專利名稱：：降低蜂蜜產品中的孢子含量的方法以及可通過該方法獲得的蜂蜜產品的制作方法
技術領域：
：本發明涉及通過高溫、短時間的熱處理(該熱處理產生的顏色和味道的變化最小)來減小蜂蜜產品中的致病厭氧細菌孢子的危害。該最小變化表示為產品中的HMF(羥甲基糖醛，見下文中的定義)含量增加不超過15mg/kg。技術背景蜂蜜用于工業中，并由許多消費者直接消費。應當知道，蜂蜜可包含肉毒桿菌孢子，該肉毒桿菌孢子可能由蜜蜂采集。在很多國家都不鼓勵小于一歲的嬰兒食用蜂蜜，因為在嬰兒體內，肉毒桿菌能夠在腸內繁殖，并開始排泄毒素，該毒素使得嬰兒生病(嬰兒肉毒中毒)。對于大于一歲的兒童以及進行抗生素治療或患有腸道疾病的成年人，也同樣可能如此。蜂蜜廣泛用于傷口治療。肉毒桿菌偶爾也可能在傷口中生長(傷口肉毒中毒)。歐洲科學委員會(EU，sScientificCommittee)已經研究了問題的復雜性和危害，并在文獻"蜂蜜和微生物危險"("HoneyandmicrobiologicalHazard")(在2002年6月19-20日采用)中公開。在該文獻中，還寫到沒有哪種方法能夠消除蜂蜜中的孢子，且蜂蜜的選擇不能通過化驗來進行，因為蜂蜜中的肉毒桿菌孢子的發生率通常很低。而且還說明目前對蜂蜜的熱處理在低溫下(低于85。C)進行且持續時間相對較短(大約10秒)。這種熱處理不能減少肉毒桿菌孢子和其它孢子的發生率，它的目的只是熔化蜂蜜中的晶體，并可以防止霉菌和真菌的生長。在熱處理中，已知殺死肉毒桿菌和其它孢子需要在110。C以上的溫度下保持相對較長時間(超過1秒)。根據食品微生物學(Adams&Moss)，sporogenes桿菌孢子(C.sporogenesspores)的大批死亡時間是在121。C(D121)下0.1-1.5分鐘，而A&B類型的肉毒桿菌孢子是在D121T0.1-0.2分鐘。因為sporogenes桿菌并不致病，且在形態上非常類似于肉毒桿菌，并有稍微更高的耐熱性，因此，它是用于評估肉毒桿菌的殺死情況的合適測試有機物。它在處理工業中用于該目的為公知。還已知對于蜂蜜而言，在熱處理溫度超過IIO'C和保持時間相對較長(超過1秒)的情況下，蜂蜜的味道和顏色有相當大的變化。HMF(羥甲基糖醛)用作蜂蜜的熱影響和儲存變化的指示器。通過使蜂蜜在高于ll(TC下處理并超過l秒鐘，HMF含量將增加超過每千克15mgHMF,味道和顏色明顯變化(類似麥芽味道和變暗)。定義蜂蜜更專業的定義見2001年12月20日的EUCouncilDirective2001/110/EC,附件II。4艮多關于蜂蜜的總體定義見HoneyDirective。蜂蜜產品的意思是包括蜂蜜、蜂王精、蜂膠和/或蜂膠提取物的各種產品。蜂蜜蜂蜜的意思是由蜜蜂屬的產蜜蜜蜂從植物的花蜜或者從植物活體質，該、花i、分泌物或排二物由蜜蜂收集:通過與蜜^^自身的^殊物質組合而轉變、儲存在蜂巢中并使它熟化。蜂王精從年輕蜜蜂的頭頂的腺體分泌的分泌物，它用于喂養在幼蟲階段的開始2-3天的蜜蜂幼蟲，且它作為蜂王幼蟲在整個幼蟲階段的唯一食物。該分泌物具有很高的蛋白質、類酯物、配糖體、維生素、激素、酶和礦物質含量。蜂膠蜂膠的意思是由蜜蜂處理的、基于樹脂的原始天然產品，它包含多種生物活性組分，這些生物活性組分的化學成分包括薛烯(terpens)、肉桂酸、咖啡酸和它們的酯、氨基酸以及類黃酮。蜂膠提取物利用水或乙醇提取的蜂膠的組分。HMF代表5-羥曱基糖醛。HMF值描述為mg/kg蜂蜜，是蜂蜜由于熱處理而變暗的測量值，它根據DIN10751/1來確定。在用于人們消費的產品中使用的蜂蜜通常應當有最多20%的水含量，且HMF的含量必須最多40mg/kg。大批死亡值是大批死亡的數目的測量值。例如，大批死亡值2是數目減少99%，而大批死亡值3是數目減少99.9%。大批死亡時間是在特定溫度下使存活數目減少90%或llog的時間。孢子是由特定微生物形成的抵抗體，它能夠作為生長細胞而生長。厭氧孢子是能夠在沒有氧分子的情況下作為生長細胞而生長的孢子。它們由方法DRCM，5d，37。C來確定。無孢子是孢子水平最大為1cfu/g的產品。在蜂蜜中自然出現的厭氧孢子是根據在EU文獻"蜂蜜和微生物危險，，("HoneyandmicrobiologicalHazards"(在2002年6月19-20日采用)中所述的數據而可能存在于蜂蜜中的厭氧孢子的數目。認為最大為10000cfu/g。
發明內容目前已經驚訝地發現通過在超過110。C溫度下對蜂蜜進行保持時間低于l秒的熱處理，可以大批死亡孢子，同時蜂蜜的顏色、味道和HMF含量的變化很小。因此，通過在110-140。C的溫度下進行熱處理，可以4吏得加入蜂蜜中的厭氧孢子(sporogenes桿菌)的數量減小從1至81og。因此提供了一種方法，該方法能夠減少在蜂蜜中天然出現的厭氧孢子，從而消除小于2歲的兒童由于攝入大量蜂蜜而引起嬰兒肉毒中毒的危險。而且，蜂蜜在不會引起傷口肉毒中毒危險的情況下用于傷口治療。該方法還可用于處理蜜蜂的其它分泌物(蜂膠和蜂王精)或者由該分泌物制備的提取物和糖漿。已經知道，孢子能夠通過在高于ll(TC溫度下保持幾秒或幾分鐘而減少，但是這將導致蜂蜜產品的味道和顏色產生較大變化，且HMF含量增加超過15mg/kg。由于非常短的保持時間，我們的產品保持它的天然顏色和味道，這由HMF的較小增量(最大15mg/kg)來表明。圖1是UHT設備的草圖；圖2表示了HMF的形成(mg/kg);圖3表示了在蜂蜜中的孢子殺死情況。具體實施方式本發明的目的是提供熱處理過的蜂蜜產品，它沒有天然出現的厭氧孢子，且HMF含量小于40mg/kg;該蜂蜜產品成蜂蜜或它的糖漿的形式；該蜂蜜產品成蜂膠或它的糖漿的形式；該蜂蜜產品成蜂王精或它的糖漿的形式；一種方法，其中，在液體蜂蜜和其它蜂蜜產品中，通過在超過iio。c的溫度下熱處理且保持時間低于l秒，對于厭氧孢子獲得比由文獻已知的大批死亡時間短得多的大批死亡時間；蜂蜜的處理，其中，所有自然出現的孢子可以通過熱處理來消除(減少)，且HMF含量最多增加15mg/kg，對顏色、氣味和"未道的影響最小；在超過110。C溫度和保持時間低于1秒的情況下對蜂蜜進行熱處理，其中，在處理后HMF低于40mg/kg,相對于熱處理前在蜂蜜中的水平最多增加15mg/kg;對添加了蜂蜜或來自蜜蜂的其它產品(蜂王精、蜂膠等)或其提取物的糖漿在超過ll(TC的溫度下保持時間低于1秒而進行熱處理，目的是減少厭氧孢子的數目，并比通常使用的熱處理更好地保留味道和物理-化學特性。因此，本發明涉及一種通過使蜂蜜產品在110。C-170。C下熱處理0.001秒至1秒(即l-1000ms)而明顯減少或消除蜂蜜產品中的肉毒桿菌孢子的自然出現含量，從而使得HMF含量不會明顯增加的方法。HMF含量不會明顯增加的意思是當蜂蜜用于消費目的時增量最多為15mg/kg。根據規定，不用于工業或面包房用途的蜂蜜的最大HMF含量為40mg/kg。因此，可以制備HMF含量低于40mg/kg的無孢子蜂蜜產品。明顯減少或消除的意思是大批死亡數值為1-8(logl至1og8cfu/克)，即logl、1og2、1og3、1og4、1og5、1og6、1og7或1og8。在處理中使用的蜂蜜產品可以進行普通的預處理，例如過濾或在低溫下進行熱處理。處理溫度可使用的溫度有115。C、120。C、125。C、130。C、135。C、140。C、145°C、150°C、155°C、160°C、165。C或170。C。當使用更低溫度時，通過較短處理時間不會使孢子減少或減少較差。可以使用甚至更高的溫度，但是這時變色、味道和HMF含量變差的危險更高。熱處理時間，也稱為保持時間熱處理時間從大約lms至大約1000ms。特別優選的保持時間為lms、2ms、3ms、4ms、5ms、6ms、7ms、8ms、9ms或10ms，但是也可以釆用20ms、30ms、40ms、50ms、60ms、70ms、80ms、90ms或100ms的更長保持時間。還有，保持時間可以直到大約1000ms,例如900ms、800ms、700ms、600ms、500ms、400ms、300ms或200ms。當然，目標是在較高溫度下熱處理較短時間。目前優選的處理是在130'C下持續0.01秒。處理可以在能夠在超過100。C的溫度和保持時間從2-1000ms的情況下對產品進行熱處理的設備中進行。該設備可以根據灌注原理或者通過蒸氣注入、蒸汽注入來工作。市場上的這種設備可以從例如Niro、GEA、APV和TetraLaval等公司而獲得。保持時間4艮不容易確定，該保持時間根據設備中的多個物理條件來確定，包括保持室的尺寸、蒸氣壓力、閥位置和物理蒸氣數據，它根據的原理例如由Niro的歐洲專利申請EP1047303A2(ULTRA-SHORTHEATTREATMENTMETHODFORALIQUID)可知。本發明還涉及可通過所述方法獲得的蜂蜜產品。根據開始材料的HMF含量，獲得的蜂蜜的HMF含量(mg/kg)可低于40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20，或者甚至更低的值，且大批死亡值為從llog至81og,還包括21og、31og、41og、51og、61og和71og。獲得的結果在下面示出。同時，可以獲得低于3%的水含量的最小增量。可以想象，通過例如處理新提取的蜂蜜，可以獲得甚至更低的HMF含量(mg/kg),例如20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5。很難說明它能夠有多低，因為蜂蜜已經有的HMF含量會增加。因此，高達15mg/kg的增量和高達40mg/kg的含量是可接受的。目標是使最終的蜂蜜中具有最小增量和最小HMF含量。根據本發明，在熱處理之前進行預熱時間的優化，例如在LSI設備中進行(見下文)。可以預計，HMF含量的最大增量可以降低至14mg/kg、13mg/kg、12mg/kg、llmg/kg、10mg/kg、9mg/kg、8mg/kg、7mg/kg、6mg/kg、5mg/kg、4mg/kg、3mg/kg、2mg/kg。在開始時，用于試驗的蜂蜜具有28mg/kg的HMF含量，因為它預先已在供應商處進行普通的輕凝二熱處理(通過70。C的熱空氣而熔化，并在過濾之前加熱至54匸)，以便熔化可能有的晶體。當使用新提取的蜂蜜時，HMF含量可能低至l-5mg/kg。不同蜂蜜類型之間的自然含量可能變化。試驗部分采用了以下確定方法厭氧孢子的減少(殺死)通過添加合適的厭氧孢子以及確定熱處理之前和之后的孢子水平來評估厭氧孢子的減少。對于形態、物質轉變和耐熱性，Sporogenes桿菌都與肉毒桿菌非常類似。我們使用該有機物，因為它不會致病，因此通常用作測試有機物和代替肉毒桿菌。利用Sporogenes桿菌在大約l升生長介質中進行做種。介質放置在37'C下，且細菌在無氧狀態下進行繁殖。當不再有營養物質和生長停止時，介質進行冷卻。這時，生長細胞(vegetativecell)將采取孢子的形式。孢子含量通過顯孩i鏡計數和通過板發散方法進行培養而確定。目的是向蜂蜜添加最少lx105cfu/g。重要的是在孢子懸浮液中獲得較高孢子濃度，以避免蜂蜜稀釋太多。孢子懸浮液被充入3xl升的、具有螺紋帽的試瓶中(所謂的藍帽)。這些藍帽在接收后冷卻儲存。緊接使用之前，孢子溶液被加至預熱的蜂蜜中并進行攪拌，且攪拌仔細進行。因為較高粘性和較短保持時間，因此并不期望孢子將在LSI設備(見后面)的平衡罐內在蜂蜜中沉淀。蜂蜜的滲透壓將保證防止開始發芽，否則該發芽將降低孢子的耐熱性。孢子含量的確定分析根據MPN(最可能數)方法來進行，并由桿菌和梭菌種類的細菌來檢驗需氧和厭氧孢子。方法是OXOID-Crossley奶MPN方法。使用Oxoid-Crossley奶介質-Oxoid0213。試樣在80°C下熱處理20分鐘，以便殺死生長細胞和開始形成孢子。根據MPN原理進行一系列的稀釋，并在3排3管中進行做種，該管有lml試樣(或稀釋液)。試樣在加熱箱中在37。C下培養4天。觀察試樣，且在介質的顏色變成紫色時得到確認。熱處理溫度熱處理溫度由FrodePedersenTermoelement類型K.No.061901-l確定，且接地焊點由AmetekDenmarkA/S提供。保持時間稱為保持時間或保留時間的處理時間由保持室的容積、產品流量和使用的蒸氣能級計算值來計算。蒸氣能級由減壓閥上測定的壓力和閥的特征來計算。壓力損失根據2個標定數字壓力計確定。產品流量通過磁流量計來確定。這些數據通過數據記錄而連續地收集。特別對于小型設備，該方法有點不準確，但是所有保持時間都估計低于1秒。對于大型設備，可以使用精確的蒸氣計，這增加了計算出的保持時間的精確度。不過，該計算值用于確定孢子的殺死動力學。HMF的確定在HonninginstituttetDr.C.Lullmann,Bremen進行夕卜部分析。方法根據DIN10751第一部分，稱為Winkler并4吏用p-甲苯胺和光度計確定。熱處理設備UHT處理在引導UHT設備上利用稱為LSI的直接蒸氣注入進行。LSI設備是NiroA/S(現在是GEA)Gladsaxevej305，Soborg，Denmark公司的商標，但是市場上有其它合適的設備能夠進行很短保持時間(低于2秒)的熱處理，例如IvensysAPV公司的InstantInfusion。4吏用的設備的能力為100kg/小時。設備設計成在超過100。C的溫度下在極低保持時間(小于l秒)下工作。這通過供給過量蒸氣來進行，該過量蒸氣使產品非常快地從保持室排出。設備設置有數據記錄，主要工作數據可由動態熱計算來計算。圖l表示了UHT設備的示意圖。圖中標記的意思如下11=供給罐。Fh閃蒸罐。Kl二冷凝器。P^壓力計。Tl二溫度計。Pl-供給泵P-2—欠回泵。P-3-真空泵。LS^LSI單元。R-孔。Vl-蒸氣減壓閥V2-吸入閥。V3-取樣橡膠隔膜。V4-取樣抽頭。Hl-保持室LSI的操作在NiroA/S的附隨文獻中說明。這種方法可以在其它制造商的相應UHT設備中進行。實例蜂蜜中的孢子減少做種利用Sporogenes桿菌在大約1升生長介質中進行。介質布置在37'C，且細菌在無氧狀態下繁殖。當不再有營養物且生長停止時，介質進行冷卻。這樣，生長細胞將采取孢子形式。孢子含量通過顯微鏡計數和通過板發散方法進行培養而確定。目的是向蜂蜜添加最少1xl05cfu/g。重要的是在孢子懸浮液中獲得較高孢子濃度，以避免蜂蜜稀釋太多。孢子懸浮液被充入3xl升的藍帽。這些藍帽在接收后冷卻儲存。45kg的蜂蜜儲存在儲罐中，且將外套加熱至50。C。重要的是外套中的水溫不超過55。C,因為當溫度太高或加熱時間太長時，HMP含量將增加。此后添加3升Sporogenes桿菌懸浮液。仔細進行攪拌。取出具有孢子的蜂蜜試樣進行分析。LSI設備在水上起動，并設置成140匸的LSI溫度和55。C的閃蒸蒸氣溫度。當設備開始穩定運行時，使得供給罐中的水液面完全降低，且添加包含孢子懸浮液的蜂蜜。蜂蜜在設備中加熱至140。C溫度，并保持該溫度小于l秒，并閃蒸冷卻至55°C。當設備穩定運行時在閃蒸冷卻后取出蜂蜜試樣。試樣在熱處理之前和之后對Sporogenes和HMF進行分析。可在其它溫度重復該試驗，例如150、130、120和110。C。蜂王精糖漿中的孢子減少制備30kg糖漿，這通過稱量出9kg的水和在水池中將它加熱至55。C進行。然后加入18kg果糖，該果糖溶解于水中。該溶液添加3kg的凍干蜂王精。該蜂王精糖漿添加至孢子懸浮液中，并與蜂蜜類似地在LSI上進行處理。在LSI處理之前和之后同樣采取試樣。蜂膠糖漿中的孢子減少制備30kg糖漿，這通過稱量出9kg的水和在水池中將它加熱至55。C進行。然后加入18kg果糖，該果糖溶解于水中。該溶液添加3kg的來自Proph的凍干蜂膠提取物(PWE-13)。該蜂膠糖漿添加至孢子懸浮液中，并與蜂蜜類似地在LSI上進行處理。在LSI處理之前和之后同樣采取試樣。通過使用大約60%的果糖糖漿，將獲得自保存效果，因為酵母菌和細菌不能在較高滲透壓下生長。通過使用果糖，還將避免結晶。當產品表面氣體為惰性氣體(例如氮氣或二氧化碳)時，將能夠安全地儲存產品，因為這樣細菌、酵母菌和霉菌的生長都能夠防止。結果通過使用上述基本方法，將獲得以下結果。表2:蜂蜜的測定<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在圖2中表示了與溫度和保持時間相比較的HMF(mfZkg)形成。保持時間高于1秒的試樣通過在水池中加熱來制備，在該水池中，溫度保持所述分鐘數。在溫度120。C-140。C下，LSI處理使HMF含量增加高達IOHMFmg/kg。在110。C時似乎對HMF含量沒有影響。因為較長保持時間，加熱至80。C和90。C似乎使HMF含量大大增加。在80。C和90。C保持時間為300和1800秒時，沒有測量到孢子的任何減少(結果未示出)。對于經LSI處理的蜂蜜，對蜂蜜標準(HMF含量最多40mg/kg)指令的遵守似乎沒有問題。表3:試驗的結果和孢子計算值<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3以曲線圖表示了獲得的結果。結論如圖3所示，本發明的方法可以在小于1秒的計算保持時間下非常高效地減少Sporogenes桿菌孢子。我們已經在110。C下獲得大約llog的減少，并在140。C下增加至81og的減少。這樣高效殺死情況將產生良好的Dt值(大批死亡時間)。根據文獻，Sporogenes桿菌的D121值在0.1-1.5分鐘之間，通常為1分鐘。通過本方法，在120。C下獲得令人驚訝的8.59*10-5分鐘的Dm值，即比表中的值縮短11000-12000倍的殺死時間。目前還不能解釋該巨大效果的原因，但是瞬時加熱和冷卻將可能有某種楔子效果(chockeffect),這產生比普通熱處理(更長時間)明顯更高的殺死效果。殺死曲線、D121、Dt值在很多文獻中都經常介紹，例如Palczar、Reid和Chan的Microbiology,1977或PoulErnerAndersen&JorgenRisum的"Indtroduktiontillevnedsmiddelteknologien，，，1989。HMF含量在加熱過程中增加，但是在UHT處理時比在低溫下延長加熱時的增加更少。因此，在UHT處理蜂蜜時將成功遵守最大40mgHMF每kg的指示標準。權利要求1.一種經熱處理的蜂蜜產品，它沒有自然出現的厭氧孢子，且HMF含量低于40mg/kg。2.根據權利要求1所述的蜂蜜產品，其中該產品是蜂蜜或它的糖漿。3.根據權利要求1所述的蜂蜜產品，其中產品是蜂膠或它的糖漿。4.根據權利要求l所述的蜂蜜產品，其中產品是蜂王精或它的糖漿。5.—種制備如前述任意一個權利要求所述的產品的方法，它在明顯減少或消除天然蜂蜜產品中自然出現的肉毒桿菌孢子含量的情況下，通過在110。C-17(TC在保持時間為0.001秒至1秒之間的情況下對它進行熱處理，且HMF水平的增加不超過15mgHMF每kg,且在處理后產品中的HMF含量低于40mgHMF每kg。6.根據權利要求5所述的方法，其中蜂蜜產品在110°C-140°C下熱處理0.001秒至1秒。7.根據權利要求5所述的方法，其中蜂蜜產品在至少120°C-130。C下熱處理0.001秒至1秒。8.根據權利要求5所述的方法，其中蜂蜜產品在至少125。C下熱處理0.1秒。9.根據權利要求5所述的方法，其中蜂蜜產品在至少130。C下熱處理0.01秒。10.根據權利要求5至9中任意一個所述的方法，其中蜂蜜產品是蜂蜜或它的糖漿。11.根據權利要求5至9中任意一個所述的方法，其中蜂蜜產品是蜂膠或它的糖漿。12.根據權利要求5至9中任意一個所述的方法，其中蜂蜜產品是蜂王精或它的糖漿。13.根據權利要求5至12中任意一個所述的方法，其中該方法在UHT設備中進行。14.一種蜂蜜產品，通過前述權利要求5至13中任意一個所述的方法而獲4尋。15.根據權利要求14所述的蜂蜜，其中HMF含量低于40mg/kg，且大糸匕死亡值為1-8(llog至81ogcfu/g)。全文摘要本發明涉及減少蜂蜜產品中的孢子含量的方法以及通過該方法獲得的蜂蜜產品。通過在高溫下熱處理蜂蜜產品非常短時間，將在不會使產品變壞的情況下獲得很大程度的大批死亡效果。文檔編號A61L15/28GK101132704SQ200580038957公開日2008年2月27日申請日期2005年11月15日優先權日2004年11月15日發明者S·H·彼得森申請人:阿爾拉食品公司