способ консервирования текучих продуктов

Формула изобретения

1. Способ консервирования текучих продуктов, предусматривающий смешивание продукта с газом при давлении выше атмосферного, обработку теплом и ультразвуком и фасовку в герметичную тару, отличающийся тем, что газ используют в сжиженном состоянии и выбирают его из группы неполярных, а обработку ультразвуком осуществляют одновременно со смешиванием за счет обеспечения, по меньшей мере, частичного фазового перехода сжиженного газа при его диспергировании в продукте, подаваемом на смешивание с температурой выше температуры фазового перехода сжиженного газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепловую обработку осуществляют при температуре ниже температуры кипения продукта.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что тепловую обработку проводят перед смешиванием продукта со сжиженным газом, а перед тепловой обработкой в продукт вводят консервант.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что тепловую обработку осуществляют после фасовки продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии консервной промышленности.

Известен способ консервирования текучих продуктов, предусматривающий смешивание продукта с газом при давлении выше атмосферного, одновременную обработку продукта теплом и ультразвуком и фасовку в герметичную тару (US 5026564, 25.06.1991).

Недостатками этого способа являются низкая надежность из-за возможности порчи продукта при вторичной контаминации и высокая энергоемкость из-за необходимости длительной тепловой обработки и низкого КПД передачи ультразвука в продукт от внешнего источника.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и снижение энергоемкости.

Этот результат достигается тем, что в способе консервирования текучих продуктов, предусматривающем смешивание продукта с газом при давлении выше атмосферного, обработку теплом и ультразвуком и фасовку в герметичную тару, согласно изобретению газ используют в сжиженном состоянии и выбирают его из группы неполярных, а обработку ультразвуком осуществляют одновременно со смешиванием за счет обеспечения, по меньшей мере, частичного фазового перехода сжиженного газа при его диспергировании в продукте, подаваемом на смешивание с температурой выше температуры фазового перехода сжиженного газа.

Это позволяет повысить надежность за счет более эффективного удаления липидов из клеточных оболочек микрофлоры и снизить энергоемкость за счет интенсификации массообменных процессов и генерирования ультразвуковых колебаний непосредственно в текучем продукте.

В предпочтительном варианте тепловую обработку осуществляют при температуре ниже температуры кипения продукта.

Это позволяет дополнительно повысить сохраняемость термолабильных компонентов консервируемого продукта.

Другими предпочтительными вариантами воплощения настоящего изобретения предусмотрено проведение тепловой обработки перед смешиванием продукта со сжиженным газом и введение в продукт консерванта перед тепловой обработкой или осуществление тепловой обработки после фасовки продукта.

Оба названных варианта позволяют повысить надежность за счет уничтожения микрофлоры в продукте при вторичной контаминации.

Способ реализуется следующим образом.

В варианте реализации способа с проведением тепловой обработки до смешивания продукта со сжиженным газом в консервируемый продукт вводят консервант, например сорбиновую кислоту, ее растворимую соль или СО₂-экстракт растительного сырья, обладающий антисептическими свойствами, например перца или гвоздики, после чего продукт подвергают термообработке, предпочтительно при температуре ниже температуры кипения продукта, в данном случае при атмосферном давлении ниже 100^oС. В результате термообработки часть микрофлоры в продукте гибнет в результате коагуляции цитоплазматических белков, а в сохраняющей жизнеспособность термостойкой части микрофлоры происходит снижение содержания водорастворимых соединений, в частности соединений кальция, в клеточных оболочках, в результате чего падает их динамическая прочность и диффузионное сопротивление к гидрофобным веществам. После завершения термообработки продукт, как правило, охлаждают до температуры, близкой к температуре кипения используемого сжиженного газа при давлении смешивания, но не ниже 0^oС для исключения вымораживания влаги. Затем продукт смешивают с неполярным сжиженным газом, например двуокисью углерода, азотом, закисью азота, инертными газами, алифатическими предельными углеводородами. Смешивание осуществляют дискретно или в непрерывном потоке при диспергировании сжиженного газа в продукте в условиях поддержания давления выше атмосферного для снижения скорости вскипания сжиженного газа и обеспечения его частичного эмульгирования в продукте. Эмульгированные неполярные сжиженные газы обладают многократно большей скоростью экстрагирования липидов из клеточных оболочек микрофлоры, чем скорость их десорбции при использовании тех же веществ в газовой фазе, а тем более любых полярных веществ, как в наиболее близком аналоге. Поскольку именно удаление липидов из клеточных оболочек микрофлоры обеспечивает ее гибель, скорость и надежность уничтожения микроорганизмов в данном случае многократно возрастают. Фазовый переход сжиженного газа при его диспергировании в текучей среде обеспечивает создание в последней поля ультразвуковых колебаний без использования его внешних источников и передающих устройств, что обеспечивает снижение энергоемкости на проведение ультразвуковой обработки продукта. Кроме того, действие ультразвуковых волн губительно для микрофлоры само по себе и является методом интенсификации массообменных процессов. При экстрагировании липидов неполярными сжиженными газами из биологического сырья воздействие ультразвука ускоряет процесс в 10-100 раз. Во столько же раз соответственно повышается скорость уничтожения микрофлоры без увеличения энергозатрат. Далее продукт фасуют в герметичную тару. При этом введение в продукт консерванта и сохранение в нем части сжиженного газа при нарушении асептических условий фасовки в отличие от наиболее близкого аналога позволяют снизить вероятность микробиальной порчи продукта, то есть консервирование является более надежным.

В другом случае продукт поступает на смешивание со сжиженным газом и ультразвуковую обработку непосредственно. В этом случае экстрагирование липидов из клеточных оболочек микрофлоры и их разрушение под действием ультразвука будут происходить несколько медленнее, чем в описанном выше варианте за счет того, что клеточные оболочки будут иметь не измененную тепловой обработкой структуру, состав и динамическую прочность, но все равно многократно быстрее, чем в наиболее близком аналоге. В итоге после завершения обработки в продукте остается только соностойкая микрофлора с пониженным содержанием липидов в клеточных оболочках. Далее продукт фасуют в герметичную тару и подвергают термообработке, предпочтительно при температуре ниже температуры кипения продукта при остаточном давлении, превышающем атмосферное. То есть, в данном случае температура кипения продукта будет превышать 100^oС и температура термообработки может варьироваться в более широких пределах, причем более высокой температуре термообработки будет соответствовать меньшее время достижения промышленной стерильности, которое будет значительно меньше аналогичного показателя для традиционной высокотемпературной стерилизации и меньше, чем в наиболее близком аналоге за счет того, что клеточные мембраны остаточной микрофлоры будут обеднены гидрофобными веществами и термокоагуляция цитоплазматических белков будет происходить не только за счет кондуктивного, но и конвективного теплообмена с продуктом, диффундирующего внутрь микробных клеток вследствие падения диффузионного сопротивления клеточных оболочек по отношению к гидрофильным веществам, то есть по отношению к влаге консервируемого продукта. При этом вторичная контаминация продукта, в частности при использовании нестерильной тары, в данном случае с высокой вероятностью не приведет к его микробиальной порче, в то время как в наиболее близком аналоге такая порча неизбежна.

В последнем возможном варианте осуществления способа продукт поступает на смешивание со сжиженным газом и ультразвуковую обработку, затем на термообработку, а после этого на фасовку. Гибель микрофлоры в этом случае будет происходить так же, как и в предыдущем варианте, но фасовку во избежание вторичной контаминации продукта следует осуществлять в асептических условиях или горячим розливом. От двух предыдущих эта технология отличается тем, что она обеспечивает наиболее полное удаление из продукта, использованного для ультразвуковой обработки сжиженного газа, поэтому может быть рекомендована для реализации в консервировании продуктов, в которых содержание газовой фазы нежелательно, например по органолептическим показателям, в частности пюреобразных или молочных продуктов.

Пример 1.

В цитрусовый напиток вводят бензоат натрия в количестве 0,5%, подвергают его тепловой обработке при давлении 250 кПа и температуре 120^oС, охлаждают до 10^oС, обрабатывают ультразвуком путем диспергирования двуокиси углерода при давлении 140 кПа и фасуют. Продукт является промыщленно стерильным. Энергозатраты по сравнению с наиболее близким аналогом снижены на 15%.

Пример 2.

Яблочный сок при температуре 20^oС подвергают ультразвуковой обработке путем диспергирования жидкого азота при давлении 160 кПа, фасуют и подвергают термообработке при режиме

Продукт промышленно стерилен. Энергозатраты снижены на 19%.

Пример 3.

Тыквенное пюре с температурой 25^oС обрабатывают ультразвуком путем диспергирования закиси азота при давлении 200 кПа, подвергают термообработке при атмосферном давлении и температуре 95^oС, охлаждают до 80^oС и фасуют. Продукт промышленно стерилен. Энергозатраты снижены на 17,8%.

Таким образом, предлагаемый способ обладает более высокой надежностью и меньшей энергоемкостью в сравнении с наиболее близким аналогом.