本發(fā)明屬于食品領(lǐng)域，涉及一種腌制食品保鮮裝置及方法，尤其涉及一種基于低溫等離子體微納米氣泡活性水的腌制食品保鮮裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、腌制食品是一種通過用鹽等調(diào)味料將食材浸泡一段時(shí)間來加工保存食物的方法，其中腌制蔬菜保留了自身的維生素，特別是用糠和曲子腌制時(shí)，甚至?xí)a(chǎn)生新的維生素。腌制肉類則含有鈣、鎂、磷、鈉、鉀、鐵等礦物質(zhì)和微量元素，有助于改善貧血、促進(jìn)發(fā)育和強(qiáng)壯骨骼，鹽通過滲透作用將食材的香味物質(zhì)釋放出來，使食品更加香醇可口，由于這些優(yōu)點(diǎn)，腌制食品深受人們的喜愛。

2、但是腌制食品在腌制過程中或儲(chǔ)存期間，容易受到有害微生物(如好氣性菌、耐鹽菌、大腸桿菌、酵母菌、異型發(fā)酵的乳酸菌等)的污染，這些微生物會(huì)在適宜的條件下大量生長(zhǎng)繁殖，導(dǎo)致食品腐敗。這些微生物也可能通過原料、加工設(shè)備、包裝材料或儲(chǔ)存環(huán)境等途徑進(jìn)入腌制食品中。微生物在腌制食品中進(jìn)行代謝活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種酶類、酸類、氣體等代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物會(huì)破壞食品的組織結(jié)構(gòu)，改變食品的色澤、氣味和口感，從而導(dǎo)致食品腐敗。由于微生物污染與繁殖、包裝材料問題、腌制工藝不當(dāng)以及儲(chǔ)存條件不佳等多個(gè)方面的原因會(huì)導(dǎo)致腌制食品變質(zhì)。為了延長(zhǎng)腌制食品的保質(zhì)期和保持其品質(zhì)安全性，需要采取一系列措施來防止腐敗變質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生。

3、一般來說，腌制食品腐敗主要是由于細(xì)菌和酶的作用，尤其是水分的環(huán)境直接影響細(xì)菌的生長(zhǎng)和酶的活性。在腌制以及保存過程中，如果未能有效控制水環(huán)境使酶的活性受到抑制，就容易導(dǎo)致微生物和酶的活躍，從而加速食品腐敗過程。

4、傳統(tǒng)采用防腐劑的方法對(duì)霉菌、酵母以及多數(shù)腐敗菌均有抑菌效果，但可能對(duì)人體健康產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。巴氏殺菌溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)可能導(dǎo)致食品質(zhì)構(gòu)變軟、風(fēng)味劣變、營(yíng)養(yǎng)成分降低。微波殺菌只能在微波存在時(shí)消殺，離開微波后殘留細(xì)菌會(huì)持續(xù)繁殖滋生，時(shí)效較短。食品輻照殺菌對(duì)食品口感和營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生一定影響，且主要作用于視頻最外層，且有導(dǎo)致細(xì)菌變異的風(fēng)險(xiǎn)。

5、而臭氧殺菌是相對(duì)比較環(huán)保的殺菌方法，利用臭氧的強(qiáng)氧化性破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)殺菌作用處理后分解為氧氣，不殘留有害物質(zhì)，是一種安全的殺菌技術(shù)。但是臭氧在水中的溶解度較低，臭氧壽命短，臭氧水是時(shí)效不長(zhǎng)，限制了臭氧的保鮮效果。

6、相比臭氧粒子，rons在食品保鮮中具有一定的作用，亦屬于可存于水中的長(zhǎng)壽命粒子，尤其是硝酸根類型自由基是一種有效的防腐劑，它可以更長(zhǎng)期抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。已知硝酸鹽可以幫助保持食品的色澤和口感。在肉類食品中，硝酸鹽可以與肌肉中的肌紅蛋白結(jié)合，形成亞硝基肌紅蛋白，使肉品呈現(xiàn)穩(wěn)定的粉紅色，提高產(chǎn)品的視覺吸引力。同時(shí)，硝酸鹽還能減緩食品中脂肪的氧化過程，從而保持食品的口感和風(fēng)味。所以rons亦有同樣作用。

7、微納米氣泡技術(shù)也是在食品滅菌領(lǐng)域的新技術(shù)，主要基于高溫高壓效應(yīng)、沖擊波效應(yīng)、活性氧自由基的氧化作用、物理剪切力作用以及臭氧的強(qiáng)氧化性等多個(gè)方面。這些機(jī)制共同作用，使得微納米氣泡技術(shù)成為一種高效、環(huán)保的滅菌方法。通過向食品中注入微納米氣泡，也可以改善食品的口感和品質(zhì)，使其更加鮮美可口。同時(shí)由于常規(guī)的微納米氣泡直接接觸食品時(shí)容易在食品表面形成保護(hù)膜，防止氧氣和微生物進(jìn)入食品內(nèi)部，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，起到一定隔離作用，但是也限制了其他活性粒子與食品分子的交換，反而有不利于深入滅菌消殺效果，液體表面張力越高，有利于形成更多微納米氣泡，促進(jìn)瞬時(shí)高壓和沖擊波效應(yīng)，但是高張力卻降低了液體滲透性，需要各方面平衡優(yōu)化。

8、由于腌制食品種類繁多、內(nèi)部微生物含量、種類、食品品質(zhì)要求不同，采用單一的保鮮方法不能滿足應(yīng)用要求，需要開發(fā)一種多功能的滅菌保鮮的裝置和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于低溫等離子體微納米氣泡活性水的腌制食品保鮮裝置及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種基于低溫等離子體微納米氣泡活性水的腌制食品保鮮裝置，包括等離子體發(fā)生裝置、微納米氣泡發(fā)生器、等離子體活性水制備池和食品浸泡池；等離子體活性水制備池與食品浸泡池連通；等離子體發(fā)生裝置設(shè)置在等離子體活性水制備池內(nèi)，包括內(nèi)外套設(shè)的反應(yīng)內(nèi)管和反應(yīng)外管、設(shè)置在反應(yīng)內(nèi)管內(nèi)側(cè)的空心高壓電極以及設(shè)置在反應(yīng)外管外側(cè)的低壓電極；反應(yīng)內(nèi)管的頂端設(shè)有進(jìn)氣口；反應(yīng)內(nèi)管和反應(yīng)外管底端均設(shè)有多孔鼓泡結(jié)構(gòu)；反應(yīng)外管通過管道與微納米氣泡發(fā)生器的氣體入口連接，等離子體活性水制備池過管道與微納米氣泡發(fā)生器的液體入口連接，微納米氣泡發(fā)生器的出口與食品浸泡池連接。

4、進(jìn)一步地，所述食品浸泡池通過設(shè)有水泵的管道與等離子體發(fā)生裝置的反應(yīng)外管連接。

5、進(jìn)一步地，所述等離子體活性水制備池與食品浸泡池的連通處設(shè)有濾網(wǎng)。

6、第二方面，本發(fā)明提供上述的基于低溫等離子體微納米氣泡活性水的腌制食品保鮮裝置的抑菌滅菌保鮮方法：將所述等離子體發(fā)生裝置的空心高壓電極與低壓電極的間距設(shè)置為1～8mm；使空心高壓電極位于水面上方，與水面的距離大于3～24mm；低壓電極接地，且與水面接觸或位于水面以下；將氣體經(jīng)進(jìn)氣口引入空心高壓電極，氣體擴(kuò)散到空心高壓電極與低壓電極之間，同時(shí)對(duì)水下鼓泡，等離子體產(chǎn)生活性氣體，活性氣體進(jìn)入水體并反應(yīng)形成活性水，活性水流到食品浸泡池進(jìn)行食品的抑菌滅菌，實(shí)現(xiàn)保鮮作用。

7、進(jìn)一步地，將所述活性氣體和活性水分別通入微納米氣泡發(fā)生器，微納米氣泡發(fā)生器以活性氣體作為氣源、活性水作為水源產(chǎn)生活性微納米氣泡水；活性微納米氣泡水通入食品浸泡池進(jìn)行食品抑菌滅菌。

8、以及抑菌滅菌保鮮方法：將所述等離子體發(fā)生裝置的空心高壓電極與低壓電極的間距設(shè)置為1～8mm；使空心高壓電極位于水面上方，與水面的距離大于3～24mm；低壓電極接地，且與水面接觸或位于水面以下；所述食品浸泡池的水被水泵抽到等離子體發(fā)生裝置中，等離子體直接對(duì)水面進(jìn)行放電制備活性水，活性水再流入食品浸泡池，重復(fù)循環(huán)。

9、以及抑菌滅菌保鮮方法：?jiǎn)?dòng)所述微納米氣泡發(fā)生器，其進(jìn)氣微負(fù)壓將空心高壓電極中的空氣逐步注入到水中并進(jìn)入反應(yīng)內(nèi)管和反應(yīng)外管之間作為氣源，以等離子體活性水制備池的水作為水源，產(chǎn)生基于等離子體活性水的微納米氣泡水；微納米氣泡水通入食品浸泡池進(jìn)行食品抑菌滅菌；進(jìn)一步地，在空心高壓電極中注入滅菌藥劑形成藥劑水，流入食品浸泡池；同時(shí)微納米氣泡發(fā)生器以藥劑水作為水源產(chǎn)生藥劑微納米氣泡水，通入食品浸泡池；藥劑水和藥劑微納米氣泡水對(duì)食品進(jìn)行綜合強(qiáng)滅菌。

10、以及抑菌滅菌保鮮方法：將所述等離子體發(fā)生裝置的空心高壓電極設(shè)置在水面上方，與水面的距離小于3～24mm；去掉低壓電極，以水和等離子體活性水制備池的金屬池體作為低壓；空心高壓電極對(duì)水面放電產(chǎn)生低濃度活性水，低濃度活性水流入食品浸泡池進(jìn)行食品抑菌滅菌；空心高壓電極對(duì)水面放電時(shí)，水中同時(shí)通過微電流，水中微電流效應(yīng)對(duì)食品中的微生物進(jìn)行電化學(xué)作用實(shí)現(xiàn)食品抑菌滅菌；

11、空心高壓電極加載直流負(fù)電壓，則在金屬池體側(cè)壁和食品上產(chǎn)生氧微納米氣泡進(jìn)行食品抑菌滅菌；或者，空心高壓電極加載直流正電壓，則在金屬池體側(cè)壁和食品上產(chǎn)生氫微納米氣泡，對(duì)食品起到還原作用；或者，空心高壓電極交替加載直流正、負(fù)電壓，則電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣混合氣體，形成燃爆氛圍；或者，空心高壓電極加載交流電壓或脈沖電壓，電壓范圍為1～100kv。

12、以及抑菌滅菌保鮮方法：將所述等離子體發(fā)生裝置的空心高壓電極和低壓電極均插入水中，加載直流正、負(fù)電壓在反應(yīng)內(nèi)管和反應(yīng)外管之間產(chǎn)生氫氣和氧氣混合氣體，電壓范圍為±5～±36v；將混合氣體作為氣源通入微納米氣泡發(fā)生器，產(chǎn)生氫氧混合微納米氣泡水；氫氧混合微納米氣泡水通入食品浸泡池進(jìn)行食品抑菌滅菌。

13、以及抑菌滅菌保鮮方法：將所述等離子體發(fā)生裝置的空心高壓電極插入水中，去掉低壓電極，加載直流電壓，電壓范圍為±5～±36v，直接水電解進(jìn)行食品抑菌滅菌保鮮。

14、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供一種基于低溫等離子體微納米氣泡活性水的腌制食品保鮮裝置及方法，其中介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體可以同時(shí)產(chǎn)生滅菌所需要的臭氧和rons粒子，并且包含各種活性自由基，各種活性粒子協(xié)同發(fā)揮作用能夠達(dá)到更強(qiáng)的抑菌滅菌效果。本發(fā)明將等離子體技術(shù)、微納米氣泡技術(shù)、rons粒子保鮮技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)等離子體鼓泡制備活性水、活性微納米氣泡水、等離子體放電直接處理制備活性水、微納米氣泡水、水池整體電化學(xué)等多模式抑菌滅菌保鮮，效率更高，功能更強(qiáng)。