способ консервирования продуктов в пластиковых упаковках и пластиковая упаковка

Формула изобретения

1. Способ консервирования растительного, в частности плодоовощного продукта, предусматривающий заполнение пластиковой упаковки подлежащим термообработке продуктом, запечатывание заполненной пластиковой упаковки и термообработку запечатанной и заполненной пластиковой упаковки, причем стадию охлаждения ведут холодной водой при одновременной подаче в автоклав воздуха под давлением, по меньшей мере, частично компенсирующим давление внутри горячих упаковок так, чтобы эти упаковки не повреждались при охлаждении, а после понижения температуры упаковок, по меньшей мере, до 90°С или ниже давление сбрасывают и продолжают охлаждение холодной водой при давлении окружающей среды, причем используют пластиковые упаковки, выполненные из ламинированного материала, наружный слой которого включает полиэфирные волокна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу в автоклав воздуха под давлением прекращают при достижении температуры упаковок 75-80°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию термообработки проводят при средней температуре около 95°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию термообработки проводят при температуре 110 - 120°С.

5. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что растительный продукт выбирают из корнеплодов, бобовых, тыквенных, пасленовых, зерновых, оливок и маслин, плодово-ягодных культур, различных салатов, в том числе салатов, содержащих мясные или рыбные компоненты, а также капуста, лук, чеснок, черемша, спаржа.

6. Пластиковая упаковка для консервирования пищевых продуктов способом по п.1, выполненная из ламинированного материала, содержащего следующие слои, от внутреннего к наружному: полипропилен, полиамид, полиэтилентерефталат.

7. Упаковка по п.6, отличающаяся тем, что ламинированный материал является прозрачным для визуальной идентификации продукта.

8. Упаковка по п.6, отличающаяся тем, что ламинированный материал является непрозрачным и дополнительно содержит слой алюминия между полиэтилентерефталатным и полиамидным слоями.

9. Упаковка по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что полиэтилентерефталатный слой содержит такое полиэфирное волокно, как лавсан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается консервирования растительных продуктов, в частности таких, как корнеплоды, бобовые, тыквенные, пасленовые, зерновые, оливки и маслины, плодово-ягодные культуры, различные салаты, в том числе салаты, содержащие мясные или рыбные компоненты, а также капуста, лук, чеснок, черемша, спаржа.

К консервированию плодоовощных продуктов предъявляются повышенные требования в отношении параметров термообработки (пастеризации и стерилизации). С одной стороны, термообработка должна обеспечивать надежное уничтожение всех вегетативных (и желательно споровых) форм микроорганизмов, а с другой стороны, цикл термообработки должен быть как можно короче для оптимального вкуса продукта и максимального сохранения в нем полезных для здоровья веществ (например, витаминов), чувствительных к воздействию высоких температур.

В общем случае, цикл термообработки состоит из трех стадий - нагревания, выдержки с температурой и временем, требуемыми для уничтожения микроорганизмов, и охлаждения. Понятно, что основная стадия (выдержки) не может быть сокращена, поскольку установленные для конкретного продукта температурно-временные параметры термообработки должны быть обязательно соблюдены, однако длительность стадий нагревания и охлаждения определяется главным образом свойствами тары, в которой осуществляют термообработку продуктов.

Ранее термообработку плодоовощной продукции вели в герметично закрытой стеклянной или металлической таре, каждая из которых имеет свои недостатки. Стеклянная тара является тяжелой и чувствительной к ударным воздействиям и, кроме того, увеличивает длительность цикла термообработки из-за низкой теплопроводности. Нагревание стеклянных банок длится долго, а охлаждают их осторожно, так как стекло легко образует трещины при значительном перепаде температур внутри и снаружи банки. Металлические банки легче, но вследствие пластичности и тонкости металлического листа, из которого их изготавливают, не могут охлаждаться слишком быстро, так как при значительной разнице давлений внутри и снаружи банки они вспучиваются и могут разрушиться.

Аналогичные проблемы возникают и при автоклавной стерилизации отходов в полипропиленовых мешках, используемых для утилизации лабораторных, медицинских и некоторых пищевых отходов. Чтобы избежать разрушения мешков на стадии сброса давления, стерилизацию мешков паром осуществляют при незапечатанном (открытом) верхе мешка. Понятно, что такой способ не пригоден для стерилизации пищевых продуктов, рассчитанных на длительное хранение без охлаждения, в течение периода от полугода до двух-трех лет.

RU 98119834/13 представляет собой попытку решения проблем стерилизации упаковок, чувствительных к перепаду давлений, которые решаются посредством того, что запечатанные упаковки сначала помещают в специальную вторичную тару (контейнер), который герметизируют и после этого помещают в автоклав. Идея данного способа состоит в том, что при нагревании и охлаждении давление внутри контейнера должно компенсировать внутреннее давление упаковок, позволяя тем самым использовать для стерилизации тонкостенные и, вероятно, даже пластиковые упаковки без их деформации или разрушения. Очевидно однако, что использование вторичной тары, которой является указанный герметичный контейнер, значительно замедляет процессы стерилизации и охлаждения, усложняет контроль за их параметрами, снижает надежность стерилизации в целом и потому вряд ли когда-либо будет использоваться на практике.

Поэтому задача изобретения состоит в сокращении длительности цикла термообработки при использовании пластиковых упаковок и надежной пастеризации или стерилизации растительных продуктов для последующего их длительного хранения.

Поставленная задача решается способом по изобретению, который предусматривает Способ консервирования растительного, в частности, плодоовощного продукта, предусматривающий заполнение пластиковой упаковки подлежащим термообработке продуктом, запечатывание заполненной пластиковой упаковки и термообработку запечатанной и заполненной пластиковой упаковки, причем стадию охлаждения ведут холодной водой при одновременной подаче в автоклав воздуха под давлением, по меньшей мере частично компенсирующим давление внутри горячих упаковок так, чтобы эти упаковки не повреждались при охлаждении, а после понижения температуры упаковок по меньшей мере до 90°С или ниже, давление сбрасывают и продолжают охлаждение холодной водой при давлении окружающей среды, причем используют пластиковые упаковки, выполненные из ламинированного материала, наружный слой которого включает полиэфирные волокна.

Ускорение процесса охлаждения пластиковых упаковок и сокращение цикла стерилизации в целом обеспечивается благодаря тому, что сброс давления в автоклаве становится возможным вскоре после прекращения процесса нагревания. Уже при достижении температуры упаковок 90°С (или ниже) автоклав можно открыть для продолжения охлаждения упаковок, как указано в формуле, при давлении окружающей среды.

Понятно, что если автоклав открыт, упаковки могут быть выгружены, чтобы продолжить свое охлаждение в окружающей среде, а в автоклав может быть загружена следующая партия упаковок. Тем самым цикл работы автоклава с одной партией упаковок существенно сокращается, а его производительность повышается.

Способ по изобретению позволяет резко сократить длительность стадии охлаждения без повреждения запечатанных упаковок, в которых в начале стадии охлаждения еще сохраняется высокое давление.

При заполнении упаковки продуктом, в нее может (не обязательно) добавляться консервирующий агент. Параметры термообработки предпочтительно обеспечивают получение продукта, имеющего срок хранения от 6 месяцев до 2,5 лет, в зависимости от типа продукта.

Упаковка может иметь различный вид и объем. Пластиковые упаковки могут иметь в общем параллелепипедную форму, либо сужающуюся кверху, стоячую форму типа "Stand Up" (с круглым донным и плоским верхним швами), либо не иметь определенной формы - в виде прямоугольного мешка. Предпочтительные объемы упаковок могут варьировать от 100 мл до 1 л. Более крупные упаковки также могут использоваться, но при этом они должны иметь соответствующую уплощенную или удлиненную форму, чтобы чрезмерно не увеличивать длительность цикла термообработки. Наиболее предпочтительным объемом является объем от 200 до 500 мл.

Заполнение упаковок продуктом может производиться как с заливочной жидкостью, так и без нее, однако в случае, когда заливочную жидкость не используют, заполненные упаковки следует вакууммировать. Так же для пакетов, заполненных продуктами, содержащих жидкую фазу, можно применить частичный вакуум (для увеличения сроков хранения).

При использовании пастеризационного режима консервирования плодоовощного продукта (огурцы, патиссоны, кабачки, томаты и т.п.) стадия термообработки может проводиться при температуре “жесткой” пастеризации, т.е. до 100°С, например, при средней температуре на стадии выдержки около 95°С.

При использовании стерилизационного режима консервирования, например, при консервировании бобовых или корнеплодов, стадию выдержки предпочтительно проводят при температуре от 110°С до 120°С.

Для упаковок небольших объемов, например от 100 до 500 мл предпочтительны упаковки типа "Stand Up" с круглым дном и плоским верхом.

Изобретение также предлагает пластиковую упаковку для консервирования пищевых продуктов вышеописанным способом, выполненную из ламинированного материала, содержащего следующие слои, от внутреннего к наружному: полипропилен, полиамид, полиэтилентерефталат.

Предпочтительно, ламинированный материал является прозрачным для визуальной идентификации продукта.

В случаях, когда продукт чувствителен к воздействию света, ламинированный материал будет непрозрачным и будет дополнительно содержать слой алюминия между полиэтилентерефталатным и полиамидным слоями.

Предпочтительно, полиэтилентерефталатный слой содержит такое полиэфирное волокно, как лавсан.

Полипропиленовый слой является традиционным пластиком, разрешенным для контактирования с пищей, и, кроме того, он хорошо термосваривается с образованием прочного шва. Полиамидный слой является центральным, а полиэтилентерефталатный слой, содержащий полиэфирные волокна, такие как лавсан, повышает прочность упаковки на разрыв, удар и прокалывание.

Кроме того, пластиковый ламинированный материал может содержать слой алюминиевой фольги в качестве дополнительного барьерного слоя, который обычно размещен между полиэтилентерефталатным (наружным) слоем и полиамидным слоем. Дополнительный слой из алюминиевой фольги необходим для более высоких барьерных свойств упаковки и соответственно для увеличения сроков хранения продукции.

Растительный продукт предпочтительно выбирают из корнеплодов, бобовых, тыквенных, пасленовых, зерновых, оливок и маслин, плодово-ягодных культур, различных салатов, в том числе салатов, содержащих мясные или рыбные компоненты, а также капусты, лука, чеснока, черемши, спаржи. Ниже приведен неограничивающий список предпочтительных продуктов для термообработки по изобретению:

бобовые: зеленый горошек, фасоль, фасоль стручковая, чечевица, соя, бобы, маш, нут,

зерновые: кукуруза, кукуруза в початке, мини-кукуруза, готовый (вареный) рис, готовое пшено, готовые макаронные изделия, готовая гречка,

оливки и маслины, как с косточкой, так и без нее, возможно с различными другими материалами (перец, анчоус, лимон, и т.д.),

корнеплоды: свекла, морковь, репа, редис, редька, сельдерей, пастернак, петрушка корневая, брюква (консервируемые как нарезанными на куски, так и целиком);

тыквенные: кабачки всех видов, включая цуккини, огурцы, патиссоны (все виды), тыква, арбуз, дыня;

пасленовые: томаты, перцы, баклажаны, физалис, картофель;

а также капуста, лук, чеснок, черемша, спаржа (стебли);

различные салаты, в том числе включающие не только овощные, но также мясные или рыбные компоненты;

компоты, включающие все известные культурные и дикорастущие плодово-ягодные культуры, в том числе ревень, цитрусовые, тропические и субтропические фрукты и ягоды.

Далее изобретение поясняется неограничивающими примерами его выполнения.

Пример 1 Пастеризационный режим

Изготавливали пакеты в общем параллелепипедной формы, емкостью 500 мл и 1 л, из вышеописанного ламинированного пластикового материала с внутренним полипропиленовым слоем. Пакет был достаточно прозрачным и содержимое пакета можно было легко оценивать визуально. Открытые незаполненные пакеты подавали на упаковочный автомат (заполняющую и запечатывающую машину), где пакеты заполняли продуктом из одного дозатора, или из системы дозаторов (например, из двойного дозатора) продуктом и заливочной жидкостью. После этого верх пакета герметично термосваривали известным образом с получением шва шириной около 5-10 мм. На этой стадии (при отсутствии заливочной жидкости) перед термосвариванием верха пакета может прикладываться пониженное давление (“вакуум”) с предварительной запайкой незакрытой (верхней) части, после чего верхний шов термосваривается окончательно. Также можно применять способ без предварительной запайки. В данном примере вакуумирование не применяли, поскольку пакеты заполняли вишневым компотом. После запечатывания заполненные пакеты устанавливали в пастеризатор, в качестве которого использовали обычный баночный автоклав. Нагревание запечатанных пакетов вели до достижения 95°С в течение 30 минут, и после выдержки при 95-100°С в течение в среднем 20 минут (для пакетов меньшего объема около 10 минут, для пакетов большего объема - до 30 минут), в автоклав подавали холодную воду для быстрого охлаждения пакетов при одновременной подаче сжатого воздуха под избыточным давлением 1,4 бар. После достижения температуры пакетов 75°С, которая была достигнута менее чем за 2 минуты, подачу сжатого воздуха прекращали и давление в автоклаве сбрасывали, продолжая охлаждение холодной водой обычным образом до 28°С, до полного выравнивания давления внутри пакетов с давлением окружающей среды. Ни один из полученных, охлажденных пакетов не имел повреждений или утечек.

Пример 2. Стерилизационный режим

Для консервирования бобовых (фасоль, горох) использовали вышеописанные пластиковые пакеты емкостью 200 мл типа "Stand Up" с круглым донным и плоским верхним швами шириной около 10 мм. Верхний шов термосваривали после заполнения пакетов продуктом. Ламинированный материал используемой упаковки содержал алюминиевый слой. Наружный слой был образован из полиэтилентерефталата с лавсановыми волокнами для повышения прочности упаковок на удар и разрыв. Ниже него последовательно располагались слой алюминия, полиамидный слой и полипропиленовый слой.

Для заполнения упаковок, кроме продукта также использовали традиционную заливочную жидкость, не содержащую консерванта. Пример осуществляли в основном по Примеру 1 в баночном автоклаве, но нагревали в течение 45 мин до 115°C и выдерживали при этой температуре в течение 30 минут для гороха и 40 минут для фасоли. Охлаждение вели холодной водой при подаче воздуха под давлением не менее 2 бар (2,2-2,3 бар) в течение 3 минут до понижения температуры до 80°С, после чего подачу воздуха под давлением прекращали и давление сбрасывали, продолжая охлаждение упаковок холодной водой до температуры окружающей среды. Ни одна упаковка при охлаждении не была повреждена.

Стерилизационный режим также можно проводить в автоклавах импортного производства, которые позволяют проводить комбинированный нагрев и охлаждение. Опыт проводили на автоклаве EASY 12/60/D (Италия). Этот автоклав снабжен дополнительным вентилятором, обеспечивающим образование воздушно-паровой смеси в фазе нагревания и в фазе стерилизации. Этот автоклав также содержит систему “водяного дождя”, которую, согласно уровню техники, применяют для охлаждения жестяной и стеклянной тары.

Охлаждение пластиковых пакетов предпочтительно производят смесью воды и воздуха. Эта смесь образуется при одновременной подаче воды навстречу потоку воздуха под давлением, при работе упомянутого вентилятора. Рециркуляция воды после “водного дождя” осуществляется посредством центробежного насоса.

Однородность термообработки упаковки при стерилизации обеспечивается посредством горизонтального потока пара и воздуха, смешиваемого вентилятором. Данный вентилятор во время фазы охлаждения также продуцирует направленный горизонтальный поток, но состоящий уже из смеси воздуха и мельчайших капелек воды. Этот поток, проходя через обрабатываемый продукт, обеспечивает однородную обработку при охлаждении.

На данном стерилизаторе производилась стерилизация зеленого горошка в пакете из ламинированного материала со слоями от внутреннего к наружному: полипропилен, полиамид, алюминиевый слой, полиэтилентерефталатный слой. Пакет имел форму Stand Up и массу содержимого продукта 320 г.

Стерилизацию проводили в семь этапов, где фаза нагревания соответствовала этапам 1-3, фаза выдержки - этапу 4 и фаза охлаждения - этапам 5-7.

1. За одну минуту температуру поднимали от комнатной до 56°С при подъеме давления до 0,1 бар.

2. В течение следующих пяти минут температуру поднимали до 100°С при подъеме давления до 0,5 бар.

3. В течение следующих семи минут температуру поднимали до 121°С до достижения давления 1,7 бар.

4. В течение следующих сорока минут температуру выдерживали при 121°С при постоянном давлении 1,9 бар. Затем подачу пара прекращали.

5. В течение следующих двух с половиной минут температуру снижали подачей воздуха до 75°С при поддержании давления 1,9 бар. Затем начинали подачу воды и воздуха.

6. В течение следующих шестнадцати минут температуру доводили до 28°С при снижении давления до 1,4 бар. Подачу воды прекращали.

7. Далее в течение 18,5 минут давление выравнивали до давления окружающей среды, и упаковки выгружали из автоклава.

После режима тепловой обработки пакеты по примерам 1 и 2 охлаждали и помещали в гофрированные коробки для хранения и оптовой продажи. Температура хранения этих продуктов соответствовала температуре окружающей среды, без охлаждения или замораживания. Предельная температура хранения не превышала 30°C. Через 6 месяцев хранения в герметичных упаковках оба продукта по Примерам 1 и 2 сохранили свои свойства.

Специалисту в данной области будет понятно, что хотя изобретение было описано выше на конкретных вариантах его выполнения, в частности, для таких продуктов, как компоты и бобовые, оно может быть модифицировано для любого продукта без выхода из объема прилагаемой формулы изобретения.