СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЛИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A23L3/00 B65B31/02 A23L1/25 

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а конкретно к технологии предохранения пищевых продуктов, жидкостей от порчи в процессе их длительного хранения, и может быть широко использовано в процессах обработки, предшествующих размещению их для длительного хранения.

Анализ известного уровня техники, выполненный заявителем, позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время используется широкая номенклатура технологий, обеспечивающих соответствующую обработку жидкостей, пищевых продуктов, перед размещением их для длительного хранения.

Все многочисленное многообразие известных технологий по обработке пищевых продуктов, жидкостей можно обобщить до основных направлений, характеризующихся видами воздействий на них.

Наиболее широкое распространение получили способы тепловой обработки жидких пищевых продуктов, включающие пастеризацию и стерилизацию, при этом тепловое воздействие сопровождается электромагнитным излучением.

Достаточно широкое распространение получили способы замораживания пищевых продуктов, при этом процесс замораживания интенсифицируют воздействием на замораживаемые продукты ультразвуковыми колебаниями.

В качестве еще одного представительного направления хранения можно назвать способы консервирования пищевых продуктов с участием консервантов-химических реагентов, например смесь сульфита щелочного металла и соль слабого основания.

Перечисленные наиболее значимые технологии обработки пищевых продуктов, жидкостей имеют свои преимущества и недостатки.

Рассмотрим конкретно технологии обработки с анализом их сущности и характерных недостатков.

Известен способ тепловой обработки жидких продуктов, включающий нагрев продукта путем непосредственного смешения его с греющей средой, при этом нагрев продукта ведут со скоростью не менее 1400^oC/с в случае пастеризации продукта, и не менее 7600^oC/с - в случае стерилизации и до температуры, не превышающей температуру качественных изменений в жидком продукте. В качестве теплоносителя используют конденсирующийся пар, а жидкий продукт распыляют до диаметра капель не более 0,3 мм (патент РФ N 2052967, A 23 L 3/16, 1993).

Известен способ консервирования овощей и фруктов, предусматривающий размещение их в емкости, внесение в емкость консерванта, в качестве которого используют смесь сульфита щелочного металла и соли слабого основания при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфит щелочного металла - 10 - 90
Соль слабого основания - Остальное,
при этом смесь предварительно размещают в пакете из полимерного материала и перед внесением в емкость смачивают водой, а после завершения упомянутых действий емкости с размещенными в них овощами или фруктами и консервантом подвергают укупорке (патент РФ N 2013060 A 23 B 7/14, 1991). По мнению авторов этого изобретения предложенная ими технология позволяет сохранить в овощах и фруктах все биологически ценные вещества и высокие вкусовые качества. Кроме того, известный способ прост, значительно сокращает время на консервирование, а самое главное, исключает процессы тепловой обработки - стерилизацию и пастеризацию, не требует использования соли, сахара. Несмотря на устранение ряда существенных недостатков, присущих известным способам и технологиям консервирования, данный способ тем не менее предполагает использование консерванта с образованием оксида серы, аммиака, сульфита натрия, хлорида аммония и др. И хотя упоминаемые ингредиенты были официально разрешены Министерством здравоохранения СССР для использования в пищевой, химико-фармацевтической промышленности, использование их не обеспечивает получения экологически чистых продуктов.

Известен способ непрерывной стерилизации или пастеризации биологических и пищевых продуктов, в частности в неупакованном жидком или вязком состоянии, содержащих бактериальное и споровое загрязнения, включающий предварительное нагревание продукта в заданном объеме или в потоке заданной скорости, облучение указанного объема или потока предварительно нагретого продукта электромагнитным полем, а также последующее охлаждение продукта до температуры, близкой к температуре окружающей среды или температуры упаковки, при этом продукт предварительно нагревают до температуры не ниже 40^oC, электромагнитное поле генерируется посредством источника радиоволн в частотном диапазоне ниже 1 ГГц продолжительностью облучения от 10 с до 1 мин, в результате чего продукт нагревают до 50^oC и выдерживают в течение от 10 с до 1 мин в зависимости от степени концентрации бактериальной флоры. Облучение продукта могут вести в две стадии: первая стадия облучения ведется до разрушения бактериальных комочков продукта с высокой бактериальной концентрацией. Облучение продукта осуществляют электромагнитным полем с частотой 6-915 мГц, для молока и молочных продуктов частота электромагнитного поля выбиралась из интервала 13-27 мГц и с удельной мощностью от 0,01 до 0,1 кВт/л, предпочтительно от 0,03 до 0,04 кВт/л (патент РФ N 2067400, A 23 L 3/18, 1996).

Известен также способ холодильной обработки штучных пищевых продуктов путем воздействия низкотемпературным воздухом и подачи вещества, обеспечивающего образование на поверхности продукта ледяного покрытия, в качестве которого используют порошкообразный лед температурой от -13 до -63^oC, при этом порошкообразному льду и пищевому продукту, подвергаемому холодильной обработке, сообщают электрические заряды противоположной полярности. Предлагаемый способ позволяет повысить сохранность свойств обрабатываемого продукта (Авторское свидетельство СССР N 1224518, A 23 L 3/36, 1984).

Вместе с тем реализация данного предложения связана с необходимостью приготовления порошкообразного льда, его охлаждением и сообщением ему и продукту электрических зарядов, что в конечном итоге усложняет как сам технологический процесс, так и его аппаратурную реализацию.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому при использовании результату является способ хранения жидкости или продуктов питания, включающий расфасовку их в соответствующие емкости, вакуумирование и герметизацию с последующим воздействием внешним полем или излучением (Рогачев В. И., Бабарин В.П. Стерилизация консервов в аппаратах непрерывного действия. - М: Пищевая промышленность, 1978, с. 179 и 180).

Известный способ позволяет повысить эффективность сохранности пищевых продуктов, однако имеет существенно ограниченный срок хранения без ухудшения качества сохраняемых продуктов. Кроме того, достаточно сложна аппаратурная реализация описанного выше способа.

В основу данного изобретения положена задача создания способа хранения жидкостей или пищевых продуктов, свободного от недостатков, присущих известным техническим решениям, упомянутым выше, позволяющим за счет сочетания вакуумирования и внешнего воздействия с определенными режимами излучения, получить после длительного хранения экологически чистые продукты питания или жидкость, без использования консервантов и других компонентов, способствующих длительному хранению, но ухудшающих экологию сохраняемых пищевых продуктов и жидкостей.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе хранения жидкости или продуктов питания, заключающемся в расфасовке их в соответствующие емкости с последующей герметизацией, при этом в емкости с находящимися в ней продуктами питания или жидкостью перед герметизацией создают вакуум не ниже 0,01 мм рт.ст. При этих условиях в вакуумируемом пространстве либо погибают, либо резко замедляют свою жизнедеятельность различные микроорганизмы, что в ряде случаев для отдельных продуктов бывает вполне достаточно для обеспечения длительного их хранения. В отдельных случаях на вакуумируемый продукт дополнительно может быть произведено также внешнее воздействие магнитным полем, ультрафиолетовым излучением, ультразвуковыми колебаниями, лазерным излучением и так далее как порознь, так и в любом их сочетании.

Параметры воздействия (величина воздействующего излучения, его длительность, частота и т.д.) определяются, исходя из вида обрабатываемого продукта или жидкости, их количества.

Способ реализуется следующим образом. Жидкость или продукты питания, подлежащие консервации, помещаются в емкость, выполненную из стекла или любого другого материала, разрешенного для изготовления тары, способной выдерживать достаточно высокий вакуум. Затем перед герметизацией в емкости с размещенными в ней продуктами питания или жидкостью создают вакуум. Глубина вакуума определяется видом пищевых продуктов или жидкости, подлежащих консервированию, и регулируется таким образом, чтобы погибли, если есть в этом необходимость, или резко снизили жизнедеятельность микроорганизмы, находящиеся в продукте. После этого емкость с находящимися в ней продуктами питания или жидкостью герметизируют.

Атомы, из которых состоят продукты питания, находящиеся в условиях вакуума, испытывают "растяжение" и активно поглощают энергию из окружающего пространства. Воздействуя на продукты питания или жидкость, находящиеся в вакуумированной емкости, источником излучения (ультрафиолетовым, инфракрасным, магнитным, лазерным и др.) можно ускорить процесс насыщения энергией.

При использовании жидкости или продуктов питания емкость, в которой они хранились, вскрывают, и атомы продуктов питания или жидкости подвергаются воздействию атмосферного давления. В процессе этого воздействия они отдают запасенную энергию (по закону сохранения энергии) употребившим их в пищу людям.

Для ускорения процесса насыщения энергией сохраняемых продуктов или жидкости интенсифицируют теплообмен в процессе создания вакуума посредством воздействия ультразвуковых колебаний, возбуждаемых магнитостриктором. Диапазон возбуждаемых колебаний составляет 15,5 - 70,5 кГц, а их акустическая мощность лежит в пределах 15,5 - 42,5 Вт, что позволяет насытить хранимые продукты или жидкость дополнительной энергией, а интенсификация теплообмена - сохранить пищевые качества продукта, жидкости, увеличить срок их хранения.

Подобный эффект насыщения энергией с одновременным разрушением болезнетворных бактерий можно достичь, воздействуя на жидкость или продукты питания ИК-излучением.

Данная операция реализуется следующим образом. На жидкость или продукты питания, размещенные в вакуумированной емкости и перемещаемые, например, по транспортеру, воздействуют ИК-излучением. В качестве ИК-излучателя использовался CO₂-лазер с длиной волны 10,65 мм и выходной мощностью 110 - 220 Вт. Излучение лазера отражается от плоского зеркала и направляется на перемещаемые емкости с жидкостью или продуктами питания, сканируя их посредством, например, модулятора. Под действием лазерного излучения в зоне облучения происходит резкое повышение температуры, под действием которой уничтожаются микроорганизмы, так как их термостабильный срок меньше времени нагрева. Меняя плотность мощности излучения, выбирают промежуток времени нагрева таким, чтобы он позволил полностью уничтожить бактерии и сохранить изначальное качество и вкус хранимых жидкости или продуктов питания.

В зависимости от вида хранимых продуктов определяется оптимальный диапазон температуры, плотности мощности и продолжительности излучения. Для белковых продуктов, например, время облучения находилось в диапазоне 20 - 30 с, плотность мощности излучения 2,3 - 2,4 Вт, температура 170 - 180^oC. Анализ химических свойств обработанных белковых продуктов показал, что насыщение энергией и улучшение вкусовых качеств достигнуто за счет увеличения содержания сырого протеина, процента восстанавливающих сахаров и уменьшения количества крахмала.

Как отмечалось ранее, способ предусматривает наряду с созданием в емкостях для хранения необходимого вакуума, воздействие и магнитным полем. Для воздействия магнитным полем емкости с размещенными в них жидкостью или продуктами питания после герметичного укупоривания и создания в них вакуума определенной глубины перемещают, например, с помощью транспортера к участку, специально оборудованному средством электромагнитного излучения. Подлежащую хранению продукцию подвергают обработке магнитным полем. Параметры излучения определяются в основном видом сохраняемых продуктов. Их оптимальный диапазон, определенный экспериментально, составляет 0,85 • 10^-1 - 1,1 • 10² А/м на 1 л объема, продолжительностью 5 - 75 с.

При необходимости воздействия на подготавливаемые к хранению жидкость или продукты питания ультрафиолетовым излучением их перемещают в зону, оборудованную средствами ультрафиолетового излучения. Они могут включать импульсные излучатели, систему управления и синхронизации, подключенные к блоку питания. Облучение ведут в импульсно-периодическом режиме, при этом частота выбирается не более 10,5 - 11,0 Гц в диапазоне 175 - 405 нм.

Совместное воздействие на сохраняемый продукт ультрафиолетовым излучением и озоном, образуемым в процессе излучения, создает синергетический эффект, что в свою очередь дополнительно повышает эффективность обеззараживания подготавливаемых к хранению жидкостей или продуктов питания.

Употребление жидкостей или продуктов питания, сохраняемых в соответствии с данным изобретением и насыщенных энергией, обеспечит организм людей дополнительной энергией, необходимой для восстановления нормальной деятельности больных органов, усилит иммунную систему, добавит организму необходимых сил для омоложения и борьбы с процессом старения, увеличит продолжительность жизни с сохранением молодости и здоровья.

Способ заключается в расфасовке жидкости или продуктов питания в соответствующие емкости, вакуумировании их и последующей герметизации. При этом на вакуумированные продукты питания или жидкость дополнительно воздействуют магнитным полем , и/или ультрафиолетовым излучением, и/или ультразвуковыми колебаниями, и/или лазерным излучением. При этом воздействие может осуществляться как порознь, так и в любом необходимом сочетании. Параметры излучения в каждом конкретном случае выбирают, исходя из вида продукции, подготавливаемой к хранению, ее объема, сроков хранения и т.д. Продукты питания или жидкость, подготовленные к хранению таким образом, являются экологически чистыми и после длительного срока хранения.

Способ хранения жидкости или продуктов питания, включающий расфасовку их в соответствующие емкости, вакуумирование и герметизацию, отличающийся тем, что в емкости с находящимися в ней продуктами питания или жидкостью создают вакуум не менее 0,01 мм рт.ст., а на вакуумированные продукты питания или жидкость дополнительно воздействуют и/или магнитным полем с напряженностью 1 • 10^-1 - 1 • 10² А/м на 1 л объема в течение 0,1 - 1,2 мин, и/или ультрафиолетовым излучением с частотой не более 11 Гц в спектральном диапазоне 170 - 410 нм, и/или ультразвуковыми колебаниями с частотой 16 - 70 кГц с акустической мощностью 15 - 42 Вт, и/или лазерным излучением, в качестве которого используют ИК-излучение CO₂-лазера с длиной волны 10,6 мкм.