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埃塞俄比亚是如何利用太阳能巴氏灭菌技术,对番石榴果实进行榨汁的?在许多热带地区,番石榴是一种广泛种植的水果,其含有大量营

作者:宇航员伊万

埃塞俄比亚是如何利用太阳能巴氏灭菌技术,对番石榴果实进行榨汁的?

在许多热带地区,番石榴是一种广泛种植的水果,其含有大量营养成分,如维生素C、膳食纤维和多种矿物质。

然而,由于其易腐性,番石榴的保质期很短,快速变质也限制了它的销售和运输范围。因此,寻求有效的保鲜处理方法是非常必要的。

在埃塞俄比亚,当地人开发了一种太阳能热技术,这种技术除了用于供应热能产生蒸汽外,还用于消毒、巴氏消毒和蒸发水分过多的水果。

为此,他们采用了一个三级装配锅,进行蒸汽发生、副产品收集和穿孔巴氏消毒部分。(如图所示)

太阳能集热器是一个热系统,在其中将太阳辐射焦点聚集到接收器底部,并转化为可用的热量。

该系统平均功率约为6kW,平均太阳辐射强度为800W/m2,在5分钟内容量为5升的水可以沸腾。

聚光器是一个直径为3米的抛物面反射器,具有可移动的连杆,使用户能够在焦点外加载和卸载产品。

一旦水果经过灭菌、煮沸和蒸发所需的水分含量,就会进入下一步加工阶段——密封

软化的水果通过使用一个干净的过滤器,进行均匀混合、挤压和过滤,并进行密封。

总共使用了255 W的峰值光伏(PV)功率来驱动搅拌机和密封器。

该技术方案为农村地区的果汁加工提供了一种全面解决方案,因为这些地区没有现代化能源供应。

光伏功率不仅为搅拌机和密封器提供了运行电源,而且还为农民提供了灯光和移动充电口,以使他们可以使用移动技术进行通信。

从市场购买的成熟和大小一致的番石榴果实,会根据整体质量进行分类,并用自来水清洗以去除污垢、灰尘、农药残留物和减少微生物负荷。

清洗后的果实用水果刀,切成四块以减小其大小。并将1千克切好的番石榴放入一个穿孔的锅内,利用一个太阳能蒸汽锅中1升水产生的蒸汽,进行消毒和巴氏杀菌处理。煮沸过程需要半小时才能使果实变软并蒸发多余的水分。

随后,加入2克化学防腐剂柠檬酸,混合搅拌均匀,并通过白色织物进行过滤。

经过过滤的果汁通过筛子过滤、煮沸并灌装到玻璃瓶中,并标记为第一次提取。

而剩余的果肉,会按1:1的比例与水混合,并在太阳能蒸汽锅中煮沸半小时进行过滤,而过滤后的果汁,则会被灌装进玻璃瓶中。

瓶子会在室温下冷却,然后存放。饮料样品在第一次日期之后的30天、60天和90天,定期检查其总可溶性固体和总微生物负荷。

对于番石榴汁的微生物分析,包括确定总可溶性固体、pH值和总微生物负荷。番石榴汁的总可溶性固体,采用手持折射仪按照Ruck 方法测定,其pH值采用AOAC (1995)描述的PH计来测量。

类似地,微生物负荷的测定,则是使用无菌正常盐水稀释样品,制备至10−6浓度。取每个稀释液的0.1毫升均匀涂布在营养琼脂培养基上,并在37°C下孵育24小时。

培养皿经过孵育期后筛查出离散菌落,估算出细菌的实际数量(log CFU/ml)。在选择性培养基上进行菌落计数,以确定特定微生物的负荷。

通过MacConkey琼脂培养基、膜肠球菌(mFC)琼脂培养基、曼氏盐琼脂培养基(MSA)和Sabroud葡萄糖琼脂培养基(SDA)进行总大肠杆菌计数(TCC)、粪大肠杆菌计数(FCC)、总葡萄球菌计数(TSC)和总真菌计数(TFC)。

最终,研究人员会在这种情况下,进行三次制板,并从菌落少于300的培养皿中进行计数。细菌负荷估计采用国际食品微生物学规范委员会的标准方法。

而存储时间和提取次数是交互作用的,对番石榴汁的总可溶性固体(TSS)的影响如图和表所示。总可溶性固体可以描述汁液中的糖和可溶性矿物盐含量。

新鲜汁的初始TSS为5 °Brix。 TSS的数据显示,随着存储日增加以及汁液提取的重复,TSS显著下降。在零日存储汁液后提取的汁液与存储1个月、2个月和3个月后提取的汁液之间的TSS没有显著差异,均为5 °Brix。

但是,TSS在提取和存储期间的重复中持续下降。这种下降可能是由于在连续提取过程中加入了水。随着水的加入,溶质浓度下降,导致TSS下降。

图中展示了随着提取过程中加入水,番石榴果实中的总可溶性固体在提取液中下降。新鲜汁的pH值为3.8,3.9和4,分别对应于E1M0、E2M0和E3M0。

经过存储1个月、2个月和3个月后,pH值分别为3.9、3.97和4.2。这表明,随着提取次数和存储时间的增加,pH值逐渐升高。

可以说,埃塞俄比亚的太阳能巴氏灭菌技术,在现代农业中的应用已经成为创新和发展的主要趋势。

除了番石榴以外,该技术还可以被应用到其他类型的农产品种植过程中,如蔬菜、水果、谷物等等。

而作为回报,这个技术可持续规模的创作就业机会,减少青年失业,加速可持续的农村城市化,并有助于实现可持续发展目标。

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