СПОСОБ ХРАНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2001 года по МПК A23B7/152 A23B7/148 A01F25/00 

Изобретение относится к области обработки растительных продуктов и может быть использовано для краткосрочного и длительного хранения в складских помещениях и при их транспортировке.

Известно консервирование растительных продуктов с помощью ионизирующей радиации, которое позволяет частично сохранить природные пищевые свойства продуктов и обеспечить их лучшую сохранность [5]. Однако в этих условиях возможно изменение качества продуктов вследствие появления ионов и свободных радикалов, способных образовывать высокореактивные окислительные соединения. Это ограничивает применение облучения для консервирования.

Консервирование с помощью полей УВЧ, СВЧ, а также инфракрасного нагрева находит все большее применение в пищевой промышленности, так как при этом в 90-95% случаев достигается уничтожение бактерий и плесневых грибов термоударом [1,3] . Недостатками этого метода являются значительные изменения в структуре продукта, снижение пищевой ценности, разрушение витаминов и ферментов.

В качестве прототипа взят способ хранения растительных продуктов в закрытых помещениях путем обработки их озоновоздушной смесью, при этом обработку сначала проводят озоном концентрацией 45-50 мг/м³ в течение 2-3 ч, а затем в течение всего периода хранения обработку осуществляют через каждые 25-30 суток в течение 5-6 ч озоном концентрацией 20-25 мг/м³ (SU 784848 A, кл. A 23 B 7/144, 07.12.1980). Однако данное изобретение не позволяет обрабатывать широкий диапазон растительных продуктов в указанном режиме и не гарантирует эколого-гигиеническую безопасность продуктов.

Объектом нашего исследования, помимо вышеназванного, явилось изучение влияния озоновоздушной смеси:
1) на пищевую ценность продуктов растениеводства - органолептические свойства (вкус, запах, цвет, внешний вид) и биологическую ценность - органический состав (белки, жиры, углеводы), витаминный и минеральный составы [6].

Учитывая высокую окислительную активность озона в различных технологических режимах, нельзя исключить его возможное неблагоприятное действие на органолептические свойства и химический состав продуктов, что может привести к снижению их пищевой и биологической ценности. Существует возможность накопления окисленных и (или) недоокисленных форм пищевых веществ (липидных компонентов, витаминов и др.), которые также могут снижать пищевую ценность продукта.

В наших исследованиях было доказано, что режимы обработки озоном продуктов питания, приведенные в формуле изобретения, - самые оптимальные в плане сохранности их пищевой и биологической ценности. Именно при наших режимах сохранялись высокие органолептические свойства, а также максимально сохранялся органический (белки, липиды, углеводы - крахмал, моно- и дисахариды), витаминный (витамин C, β-каротин) и микроэлементный (медь, железо) составы. Процент сохранности основных пищевых веществ был на 10-20% выше, чем при других режимах обработки (в частности, приведенных в ближайшем аналоге).

Озоновоздушная смесь оказывает влияние также
2) на показатели санитарно-эпидемиологической безупречности: отсутствие не только процессов порчи, ингибирование развития поверхностной микрофлоры, но и безопасность в плане отсутствия контаминантов биологической и химической природы (т.е. в плане безопасности продуктов растениеводства, обработанных озоновоздушной смесью для человека) [2, 6].

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что способ хранения продуктов в закрытых помещениях осуществляется путем обработки их озоновоздушной смесью, причем озоновоздушная смесь имеет концентрацию озона 25-35 мг/м³ при экспозиции 2,85-3,15 ч, при температурном режиме 12-16^oC и относительной влажности 40-60%, при этом для непродолжительного хранения (до 1 месяца) картофель обрабатывают однократно озоном на весь срок хранения; морковь - 1 раз в месяц; лук - однократно на весь срок хранения; капусту - 1 раз в месяц; яблоки - 2 раза в неделю; виноград - 1 раз в неделю, для среднесрочного хранения (до 3-х месяцев) картофель обрабатывают 2 раза в неделю; морковь - 1 раз в месяц; лук - 1 раз в неделю; капусту - 2 раза в неделю; яблоки - 2 раза в неделю; виноград - 1 раз в неделю, для длительного хранения (до 6-8 месяцев): картофель обрабатывают 2 раза в неделю; морковь - 2 раза в месяц; лук - 1 раз в месяц; капусту - 2 раза в месяц.

Способ можно осуществить в любом замкнутом пространстве (помещении), он не требует особого технического оснащения (кроме портативной озонирующей установки) и может применяться на широкой (промышленной) основе.

Различная микрофлора, в изобилии присутствующая на пищевых продуктах, является основной причиной, вызывающей порчу пищевых продуктов, физико-химические изменения, биологическую нестабильность, снижения качества, пищевой и потребительской ценности.

Бактерицидная активность озона по отношению к спорообразующим палочкам (B. Antracoides), грамположительным коккам (St. Aureus) и грамотрицательным палочкам (E. Coli) оптимальна при 3-х часовой экспозиции и концентрации озона - 30 мг/м³. Более высокая концентрация - 40-45 мг/м³ и менее продолжительная обработка объектов, содержащих эти микроорганизмы (1-2 ч) обеспечивают худший бактерицидный эффект озоновоздушной смеси (см. табл. 1).

Способ достаточно эффективен, так как обеспечивает максимальное сохранение природных качеств, пищевой и биологической ценности, структуры продуктов, лучшее сохранение вкуса, аромата, предотвращает снижение потери массы и замедляет созревание.

Содержание плодоовощной продукции в воздушной среде с добавлением озона уменьшает ущерб от физиологических и инфекционных болезней плодов и овощей, способствует продлению сроков хранения продовольствия. Озон улучшает заживление раневой поверхности овощей, способствует образованию суберина и замедляет распад его при длительном хранении.

Пример 1.

При непродолжительном (до 1 месяца) хранении (при режиме обработки: концентрация озона 30 мг/м³, экспозиция 3 ч, температура 14^oC, влажность 50%):
картофеля сохранилось на 21,2-23,4% больше, чем в контроле (контроль - продукция, не подвергающаяся обработке озоном и хранящаяся те же сроки (1, 3, 6-8 месяцев), что и обрабатываемая продукция),
капусты на 25,6-27,1% больше, чем в контроле,
яблок на 10,4-14,3% больше, чем в контроле,
винограда на 5,4-6,7% больше, чем в контроле,
Пример 2.

При среднесрочном (до 3 месяцев) хранении (при режиме обработки: концентрация озона 25 мг/м³, экспозиция 2,85 ч, температура 16^oC, влажность 40%):
картофеля на 22,2-23,1% больше, чем в контроле,
моркови на 39,2-40,4% больше, чем в контроле,
лука на 12,0-13,5% больше, чем в контроле,
капусты на 13,1-17,2% больше, чем в контроле,
яблок на 31,7-33,8% больше, чем в контроле,
винограда на 33,42-48,6% больше, чем в контроле,
Пример 3.

При длительном (до 6-8 месяцев) хранении (при режиме обработки: концентрация озона 35 мг/м³, экспозиция 3,15 ч, температура 12^oC, влажность 60%):
картофеля на 49,3-50,5% больше, чем в контроле,
моркови на 28,7-31,7% больше, чем в контроле,
лука на 6,0-10,0% больше, чем в контроле,
капусты на 22,3-25,4% больше, чем в контроле.

Консервант озон быстро саморазрушается на 25% за 15 мин.

Кроме того, учитывая высокую окислительную активность озона, нельзя исключить его возможное неблагоприятное действие на органолептические свойства и химический состав продуктов, что может привести к снижению их пищевой и биологической ценности. (СанПиН 2.3.2.560-96 "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов"/М., 1997, - 269 с.). Существует возможность накопления окисленных и (или) недоокисленных форм пищевых веществ (липидных компонентов, витаминов и др.), которые также могут снижать пищевую ценность продукта.

Важными задачами комплексной медико-биологической и нутрициологической оценки озонированных продуктов питания является изучение органолептических свойств и химического состава этих продуктов в различных технологических режимах их хранения.

В наших исследованиях было доказано, что режимы обработки озоном продуктов питания, приведенные в формуле изобретения, - самые оптимальные в плане сохранности их пищевой и биологической ценности. Именно при наших режимах сохранялись высокие органолептические свойства, а также максимально сохранялся органический (белки, липиды, углеводы - крахмал, моно- и дисахариды), витаминный (витамин C, β-каротин) и микроэлементный (медь, железо) составы. Процент сохранности основных пищевых веществ был на 10-20% выше, чем при других режимах обработки.

Изучалось влияние наших режимов, указанных в формуле, на показатели санитарно-эпидемиологической безупречности: отсутствие не только процессов порчи, ингибирование развития поверхностной микрофлоры, но и безопасность в плане отсутствия контаминантов биологической и химической природы (т.е. в плане безопасности продуктов растениеводства, обработанных озоновоздушной смесью для человека) (Доценко В.А. 1990).

Безопасность пищевой продукции совершенно конкретное понятие и необходима для сохранения здоровья человека (СанПиН 2.3.2.560-96 "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов"/М., 1997, - 269 с.).

Поскольку существует возможность накопления окисленных и (или) недоокисленных форм пищевых веществ (липидных компонентов, витаминов); других перекисных соединений, свободных радикалов, активированных кислородных метаболитов, как в пищевых продуктах, так и в окружающей среде, существует вероятность загрязнения окружающей среды, а следовательно, прямого и опосредованного (по принципу пищевых цепочек) влияния на организм человека. Чем выше концентрация окислителя (озона), длительнее обработка пищевых продуктов, тем выше вероятность загрязнения окружающей среды и контаминации внутренних сред организма человека, потребляющего обработанные продукты питания. Это выяснено нами в условиях эксперимента.

Следовательно, даже однократная обработка пищевых продуктов высокими дозами озона (45-50 мг/м³), а тем более дальнейшая обработка озоном (25 мг/м³) в течение 5-6 ч даже через длительные интервалы (25-30 суток) времени требует тщательного эколого-гигиенического исследования безопасности обработанных пищевых продуктов.

С целью изучения возможного неблагоприятного воздействия продуктов растительного происхождения, обработанных озоновоздушной смесью, на организм человека проводилась их токсиколого-гигиеническая оценка.

Токсикологические исследования выполнены на белых крысах-самцах с исходным весом 80-100 г. Исследованы 2 группы животных по 15 особей в каждой. Длительность эксперимента составила 180 суток.

Опытная группа крыс содержалась на виварном рационе и получала 200 г на 1 кг массы тела картофеля, обработанного в режиме: концентрация озона 25-35 мг/м³, экспозиция 3 ч при температурном режиме 12-16^oC и относительной влажности 40-60% ежедневно. Контрольная группа на фоне виварного рациона получала такое же количество картофеля, не контактировавшего с озоновоздушной смесью. Картофель рационов опытной и контрольной групп животных подвергался термической обработке - варке. Животные находились в одинаковых условиях содержания.

Выбор картофеля как пищевого продукта, добавляемого в рацион крыс, обусловлен тем, что большинство населения нашей страны наиболее часто употребляет его в питании по сравнению с другими овощами, а также тем, что картофель содержит больше белка, чем остальные исследуемые растительные продукты.

Через 3 месяца после начала опыта у крыс проводили забор крови для изучения биохимических и морфологических сдвигов в условиях острого эксперимента.

По окончании эксперимента (через 6 месяцев) животных забивали методом декапитации.

Оценивались внешний вид, состояние шерстного покрова, поведение животных, динамика массы тела, скорость роста, так как эти показатели тесно связаны с качеством потребляемого белка и корма и могут быть наиболее информативными в отношении токсического воздействия чужеродных веществ на организм (Пульков В.Н., 1993).

В связи с этим у крыс определялись коэффициенты эффективности белка (КЭБ), выражающие прибавку массы тела животного на 1 г потребленного белка, а также эффективности корма (КЭК), оценивающиеся по отношению прибавки массы тела животного к количеству потребленного в это же время корма. Данные показатели отражают пищевую и биологическую ценность продукта (Буслович С.Ю. и соавт., 1986).

По окончании эксперимента животных забивали методом декапитации, производили патологоанатомическое исследование, после чего забирали биологический материал (кровь, внутренние органы, гонады) для гистоморфологических и биохимических исследований.

Одноименные у всех животных участки органов (0,5-10 см²) животных фиксировались в 12%-ном нейтральном формалине (по Хочкиссу и Карнуа). Материал подвергался обычной гистологической обработке. Парафиновые срезы окрашивались Гематоксилинэозином, Суданом черным по Эйнарсону, Хочкиссу (Пирс Э., 1962).

Как известно, периферическая кровь отражает чувствительность организма к токсическому воздействию (Трахтенберг И.М., 1987). В связи с этим дифференцирование форменных элементов крови проводили в мазках, окрашенных по Граму.

Изучены важнейшие показатели белкового, жирового, углеводного обменов, позволяющие судить о состоянии организма.

Количество общего белка сыворотки крови характеризует состояние белкового обмена, печени, пищевого статуса (Покровский А.А., 1979). Изменение соотношений белковых фракций может отражать токсическое воздействие на печень при нарушении ее детоксической функции.

При нарушении барьерной функции печени токсические вещества способны повреждать гепатоциты и активность трансфераз переаминирования изменяется, поэтому проводили определение активности АлАТ и АсАТ сыворотки.

Жировой обмен исследовали по таким показателям, как концентрация общего холестерина сыворотки, эфиров холестерина, свободного и связанного холестерина, индексом отношения эфиров холестерина к общему холестерину, концентрация триглицеридов крови.

Об углеводном обмене, состоянии поджелудочной железы, сопротивляемости организма к токсическим воздействиям косвенно судили по содержанию глюкозы в сыворотке крови (Покровский А.А., 1979).

По поведению мембран эритроцитов судили о состоянии других клеточных мембран организма и его резистентности к повреждающим факторам ксенобиотиков (Шабалин В.Н., Серова Л.Д., 1988).

О степени насыщенности организма витамином C свидетельствует содержание аскорбиновой кислоты в плазме крови (Покровский А.А., 1979). Определение общей и окисленной форм аскорбиновой кислоты характеризует состояние проницаемости сосудов и клеточных мембран организма (Ленинджер А., 1974, 1985; Абрамова Ж. И. , Оксенгендлер Г.И., 1985). Рассчитывалось соотношение общей формы аскорбиновой кислоты к окисленной форме. Это соотношение характеризует состояние окислительно-восстановительных процессов в организме (Микалаускайте Д.А., 1984).

Репродуктивная функция интегрально отражает общие процессы, происходящие в организме под влиянием факторов внешней среды. Гонадотоксический эффект оценивался нами по функциональному состоянию сперматозоидов, гистоморфологической картине семенников, по числу аномальных и дегенеративных форм сперматозоидов, определялась резистентность сперматозоидов к раствору хлорида натрия и время их подвижности (Егорова Г.М., 1966).

Предельно объективно о возможных токсических воздействиях на организм можно судить по анатомо-морфологическим данным, включая оценку внешнего вида внутренних органов, их относительную массу. Одновременно проводились гистохимические и гистоморфологические исследования, характеризующие возможные изменения органов на клеточном уровне (Пирс Э., 1962; Рылова М.Л., 1964; Лилли Р., 1969; Меркулов Г.А., 1969).

Полученные данные оценивались по их статистическому различию с общепринятыми "нормальными" величинами. Одновременно проводилось сравнение между показателями опытной и контрольной групп (Вальвачев Н.И., Римжа Н.И., 1989; Славин М.Б., 1989).

Все исследуемые показатели не имели достоверных различий или были в пределах физиологических отклонений в контрольной и опытной группах животных.

Именно рекомендуемый нами режим обработки продуктов питания обеспечивает ненакопление окисленных и (или) недоокисленных форм пищевых веществ (липидных компонентов, витаминов); других перекисных соединений, свободных радикалов, активированных кислородных метаболитов, как в пищевых продуктах, так и в окружающей среде.

В проведенном нами эксперименте было доказано, что именно режим обработки пищевых продуктов озоном, приведенный в формуле, при потреблении обработанных продуктов в пищу безопасен для человека и теплокровных животных.

Таким образом, в наших исследованиях было доказано, что именно способ хранения растительных продуктов в закрытых помещениях в озоновоздушной смеси с концентрацией озона 25-35 мг/м³ и при экспозиции 2,85-3,15 ч при температурном режиме 12-16^oC и относительной влажности 40-60% является самым оптимальным в плане сохранения пищевой и биологической ценности продуктов питания, обеспечивающий ингибирование развития поверхностной микрофлоры, снижение отходов при хранении, сохранение товарного качества, удлинение сроков хранения до нового урожая, а также с комплексной эколого-гигиенической, токсикологической, медико-биологической точки зрения - самым безопасным в отношении здоровья человека и теплокровных животных, потребляющих обработанные озоновоздушной смесью продукты питания.

Литература
1. Глазырин Б.Н., Литков Б.К. Перспективные направления в тепловой обработке продуктов.// Пищевая промышленность, 1991. - Вып. 11. - С. 27-29.

2. Доценко В.А. Эколого-гигиеническая концепция питания человека.//Гиг. и сан. - 1990. - N 7. - С. 13-18.

3. Ермекбаев С.Б., Пунков С.П., Изтаев А.И. Влияние СВЧ-обработки на состояние микрофлоры зерна пшеницы. //Известия ВУЗов. - Краснодар: Пищевая технология, 1992. - Вып. 5-6. - С. 83-84.

4. Жиляков Е.В. Эколого-гигиеническая оценка новых перспективных методов хранения пищевых продуктов и приготовления блюд.//Автореф. ... дисс. канд. мед. наук. - СПб., 1995. - 21 с.

5. Почапинский В. И. Международный документ по облучению пищевых продуктов как способе обеззараживания от микроорганизмов.//Вопр. питания. - 1993. - N 1. - С. 54-55.

6. СанПиН 2.3.2.560 - 96 Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов/М., 1997, - 269 с.

Изобретение относится к краткосрочному и длительному хранению растительных продуктов в закрытых помещениях и при их транспортировке. Растительные продукты хранятся в закрытых помещениях в озоновоздушной среде с заданным комплексом условий. Концентрация озона составляет 25-35 мг/м³, экспозиция 2,85-3,15 ч при температурном режиме 12-16°С и относительной влажности 40-60%. При этом режимы обработки озоновоздушной смесью подбирают в зависимости от вида растительных продуктов и продолжительности их хранения. Способ обеспечивает оптимальное сохранение пищевой и биологической ценности продуктов питания, значительным образом ингибирует развитие поверхностной микрофлоры, удлиняет сроки хранения до нового урожая, а также обеспечивает снижение отходов при хранении. При этом с комплексной эколого-гигиенической, токсикологической, медико-биологической точки зрения способ является безопасным в отношении здоровья человека и животных, потребляющих обработанные озоновоздушной смесью растительные продукты. 1 табл.

Способ хранения растительных продуктов в закрытых помещениях путем обработки их озоновоздушной смесью, отличающийся тем, что озоновоздушная смесь имеет концентрацию озона 25 - 35 мг/м³ при экспозиции 2,85 - 3,15 ч при температурном режиме 12 - 16^oC и относительной влажности 40 - 60%, при этом для непродолжительного хранения (до 1 месяца) картофель обрабатывают однократно на весь срок хранения; морковь - 1 раз в месяц; лук - однократно на весь срок хранения; капусту - 1 раз в месяц, яблоки - 2 раза в неделю, виноград - 1 раз в неделю, для среднесрочного хранения (до 3 месяцев) картофель обрабатывают 2 раза в неделю, морковь - 1 раз в месяц, лук - 1 раз в неделю, капусту - 2 раза в неделю; яблоки - 2 раза в неделю; виноград - 1 раз в неделю, для длительного хранения (до 6 - 8 месяцев) картофель обрабатывают 2 раза в неделю, морковь - 2 раза в месяц; лук - 1 раз в месяц, капусту - 2 раза в месяц.