.5～1.0m/min，單次下料量100～300g/次。
18、進一步地，步驟(4)中，所述生鮮食品包括魚、蝦、貝、畜禽肉。
19、進一步地，步驟(5)中，在單次磁場持續(xù)時間5～8min，開/關(guān)時間比4:1的條件下進行磁場輔助間歇式處理，磁場強度為40～80mt，磁場處理總時間為20～45min，該條件下促進氣泡破裂產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基，得到具有氧化抑菌功效的流態(tài)冰漿，抑制食品中微生物生長。
20、本發(fā)明的有益效果為：
21、(1)本發(fā)明基于體相納米氣泡的空化效應(yīng)加快了流態(tài)冰成核，降低過冷度，減少總凍結(jié)時間，提高流態(tài)冰凍結(jié)效率，具有節(jié)能等優(yōu)勢。
22、(2)本發(fā)明首次將磁場介導的納米氣泡失穩(wěn)技術(shù)與相變冷卻結(jié)合，通過可控外源刺激觸發(fā)氣泡破裂釋放羥基自由基，突破傳統(tǒng)流態(tài)冰保鮮僅依賴溫度效應(yīng)、抑菌依賴化學試劑的局限性，具有抑菌高效安全等優(yōu)勢。
23、(3)本發(fā)明中微納米氣泡的制備源氣體不限種類，可實現(xiàn)溫和型、經(jīng)濟型等氣體的規(guī)?；瘧?yīng)用，具有較好的經(jīng)濟與推廣價值。
1.一種基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，該方法主要涉及下列設(shè)備：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(1)具體為：將氣體通入所述體相納米氣泡發(fā)生器中，電機工作頻率0～50hz，進氣流量為10-200ml/min，產(chǎn)生小而均勻的體相納米氣泡，所述氣泡粒徑尺寸范圍在1μm-200nm，氣泡濃度107至109個/ml；其中，氣體為空氣、二氧化碳或氮氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氣液兩相溶液經(jīng)過流態(tài)冰機得到含體相納米氣泡的流態(tài)冰漿，其中，冰漿濃度20％～40％，冰晶尺寸50～300μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(3)中，控制流態(tài)冰漿下料速度為1.5～5.0m/min，單次下料量100～500g/次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(4)中，物料與流態(tài)冰漿比例為1:3～1:5，下料速度為0.5～1.0m/min，單次下料量100～300g/次。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(4)中，所述生鮮食品包括魚、蝦、貝、畜禽肉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微納米氣泡相態(tài)轉(zhuǎn)變的多效應(yīng)耦合生鮮食品保鮮方法，其特征在于，步驟(5)中，在單次磁場持續(xù)時間5～8min，開/關(guān)時間比4:1的條件下進行磁場輔助間歇式處理，磁場強度為40～80mt，磁場處理總時間為20～45min，該條件下促進氣泡破裂產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基，得到具有氧化抑菌功效的流態(tài)冰漿，抑制食品中微生物生長。