антимикробный агент и способ поддержания свежести пищевого продукта

Формула изобретения

1. Применение обжигового продукта устричных раковин в качестве антимикробного агента.

2. Применение по п.1 обжигового продукта устричных раковин при соотношении оксида и гидроксида кальция в обжиговом продукте 3 7 7 3.

3. Применение по п.1 обжигового продукта устричных раковин, причем средний размер частиц обжигового продукта не превышает 74 мкм.

4. Способ поддержания свежести пищевого продукта, включающий приведение пищевого продукта в контакт с антимикробным агентом, отличающийся тем, что в качестве антимикробного агента используют обжиговый продукт устричных раковин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается применения обжигового продукта устричных раковин в качестве антимикробного агента, а также способа поддержания свежести пищевого продукта, использующего указанный обжиговый продукт.

Известно, что при хранении различных видов пищевых продуктов, а также при хранении некоторых промышленных продуктов, содержащих вещества, которые могут служить питательной средой для микроорганизмов, на них может появляться плесень. Как только плесень появляется на пищевых и промышленных продуктах, коммерческой ценности товара наносится существенный ущерб, и во многих случаях продукты приходится выбрасывать. Даже если плесень не будет появляться, рост или распространение вредных микроорганизмов могут нанести заметный ущерб коммерческой ценности продуктов, и в некоторых случаях приводят к полной порче товара. Более того, рост или распространение таких микроорганизмов может вызвать отравление пищевых продуктов.

Прежде в качестве противомикробных средств, предпочтительных в отношении безопасности для организма человека и пригодности для пищевых продуктов, использовали главным образом этанол, гипохлорит и аллилизоцианат. (DЕ, N заявка 2404462, кл. А 23 В 7/14,1980) Однако, этанол является воспламеняющейся жидкостью, так, что требование соблюдать осторожность при работе с ним является слабым местом. Гипохлорит имеет тот недостаток, что он генерирует неприятный запах хлора. Недостатками аллилизоцианата является то, что он разлагается в воде с неприятным запахом, и является также сильно раздражающим веществом.

Основной задачей настоящего изобретения является предложить такое противомикробное средство, которое в высокой степени безопасно для человеческого организма, легко в обращении, и которое не генерирует какой-либо неприятный запах.

Другой задачей настоящего изобретения является предложить способ поддержания пищевых продуктов в свежем состоянии, который не имеет вышеупомянутых недостатков.

Другие задачи, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания изобретения, которое следует далее.

В результате интенсивных поисков и исследовательских работ по разработке противомикробных средств, которые являются в высокой степени безопасными для человеческого организма, с которыми легко обращаться, и которые не образуют каких-либо неприятных запахов при применении, автором изобретения неожиданно было обнаружено, что обжиговый продукт, полученный путем обжига раковин устриц, обладает высоким противомикробным действием, и что обработка пищевых продуктов указанным обжиговым продуктом неожиданно эффективна для поддержания их свежести.

Обжиговый продукт из устричных раковин состоит в основном из оксида кальция, однако ранее оксид (или гидроксид) кальция не использовали в качестве антимикробного агента для сохранения свежести пищевых продуктов. Это связано, очевидно, с тем, что химические чистые оксиды (или гидроксид) кальция, для проявления их антимикробных свойств, должны находиться в сравнительно высокой концентрации, чтобы придать продукту достаточно щелочной рН, чтобы воспрепятствовать развитию микроорганизмов, а это вряд ли может быть приемлемым для множества пищевых и промышленных продуктов.

Неожиданным является то, что обжиговый продукт из устричных раковин, состоящий в основном из оксида кальция, оказался значительно более эффективным антимикробным агентом по сравнению с химически чистыми соединениями кальция. Хотя механизм антимикробного действия обжигового продукта пока не вполне ясен, можно считать установленным, что это действие по существу не связано с изменением рН среды (продукта) и небольшие количества обжигового продукта в состоянии защитить пищевой продукт от порчи.

Вообще обжиговый продукт из устричных раковин был известен еще в древнем Китае. Однако его использовали тогда и до настоящего времени только в качестве принимаемого через рот нетоксичного лекарственного средства источника дополнительного кальция для организма человека, поскольку было известно, что кальций из природных источников, таких как обжиговый продукт устричных раковин или коралловый порошок, значительно легче усваивается организмом, чем химически чистые соединения кальция.

Необходимо отметить, что здесь термин "противомикробное действие" означает действие против таких микроорганизмов как бактерии, плесени и их споры, а также водоросли и т.п.

Противомикробное средство по настоящему изобретению, включает обжиговый продукт устрицы, например, Ostracea. Конкретнее, устрица может быть, например, Ostrea, Crassostrea, Sexostrea и т.д. Обжиговый продукт может быть получен путем обжига раковин устрицы при высоких температурах порядка 600^oC и выше, предпочтительно, в области от 900^oC до 1200^oC. В качестве атмосферы, в которой происходит обжиг раковин устрицы, обычно используют воздух; однако, может быть использован и инертный газ, такой как азот или аргон. Длительность обжига обычно составляет от 15 минут до 60 минут, предпочтительно от 20 минут до 45 минут. Обжиг предпочтительно выполнять посредством генерирования тепла (Джоулево тепло) при приложении электрического тока к раковинам устрицы, используемым в качестве резистора, и далее происходит кальцинирование раковин устрицы за счет генерированного в них тепла.

Обжиг раковин устрицы способом, который описан выше, вызывает термическое разложение и дальнейшее удаление органических материалов раковин устрицы, за счет чего образуется продукт белого или серовато-белого цвета. Обжиговый или, иначе, "кальцинированный" продукт затем разделяют на тонкие порошки, имеющие нужный размер зерна. Обжиговый продукт содержит оксид кальция в качестве основного ингредиента в количестве от 60 вес. до 80 вес. предпочтительно от 65 до 75 вес. при пересчете на Са, и, в качестве ингредиентов, присутствующих в незначительных количествах, магний в количестве от 3000 до 6000 вес. ррт (частей на миллион), предпочтительно от 3500 до 5500 вес. ррm; железо в количестве от 350 до 650 вес. ррm, предпочтительно от 400 до 600 вес. ррm; фосфор в количестве от 100 до 300 вес. ррm; предпочтительно от 150 до 250 вес. ррm; калий в количестве от 40 до 150 вес. ррm, предпочтительно - от 50 до 100 вес. ррm; натрий в количестве от 0,5 до 10 вес. ррm, предпочтительно от 1 до 5 вес. ррm; и тяжелые металлы в количестве от 1 до 3 вес. ррm. Величина рН насыщенного водного раствора кальцинированного продукта может лежать в интервале от 12 до 13.

Обжиговый продукт по изобретению, может быть, например, в форме порошков, имеющий средний размер частиц 74 мкм (200 меш) или меньше, предпочтительно 43 мкм (325 меш) или меньше.

Обжиговый продукт может быть применен и в гидратной форме, если присутствует вода абсорбированная, по меньшей мере, частью обжигового продукта. Образующийся гидрат содержит в качестве основного ингредиента гидроксид кальция.

В соответствии с изобретением предпочтительно использовать обжиговый продукт в виде смеси негидратированного обжигового продукта (типа оксида кальция) с гидрированным обжиговый продуктом (типа гидроксида кальция). Так как обжиговый продукт только типа оксида кальция является высокощелочным и высокогигроскопичным, с ним неудобно обращаться, однако, проблема может быть решена путем смешения обжигового продукта типа оксида кальция с обжиговым продуктом типа гидроксида кальция. Весовое соотношение обжигового продукта типа оксида кальция и обжигового продукта типа гидроксида кальция может находиться в интервале приблизительно от 3:7 до 7:3, предпочтительно от 4:6 до 6:4.

Выгодно использовать обжиговый продукт, полученный обжигом при более низких температурах в интервале от 600 до 900^oC, предпочтительно от 750 до 850^oC, в сочетании с обжиговым продуктом, полученным при более высоких температурах в интервале от 900 до 1200^oC, предпочтительно от 1000 до 1150^oC. Можно здесь отметить, что обжиговые продукты, полученные при более низких температурах обжига, и обжиговые продукты, полученные при более высоких температурах обжига, отличаются друг от друга по свойствам в значительной степени. Например, обжиговые продукты, полученные при более низких температурах, имеют меньшую щелочность, чем обжиговые продукты, полученные при более высоких температурах, и удобнее последних в обращении. Следовательно, смесь первого с последним может обеспечить продукты, более удобные в обращении. Весовое соотношение обжигового продукта, полученного при более низких температурах, и обжигового продукта, полученного при более высоких температурах, может находиться в интервале приблизительно от 3:7 до 7:3, предпочтительно приблизительно от 4:6 до 6:4.

Обжиговый продукт типа оксида кальция и/или обжиговый продукт типа гидроксида кальция, соответствующие настоящему изобретению, будут далее называться просто обжиговым продуктом, и следует понимать, что "обжиговый продукт" означает обжиговый продукт типа оксида кальция и/или обжиговый продукт типа гидроксида кальция по изобретению, если нет других указаний. Обжиговый продукт по изобретению может дополнительно содержать в качестве наполнителя добавку, безвредную для пищевого продукта и для человеческого организма. Добавка может включать, например, порошковые неорганические соединения, такие как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид магния, оксид кальция, их гидраты, карбонат магния, карбонат кальция и т.д. Кроме того, можно добавлять тонко измельченные (размолотые) устричные раковины типа карбоната кальция, полученные путем размола в порошок сухих раковин устрицы. Норма добавки может составлять приблизительно от 10 вес. частей до 400 вес. частей, предпочтительно приблизительно 50-200 вес. частей, по отношению к 100 вес. частям обжигового продукта по изобретению.

Как упоминалось выше, обжиговый продукт, по изобретению неожиданно продемонстрировал отличное противомикробное действие. Тот факт, что обжиговый продукт устричных раковин, обладает превосходным противомикробным действием, впервые установлен автором изобретения. На сегодняшний день причины высокого противомикробного действия кальцинированного продукта, соответствующего настоящему изобретению, еще не выяснены, хотя можно предположить, что некоторые металлические ингредиенты, содержащиеся в раковинах устрицы в незначительных количествах, могут оказывать влияние на усиление противомикробного действия.

Обжиговый продукт, по изобретению, может использоваться в виде порошков, водного раствора или водной дисперсии.

Кроме того, обжиговый продукт по изобретению, может быть с пользой применен в качестве противомикробных средств для продуктов питания, для промышленных и медицинских целей.

Кроме того, обжиговый продукт типа оксида кальция и/или обжиговый продукт типа гидроксида кальция по изобретению могут быть успешно использованы в качестве средств поддержания свежести пищевых продуктов. Для того чтобы использовать обжиговый продукт по изобретению в качестве средства сохранения свежести пищевых продуктов, обжиговый продукт смешивают и диспергируют в пищевом продукте или приводят в контакт с пищевым продуктом в виде водного раствора или водной дисперсии. Водный раствор и водная дисперсия могут содержать, если необходимо, или если желательно, соответствующее количество спирта, такого как этанол, изопропиловый спирт, глицерин, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, спиртосахар и т.д. Когда обжиговый продукт по изобретению используют в виде водного раствора или водной дисперсии, каждую из этих форм готовят путем добавления воды к обжиговому продукту, и концентрация обжигового продукта обычно составляет 0,01 вес. или более, предпочтительно 0,1 вес. и более. Верхний предел концентрации обжигового продукта не устанавливается, однако, его концентрация достигает приблизительно 30 вес. или менее. Предпочитают использовать обжиговый продукт в водном растворе или в водной дисперсии в количестве, обычно составляющем от 0,05 до 10 вес. предпочтительно от 0,1 до 5 вес.

Обжиговый продукт по изобретению может применяться для различного вида пищевых продуктов. Употребленный здесь термин "пищевые продукты" относится к любым пищевым продуктам, включая обработанные пищевые продукты в жидком или в твердом состоянии, сырое мясо домашних животных, рыбу, сырую рыбу, сырых панцирных животных, овощи, съедобные корнеплоды, фрукты и т.д.

Когда обжиговый продукт по изобретению применяют для обработанных продуктов питания в жидком или в твердом состоянии, обжиговый продукт может быть подмешан и диспергирован в пищевом продукте в количестве, обычно составляющем приблизительно 0,05-10 вес. предпочтительно от 0,1 до 5 вес. Обжиговый продукт в водном растворе или в водной дисперсии может быть нанесен разбрызгиванием на поверхность пищевого продукта, посредством чего обеззараживаются вредные микроорганизмы, и поддерживается свежее состояние пищевого продукта.

Далее, когда обжиговый продукт по изобретению применяют для обработки таких свежих продуктов, как мясо домашнего скота, рыба, сырое рыбное мясо, сырые панцирные водные животные, овощи, съедобные корнеплоды, фрукты и т.д. то обжиговый продукт можно привести в контакт со свежим пищевым продуктом в виде водного раствора или водной дисперсии, которые могут содержать обжиговый продукт в количестве, составляющем приблизительно 0,05-10 вес. предпочтительно от 0,1 до 5 вес. Способы приведения в контакт пищевого продукта с обжиговым продуктом могут включать, например, способ погружения свежего пищевого продукта в водный раствор или водную дисперсию обжигового продукта, или способ обрызгивания пищевого продукта водным раствором или водной дисперсией обжигового продукта.

Кроме того, когда обжиговый продукт по изобретению, применяют для обработки пищевого продукта, погруженного в водный раствор, например, сырых панцирных, погруженных в соленую воду, или икры, погруженной в приправы, обжиговый продукт может быть добавлен в водный раствор в количестве от 50 вес. ppm до 1 вес. предпочтительно от 100 вес. ppm до 0,5 вес.

Обжиговый продукт по изобретению может быть использован в качестве противомикробного средства для пищевых продуктов, в промышленных целях и для применения в медицине по причине превосходного противомикробного действия обжигового продукта. Далее, обжиговый продукт можно с пользой применять в качестве средства для поддержания пищевых продуктов в свежем состоянии. Применение обжигового продукта в качестве средства для сохранения свежести пищевых продуктом возможно потому, что обжиговый продукт может подавлять рост или распространение вредных микроорганизмов, держащихся на поверхности пищевого продукта, или подавляет их размножение, в результате чего предотвращается порча пищевого продукта, и продукт сохраняется в свежем состоянии.

Пример 1. Раковины японской устрицы (Crassosterea gigas) кальцинируют за счет Джоулева тепла приблизительно при 1100^oC, и образовавшийся обжиговый продукт измельчают в тонкий порошок (частицы размером 350 меш составляют 90 вес. или больше). Найдено, что эти частицы содержат в качестве основного ингредиента оксид кальция.

Результаты элементного анализа:

Са 68 вес. Mg 489 мг/100 г; Fe 47 мг/100 г;

P 10 мг/100 г; тяжелые металлы 2,1 вес.ppm; К 7 мг/100 г; Na 2 мг/100 г.

Величина рН насыщенного водного раствора обжигового продукта, полученного по этому примеру, составляет 12,4.

Пример 2. Обжиговый продукт А, полученный по примеру 1, и агаровую культуральную среду помещают раздельно в автоклав и нагревают. Состав агаровой культуральной среды следующий:

(Агаровая культуральная среда)

мясной экстракт 3 вес. части;

пептон 5 вес. частей

агар 15 вес. частей.

Затем агаровую культуральную среду смешивают до однородной дисперсии с обжиговым продуктом А при температуре от 40^oC до 50^oC при концентрации 0,5 вес. Дисперсию наливают в чашки Петри приблизительно по 20 мл в каждую чашку Петри и оставляют застывать.

Поверхность агаровой культуральной среды в чашке Петри затем покрывают однородным слоем физиологического раствора, содержащего микробный посевной материал, который будет описан ниже. Высевают следующие виды микроорганизмов:

1:Salmonella enteritidis

II:Escherichia coli

Затем чашки Петри оставляют стоять при 37^oC заданный период времени, и подсчитывают число колоний, выросших на агаровой культуральной среде. Результаты представлены ниже в таблице 1.

Пример 3. Проводят испытания с посевами микроорганизмов, которые описаны ниже в таблице 2, по существу, таким же способом, как в примере 2, изменяя количество обжигового продукта А, а также температуру и время инкубации. В испытании (1) культуральную среду инкубируют при 10^oC в течение 2 недель; и в испытании (2) культуральную среду инкубируют при 37^oC в течение 48 часов. По завершении испытаний подсчитывают число живых микробов, выросших на культуральной среде.

Далее, вычисляют минимальные ингибирующие концентрации (МИК) обжигового продукта по отношению к микроорганизмам, как показано ниже в таблице 2, основываясь на подсчитанном числе живых микроорганизмов. Результаты также представлены ниже в таблице 2.

Пример 4. Навески порошка обжигового продукта А (0,2 г или 0,5 г), полученного по примеру 1, добавляют к устрицам в раковинах, погруженным в воду (влажный вес устриц в раковинах 700 г, воды 300 г), и образовавшуюся таким образом дисперсию затем в свою очередь упаковывают в хлорвиниловый мешок. Для контроля упаковывают также в хлорвиниловый мешок устрицы в раковинах, погруженные в воду, не содержащую обжигового продукта, таким же образом, как описано выше.

Упаковки выдерживают при температуре 10^oC при более низкой температуре в течение заданного периода времени. Проводят замеры на стандартных счетных пластинах в 0 день, через 1 неделю и через 2 недели в соответствии со стандартными методиками испытания пищевых продуктов. Результаты представлены ниже в таблице 3.

Пример 5. По существу, используют тот же способ, что и в примере 4, за исключением того, что вместо дисперсии устриц в раковинах в воде используют 1000 г лапши, содержащей морские водоросли. Результаты представлены ниже в таблице 4.

Пример 6. Готовят лапшу по-японски, гречишную лапшу-вермишель и лапшу по-китайски, используя 10 кг пшеничной муки, в которую добавлено 30 г обжигового продукта А. Затем эти продукты проверяют на свежесть. Для контроля используют продукты, которые приготовлены так же, как описанные выше, за исключением того, что не добавляют обжиговый продукт. Образцы для испытаний упаковывают в хлорвиниловые упаковочные мешки и оставляют при 10^oC или при более низкой температуре на заданный период времени, как будет описано ниже. Результаты представлены ниже в таблице 5. В таблице 6 "лапша А" означает невареную лапшу по-японски; "лапша В" обозначает вареную лапшу по-японски; "соба А" обозначает невареную гречишную лапшу-вермишель, "соба В" обозначает вареную гречишную лапшу-вермишель, и "китайская лапша" обозначает невареную лапшу по-китайски.

Пример 7. В ванильное мороженое добавляют обжиговый продукт А в количестве 0,1 вес. и мороженое выдерживают при 0^oC или при более низкой температуре в течение 10 дней. После 10-тидневного хранения стандартная счетная пластинка показывает 300 микробов на грамм или меньшее количество.

В целях сравнения, ванильное мороженое, в которое не добавляют обжиговый продукт, хранят в тех же условиях, которые описаны выше. Стандартная счетная пластинка показывает 830 микробов на грамм.

Пример 8. Огурцы, не обрезая, моют водой, и погружают на 2 часа при комнатной температуре в водный раствор, содержащий обжиговый продукт А в количестве 0,5 вес. Огурцы затем проверяют на стандартной счетной пластинке. Число микробов составляет 2,710³ на грамм.

Для сравнения, огурцы, не обрезая, моют водой и погружают на 2 часа при комнатной температуре в водный раствор, не содержащий обжиговый продукт. Огурцы затем подвергают испытаниям на стандартной счетной пластинке. Число микробов составляет 1,610⁶ на грамм.

Пример 9. Нарезанную капусту промывают водой и погружают на 2 часа при комнатной температуре в водный раствор, содержащий обжиговый продукт А в количестве 0,5 вес. Затем капусту испытывают при помощи стандартной счетной пластинки. Число микробов составляет 9,810³ на грамм.

В целях сравнения, резанную капусту промывают водой и погружают на 2 часа при комнатной температуре в водный раствор, не содержащий обжиговый продукт. Капусту затем испытывают при помощи стандартной пластинки. Число микробов составляет 1,110⁶ на грамм.

Пример 10. К сырым яйцам добавляют обжиговый продукт А в количестве 0,2 вес. и яйца взбалтывают. Взболтанные яйца затем оставляют стоять на 7 дней при температуре 5^oC, и проводят испытания на стандартной счетной пластине. В результате найдено, что яйца содержат микробы в количестве 100 на грамм или в меньшем количестве. Таким образом, подтверждается, что взболтанные яйца хранятся в свежем состоянии.

Пример 11. Каракатицу хранят при 5^oC в течение 7 дней в водном растворе, содержащем обжиговый продукт А в количестве 0,2 вес. и затем проводят испытания на стандартной счетной пластинке. В результате найдено, что в ней содержится 30 микробов на грамм, или меньшее количество.

С другой стороны, в целях сравнения, каракатицу хранят при 5^oC в течение 7 дней в воде, не содержащей обжигового продукта А. В результате найдено, что она содержит 1,210⁸ микробов на грамм или меньшее количество.

Пример 12. Годных в пищу медуз, содержащих 100 микробов на грамм или меньше, погружают в водный раствор, содержащий обжиговый продукт А в количестве 0,2 вес. и хранят при 5^oC в течение 7 дней. В результате, при измерениях с помощью стандартной счетной пластинки, найдено, что содержание микробов составляет 100 на грамм или меньше. Таким образом, подтверждается, что свежая каракатица сохраняет свою свежесть.