[0001] Настоящая заявка имеет приоритет предварительной заявки США Сер.№61/878,304 от 16 сентября, 2013, включенной сюда путем ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящая заявка относится к способу санитарной обработки пищевого продукта, такого как обработанные пищевые продукты и/или кормовые продукты для домашних животных.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Обработанные пищевые продукты часто обеспечивают безопасную удобную альтернативу необработанным продуктам. Готовый зерновой завтрак, например, позволяет обеспечить питательное, здоровое, стабильное при длительном хранении и быстрое в приготовлении блюдо. В качестве другого примера сухие кормовые продукты для домашних животных позволяют обеспечить питательный, здоровый, стабильный при длительном хранении, быстрый в приготовлении рацион для животных-компаньонов.
[0004] Обработанные пищевые продукты могут быть разработаны или обработаны для снижения возможности роста микроорганизмов в обработанном пищевом продукте. Рост микроорганизмов может быть связан с порчей, включая нежелательный запах или вкус. В некоторых случаях рост микроорганизмов может вызывать пищевые инфекции. Во многих случаях в сырых или необработанных пищевых продуктах находятся гораздо большие популяции микроорганизмов, чем в обработанных пищевых продуктах, полученных из этих сырых или необработанных ингредиентов. Некоторые из технологий, используемых для снижения биологической нагрузки в обработанных пищевых продуктах, представляют термическую обработку, манипуляции с содержанием и активностью влаги и применение консервантов.
[0005] Эти технологии могут быть очень эффективными, но они не всегда безопасные и иногда они имеют недостатки. Некоторые эффективные и недорогие консерванты могут изменять вкус пищевого продукта или ассоциироваться с пищевой непереносимостью, аллергиями или другими нежелательными физиологическими реакциями (например, головные боли или боли в желудке, ассоциируемые с конкретными консервирующими соединениями, независимо от подтверждения этой связи научными данными). Сушка пищевого продукта для снижения содержания влаги может оказывать негативное влияние на текстуру или вкус пищевого продукта. Манипуляции с активностью воды в пищевом продукте могут включать добавление сахаров, солей или других влагопоглощающих соединений, которые могут изменить вкус, текстуру или питательный профиль пищевого продукта. Термическая обработка позволяет избежать некоторые из этих недостатков, но при этом происходит только снижение биологической нагрузки. Условия проведения термической обработки могут быть недостаточными для уничтожения всех микроорганизмов во время термической обработки в обработанном пищевом продукте. Дополнительно, обработанный пищевой продукт после процесса термической обработки может быть подвержен повторному обсеменению нежелательными микроорганизмами.
[0006] Было проведено множество исследований вспомогательных процессов, способствующих снижению биологической нагрузки в обработанных пищевых продуктах. Например, было использовано ультрафиолетовое (УФ) излучение для снижения биологической нагрузки в плодовых соках и свежих продуктах. Однако не все пищевые продукты подходят для УФ обработки. Например, поскольку УФ представляет технологию на основе света, то может быть трудно оказывать УФ воздействие на поверхность пористых и/или в виде частиц пищевых продуктов. Также под воздействием УФ излучения могут возникать свободные радикалы, которые могут приводить к образованию в пищевых продуктах окисленных соединений. Например, жиры при окислении могут придавать посторонний привкус или прогорклый запах даже в случае, когда пищевой продукт остается безопасным для потребления. Аналогично, было проведено исследование применения холодной плазмы для обработки свежих продуктов, включая орехи, но не предполагалось, что она будет полезной для пористых пищевых продуктов или пищевых продуктов со значительным содержанием жира. Обработка холодной плазмой генерирует ионы и УФ, предполагается, что обработка холодной плазмой имеет множество, если не все недостатки обработки УФ излучением.
[0007] Продолжает существовать потребность в способе снижения биологической нагрузки в обработанных пищевых продуктах. Продолжает существовать потребность в способе снижения биологической нагрузки в пористых обработанных пищевых продуктах. Продолжает существовать потребность в способе снижения биологической нагрузки в обработанных пищевых продуктах, имеющих относительно высокое содержание жира или имеющих высокое содержание жира в поверхности или в покрытии поверхности, содержащем жиры. Продолжает существовать потребность в способе снижения биологической нагрузки в обработанных пищевых продуктах, поверхность которых прошла обработку веществом или композицией, подверженных деградации при термической обработке и/или обработке УФ излучением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] В некоторых аспектах настоящее изобретение относится к способу снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте. Способ может включать получение обработанного пищевого продукта. Обработанный пищевой продукт может иметь пористую поверхность. Способ может включать обработку обработанного пищевого продукта холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте.
[0009] В случае, когда обработанный пищевой продукт представляет пористый, то обработанный пищевой продукт может иметь пористость более чем около 30%. Обработанный пищевой продукт может иметь пористость более чем около 40%. Обработанный пищевой продукт может иметь пористость более чем около 50%. Обработанный пищевой продукт может содержать по меньшей мере 9% жира. Обработанный пищевой продукт может содержать по меньшей мере 15% жира. По меньшей мере 25% жира может быть нанесено на поверхность обработанного пищевого продукта. По меньшей мере 50% жира может быть нанесено на поверхность обработанного пищевого продукта.
[0010] Обработанный пищевой продукт может включать покрытие. Покрытие может быть нанесено на поверхность обработанного пищевого продукта. Покрытие может содержать один или более ингредиент, который подвержен окислительной деградации. Ингредиент, подверженный деградации, может представлять жир, масло, фермент, антитело, иммуноглобулин, цитокин, эпигенетический агент, витамин, пробиотический микроорганизм, аминокислоту, бактериофаг или их комбинацию. Покрытие может быть свободно от добавленных консервантов. Покрытие может быть свободно от добавленных сахаров или солей.
[0011] В случае, когда обработанный пищевой продукт имеет покрытие, перед нанесением покрытия он может быть обработан холодной плазмой. Обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой после нанесения покрытия. Обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой перед или после нанесения покрытия.
[0012] В некоторых аспектах настоящее изобретение относится к способу снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте. Способ может включать получение обработанного пищевого продукта. Обработанный пищевой продукт может содержать покрытие. Покрытие может быть нанесено на поверхность обработанного пищевого продукта. Покрытие может содержать один или более ингредиент, который подвержен окислительной деградации. Способ может включать обработку обработанного пищевого продукта холодной плазмой. Обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте. Ингредиент, подверженный деградации, может представлять жир, масло, фермент, антитело, иммуноглобулин, цитокин, эпигенетический агент, витамин, пробиотический микроорганизм, аминокислоту, бактериофаг или их комбинацию.
[0013] Существует множество способов получения холодной плазмы. Предпочтительными являются способы генерирования холодной плазмы при использовании воздуха, азота, гелия, аргона, неона или комбинаций этих газов. Также для генерирования плазмы при использовании газа могут быть использованы электричество, микроволновое излучение, радиочастотное излучение или лазер. В предпочтительном варианте выполнения варианты способа включают скорость подачи газов, используемых для генерирования плазмы, и расстояние плазмы от обрабатываемого объекта. В случае использования электричества для генерирования плазмы может варьировать уровень напряжения. Способ воздействия на поверхность объекта(ов) плазмой может варьировать, включая вращение объекта в потоке плазмы или перемешивание в случае одномоментной обработки множества объектов или перемещение объекта в потоке плазмы при использовании такого устройства, как конвейер. Объект(ы) также могут оставаться статичными во время обработки плазмой. Предпочтительно время обработки плазмой может варьировать от 1 секунды до более чем 30 минут, где предусматриваются такие значения, как 15 секунд, 30 секунд, 1 минута, 2 минуты, 3 минуты, 4 минуты, 5 минут, 10 минут, 15 минут, 20 минут и 25 минут.
[0014] В некоторых аспектах настоящее изобретение относится к способу снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте. Способ может включать получение обработанного пищевого продукта. Обработанный пищевой продукт может содержать покрытие. Покрытие может быть нанесено на поверхность обработанного пищевого продукта. Покрытие может содержать один или более жир или масло. Способ может включать обработку обработанного пищевого продукта холодной плазмой. Обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте. Покрытие может быть свободно от добавленных консервантов. Обработанный пищевой продукт может представлять сухой кормовой продукт для домашних животных.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015] Фиг.1 - изображение приведенного в качестве примера обработанного пищевого продукта.
[0016] Фиг.2 - изображение приведенного в качестве примера обработанного пищевого продукта.
[0017] Фиг.3 – вид сбоку приведенного в качестве примера спирального вибрационного конвейера.
[0018] Фиг.4 – вид сверху приведенного в качестве примера спирального вибрационного конвейера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Холодная плазма представляет ионизированный газ, полученный электрическим возбуждением газа. Холодная плазма состоит из электронов, положительных и отрицательных ионов, свободных радикалов и атомов газа, и может быть получена при температуре от около 30 до 40°C при 1 атмосфере. Холодная плазма может быть использована для систематической инактивации микробов на поверхности, включая микробы, присутствующие на поверхности пищевых продуктов. Однако из-за состава плазмы холодная плазма считается неподходящей для пищевых продуктов с относительно высоким содержанием жира или с покрытиями, или для обработками поверхности, содержащими жир, поскольку жиры подвержены окислительной деградации свободными радикалами и другими частицами, содержащимися в плазме.
[0020] Это являлось серьезной проблемой из-за механизма действия инактивации микроорганизмов, который, как считается, представляет взаимодействие между реакционноспособными частицами (такими как УФ и/или свободные радикалы) в холодной плазме и стенками клетки микроорганизма. То есть из-за того, что холодная плазма существует при температуре 30-40°C, инактивация микроорганизмов происходит не за счет нагревания, а за счет биологически реакционноспособных химических частиц, продуцируемых, как часть холодной плазмы. Механизмы, позволяющие преодолеть это, такие как добавление антиоксидантов в жир, имеют свои собственные недостатки, включая стоимость, изменение питательного профиля пищевого продукта и возможное воздействие на вкус и текстуру.
[0021] Также холодную плазму используют для пищевых продуктов в виде частиц или пищевого продукта, состоящего из нескольких частей (в отличие от жидкостей), таких как миндаль. Однако пищевые продукты успешно обрабатываются холодной плазмой, хотя иногда они описываются, как пористые, но обладают относительно гладкой поверхностью для обработки. Ожидалось, что пористые обработанные пищевые продукты, такие как крупные гранулы сухого кормового продукта для домашних животных, будут очень проблемными, если неподдающимися успешной обработке холодной плазмой из-за очень высокой пористости крупных гранул по сравнению с продуктами и орехами. Во множестве случаев контаминации пищевого продукта микроорганизмы могут быть распределены на большей части поверхности пищевого продукта. Следовательно, предпочтительно способ по настоящему изобретению включает обработку всех частей пищевого продукта холодной плазмой. Этот способ отличается от большинства описанных ранее обработок холодной плазмой пищевых продуктов в предшествующем уровне техники, где холодной плазмой обрабатывают только часть поверхности, оставляя потенциальную возможность размножаться и вызывать заболевания для агентов, вызывающих пищевые расстройства и заболевания. Как указано выше, свободные радикалы и УФ в холодной плазме могут окислять жиры или другие чувствительные ингредиенты в обработанном пищевом продукте, вызывая изменения запаха, вкуса и/или питательной ценности. При том, что холодная плазма может казаться преимущественной для обработки пористых пищевых продуктов благодаря ее способности проникать в поры, но тоже самое проникновение может усугубить проблему окисления, поскольку нутриенты, находящиеся в основной пористой композиции, будут подвергаться воздействию УФ и свободных радикалов по сравнению только с внешней поверхностью пищевого продукта.
[0022] Как указано в приведенных ниже примерах, в настоящее время доказано, что вопреки ожиданиям пористые пищевые продукты с высоким содержанием жира могут быть успешно обработаны холодной плазмой, без явного повышения окисления жира.
[0023] Используемый здесь термин «крупные гранулы» или «сухие крупные гранулы» относится к экструдированному пищевому продукту с содержанием влаги менее чем или равным 15% от веса пищевого продукта. «Полувлажный» относится к пищевому продукту с содержанием влаги от 15% до 50%, от веса пищевого продукта. «Влажный» относится к пищевому продукту с содержанием влаги равным или более чем 50% от веса пищевого продукта. Полувлажные или влажные пищевые продукты могут быть получены по меньшей мере частично при использовании экструзии с пропариванием или могут быть получены полностью при использовании этого способа. «Не экструдированный» относится к пищевому продукту, полученному при использовании любого способа, иного, чем экструзия с пропариванием, такого как жарка, выпекание, жарка на открытом огне, жарка на гриле, варка под давлением, варка, термическая обработка электрическим током, обработка паром и аналогичное им.
[0024] Используемый здесь термин «домашнее животное» или «животное-компаньон» относится к собакам, кошкам и/или другим одомашненным животным с пищевыми потребностями, аналогичными потребностям собак и кошек. Например, другие одомашненные животные с пищевыми потребностями, аналогичными потребностям собак и кошек, могут включать норок и хорьков, которые могут жить неограниченный срок и быть здоровыми при питании нутритивной композицией, отвечающей пищевым потребностям кошек. Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, понятно, что собаки и кошки имеют пищевые потребности, отличающиеся в ключевых аспектах. По своей основе собаки являются всеядными, а кошки плотоядными. Дополнительно, пищевые потребности необязательно согласуются с филогенетическими или другими ненутритивными классификациями.
[0025] Используемый здесь термин «нутритивно сбалансированный» относится к композиции, составленной и предназначенной для того, чтобы быть единственным рационом для животного, иного, чем человек. Нутритивно сбалансированная композиция позволяет поддерживать жизнь без потребления каких-либо дополнительных веществ за исключением возможно воды. Общепринятые пищевые потребности описаны, например, в документе "Nutrient Profiles for dogs and cats", Ассоциации американских официальных контролеров по качеству кормов (AAFCO).
[0026] Используемый здесь термин «обработанный пищевой продукт» относится к пищевому продукту, который был необратимо изменен по сравнению со своим натуральным состоянием за счет термической обработки, мацерации, химического комбинирования с другими пищевыми продуктами и ингредиентами и аналогичного им. Используемый здесь термин «обработанный пищевой продукт» не включает в свой объем сельскохозяйственные или другие пищевые продукты естественного происхождения, даже в случае, когда пищевой продукт естественного происхождения был подвергнут обработке в смысле сбора урожая, мытья, упаковки и подобных процедур.
[0027] Используемый здесь термин «многокомпонентный» относится к пищевому продукту, который содержит не более чем 75% от веса единственного ингредиента.
[0028] Используемый здесь термин «в виде частиц» относится к пищевому продукту, который обычным образом получен для потребления в виде множества отдельных частиц, обычно более чем 30 или более чем 40, или 50 отдельных частиц на порцию. Приведенные в качестве примера пищевые продукты в виде частиц включают кормовой продукт в форме крупных гранул для домашних животных и зерновой завтрак для людей. Следует понимать, что большинство пищевых продуктов подвержены разделению на множество частиц, но не все пищевые продукты представляют пищевые продукты в виде частиц.
[0029] Используемая здесь "биологическая нагрузка" определяется количеством живых бактерий на поверхности перед стерилизацией. Следовательно, способ по настоящему изобретению предпочтительно снижает количество живых бактерий на поверхности продукта.
[0030] Способ снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте может включать получение обработанного пищевого продукта. Обработанный пищевой продукт может представлять стабильный при длительном хранении пищевой продукт, стабильный при комнатной температуре в течение по меньшей мере 12 месяцев. Обработанный пищевой продукт может представлять, например, печенье, крекеры, печенье типа галет, батончики, подушечки или «взорванный» продукт. Обработанный пищевой продукт может содержать матрицу из желатинизированного крахмала. Обработанный пищевой продукт может представлять продукт в виде частиц. Обработанный пищевой продукт может представлять экструдированный, и в случае, когда он подвергся экструзии, он может быть получен экструзией с пропариванием. Обработанный пищевой продукт может быть многокомпонентным пищевым продуктом. Обработанный пищевой продукт может быть сухим, влажным или полувлажным.
[0031] Обработанный пищевой продукт может представлять питательно сбалансированный. Обработанный пищевой продукт может представлять рацион для животного-компаньона. Обработанный пищевой продукт может представлять рацион для кошки (включая котят и/или пожилых животных), собаки (включая щенков и/или пожилых животных) или хорьков (включая детенышей и/или пожилых животных). Обработанный пищевой продукт может включать покрытие. Покрытие может содержать жир, масло или другие ингредиенты, подверженные окислительной деградации. Ингредиент может представлять ингредиент, подверженный деградации нагреванием. Ингредиент, подверженный деградации, может представлять, например, жир, масло, фермент, антитело, иммуноглобулин, цитокин, эпигенетический агент, витамин, пробиотический микроорганизм, аминокислоту, бактериофаг или их комбинацию.
[0032] Подходящие жиры или масла могут включать без ограничения куриный жир, свиной жир, говяжий жир, соевое масло, кукурузное масло, молочный жир, пальмовое масло и аналогичное им, включая жиры и масла, которые подверглись гидрогенизации, сатурации или не подверглись сатурации или иной модификации и их комбинации. Жиры с более высокой степенью сатурации менее чувствительны к окислению. В некоторых вариантах выполнения жир или масло представляет по меньшей мере частично ненасыщенный. Например, жир или масло может иметь йодное число более чем 40, Предпочтительно жир или масло имеет нейтральный pH.
[0033] Неограничивающие примеры ферментов включают протеазы, коллагеназы, липазы, амилазы, целлюлазы, лизоцимы, кандидазы, лактазы, киназы, инвертазы, галактозидазы, пектиназы, рибонуклеазы (включая дезоксирибонуклеазы) и их комбинации. Неограничивающие примеры антител включают антитела к кошачьему ринотрахеиту, кошачьей панлейкопении, кошачьему кальцивирусу, кошачьей пневмонии, кошачьей лейкемии, собачьей чуме, собачьему парвовирусу, коронавирусу, Borrelia burgdorferi (болезнь Лайма), токсоплазме гонди, E. coli, кампилобактеру, сальмонелле, клостридиям, бактероидам, к лямблиям гиардия, к инвазиям ленточными паразитическими червями, к инвазии круглыми паразитическими червями, кокцидиям, криптоспоридиуму и их комбинациям.
[0034] Неограничивающие примеры иммуноглобулинов включают иммуноглобулин A (IgA), иммуноглобулин M (IgM), иммуноглобулин G (IgG) и их комбинации. Неограничивающие примеры цитокинов включают трансформирующий ростовой фактор бета (TGF-beta), фактор некроза опухоли альфа (TNF-alpha), интерлейкин-4, интерлейкин-10, интерлейкин-12 и их комбинации. Неограничивающие примеры эпигенетических агентов включают изофлавоны, антоцианины, каротеноиды (включая без ограничения астаксантин и бета-каротин), флаваноиды, полифенолы, L-карнитин, кофермент Q10, глютатион, лютеин, ликопен, селен, N-ацетилцистеин, S-аденозилметионин, таурин, токоферол(ы), липоевую кислоту и их комбинации. Неограничивающие примеры витаминов включают витамины A, C, D, E, K и В12. Неограничивающие примеры аминокислот включают глицин, L-аланин, триптофан, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, цистеин, фенилаланин, тирозин, треонин, валин и их комбинации. Наиболее предпочтительны витамин E, метионин и их комбинации.
[0035] Неограничивающие примеры пробиотических микроорганизмов включают без ограничения бактерии или дрожжи рода Bacillus, Bacteroides, Bifidobacterium, Enterococcus (например, Enterococcus faecium DSM 10663 и Enterococcus faecium SF68), Lactobacillus, Leuconostoc, Saccharomyces, Pediococcus Candida, Streptococcus, Torulopsis и их комбинации. В случае, когда используют пробиотический микроорганизм, он может быть выбран для пробиотического воздействия при использовании деактивированных микробов или живых пробиотических микроорганизмов, которые могут быть инкапсулированы или покрыты покрытием для защиты живых пробиотических микроорганизмов от обработки холодной плазмой. В случае, когда микроорганизм обеспечивает пробиотическое воздействие после деактивации, микроорганизм может быть деактивирован перед введением или нанесением в качестве покрытия на пищевой продукт или может быть деактивирован обработкой пищевого продукта холодной плазмой. Неограничивающие примеры видов пробиотических микроорганизмов включают Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus (например, штамм DSM 13241J Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus bifidus, Lactobacillus casei, Lactobacillus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus delbrukii, Lactobacillus thermophilus, Lactobacillus fermentii, Lactobacillus salvarius, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium pseudolongum, Pediococcus cerevisiae и их комбинации. В наиболее предпочтительном варианте выполнения пробиотические организмы представляют в общем Bifidobacteria, и в частности B. infantis и B. animalis. В вариант выполнения, когда способ включает применение пробиотического организма, его предпочтительно наносят после обработки холодной плазмой.
[0036] Из-за различий между структурой стенок клеток бактерий и оболочек вирусов предполагается, что обработка холодной плазмой не приводит к инактивации вирусов, таких как бактериофаги. Подходящие для применения в пищевом продукте бактериофаги включают без ограничения бактериофаги семейства Siphoviridae, Podoviridae или Myoviridae или их комбинации. Бактериофаги могут быть дикого типа или генетически модифицироваными или их комбинациейями. Бактериофаги могут представлять инфицирующие и лизирующие или иным образом фатальные в отношении по меньшей мере одного из видов или штаммов бактерий рода Streptococcus, Enterobacterium, Escherichia, Salmonella, Listeria, Shigella, Campylobacter или их комбинаций. В предпочтительном варианте выполнения бактериофаг наносят на пищевой продукт после обработки холодной плазмой.
[0037] Обработанный пищевой продукт может представлять пористый. Процент пористости обработанного пищевого продукта на поверхности, как измерено при использовании описанного ниже способа, может составлять более чем около 20%, или около 30%, или около 40%, или около 50%, или около 60%, или около 70%, или около 80%, или около 85%, или более. На Фигуре 1 показан приведенный в качестве примера обработанный пищевой продукт - сухие крупные гранулы для собак с пористостью 54%. На Фигуре 2 показан альтернативный приведенный в качестве примера обработанный пищевой продукт - сухие крупные гранулы для собак с пористостью 79%.
[0038] Дополнительно к пористости обработанный пищевой продукт может представлять сухой, полувлажный или влажный. У каждого из этих типов пищевого продукта есть своя собственная проблема, связанная с обработкой холодной плазмой и эти проблемы усугубляются пористостью. Дополнительно, каждый тип пищевого продукта имеет свой собственный процент пористости. Например, сухой пищевой продукт с менее чем 15% влаги может иметь пористость, варьирующую от 20% до 85% или более, наряду с каждым значением в этом промежутке.
[0039] Обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой. Холодная плазма может быть получена при использовании излучателя микроволнового излучения и/или излучателя радиочастотного излучения, переменного тока или постоянного тока, или адиабатическим сжатием, или любым эквивалентным способом получения холодной плазма. В случае, когда для получения холодной плазмы используют электрическое напряжение, один электрод может быть покрыт диэлектриком для ограничения разрядного тока. Обработанный пищевой продукт может быть обработан при использовании любого подходящего устройства, известного из уровня техники, включая устройство с завесой, устройство с форсункой или вращающееся устройство, миксер, или устройство, вращающее или переворачивающее продукт. Эти способы передвижения продукта в потоке плазмы, обычно являются необходимыми для обеспечения эффективного контакта плазмы с большей частью поверхности объекта(ов).
[0040] Холодная плазма может быть получена при использовании любого подходящего газа, включая без ограничения азот, диоксид углерода, кислород, аргон, ксенон, криптон, гелий, неон, оксид одновалентного азота, водород, перекись водорода, монооксид углерода, оксид азота и их комбинации. В предпочтительном варианте выполнения холодную плазму получают из атмосферного воздуха (то есть смеси, главным образом состоящей из азота, кислорода, аргона и диоксида углерода). Обработка может быть проведена при атмосферном давлении (например, 1 атмосфера) плюс или минус около 10%. Обработка не требует пониженного атмосферного давления (например, вакуума) и не требует специальной емкости для плазмы (например, упаковке или иным образом ограниченного поля обработки), хотя, если требуется, любое или оба этих условия могут быть выполнены. Обработка может проводиться при местной температуре (в струе или поле плазмы) около 20-50°C, более предпочтительно 30-40°C. Время обработки может варьировать от 0,1 секунды до 600 секунд, предпочтительно от 10 до 180 секунд и более предпочтительно от 20 до 120 секунд, в зависимости от конфигурации устройства и продукта и уровня биологической нагрузки в начале обработки. В настоящее время не существует способов измерения силы воздействия или определения композиции холодной плазмы. Следовательно, описание должно состоять из параметров, используемых для получения и контроля плазмы. Для ограничения или предотвращения определенных аспектов плазмы, таких как УФ, могут быть использованы различные фильтры. Обработка может быть проведена при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 0,5 log снижения, более предпочтительно 1 log снижения биологической нагрузки в обработанном пищевом продукте, более предпочтительно 2 log снижения, более предпочтительно 3 log снижения, еще более предпочтительно 4 log снижения и наиболее предпочтительно по меньшей мере 5 log снижения биологической нагрузки обработанного пищевого продукта.
[0041] Снижение биологической нагрузки может быть измерено относительно конкретного рода. Например, снижение биологической нагрузки может быть измерено, как снижение Salmonella, Escherichia, Listeria, Camplyobacter, Cronobacter, Staphylococcus, Vibrio, Clostridium, Bacillus, Shigella, Yersinia, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Fusarium, Geotrichum, Monilia, Monascus, Mortierella, Mucor, Neurospora, Oidium, Oosproa, Penicillium, Rhizopus, Saccharomyces, Thamnidium или их комбинации. LOG система является предпочтительным и повсеместно используемым способом описания снижения биологической нагрузки.
[0042] Обработанный пищевой продукт может содержать по меньшей мере 5% или по меньшей мере 9%, или по меньшей мере 15% жира от веса обработанного пищевого продукта. По меньшей мере 20% или по меньшей мере 25%, или по меньшей мере 30%, или по меньшей мере 40%, или по меньшей мере 50% жира, содержащегося в обработанном пищевом продукте, может быть нанесено на поверхность покрытого покрытием пищевого продукта (в противоположность введению в тесто или использованию смеси для получения более или менее однородной основы, на которую может быть нанесено покрытие). Следует понимать, что покрытие должно быть однородным или гомогенным по всей поверхности обработанного пищевого продукта. Например, снэковый батончик, как правило имеющий кубическую форму, может быть покрыт только по одной из этих шести граней. В другом примере наносимое покрытие должно иметь единообразную толщину или тип нанесения на поверхность обработанного пищевого продукта, или часть поверхности обработанного пищевого продукта.
[0043] Покрытие обработанного пищевого продукта может содержать ингредиент, подверженный окислительной деградации и/или нагреванием. Такие ингредиенты включают указанные выше, например, жиры, масла, ферменты, антитела, иммуноглобулины, цитокины, эпигенетические агенты, витамины, пробиотические микроорганизмы, аминокислоты, бактериофаги и их комбинации. Покрытие может быть свободно от добавленных консервантов. То есть помимо нутритивных ингредиентов, которые могут обеспечивать «консервацию» или антиоксидантный эффект (такой как витамин E, каротиноиды, проантоцианины и тому подобное), покрытие может содержать менее чем 1%, более предпочтительно менее чем 0,5%, еще более предпочтительно менее чем 0,25% от веса покрытия, любая добавка направлена на предотвращение окислительной деградации, деградации от термического воздействия или и того и другого. В некоторых вариантах выполнения ингредиент, который будет в ином случае чувствителен к окислительной деградации и/или нагреванием, не инкапсулирован. В некоторых вариантах выполнения им покрытие свободно от добавленных сахаров, солей или их комбинаций. То есть покрытие может содержать естественным образом присутствующие сахара или соли, которые присутствуют в ингредиентах покрытия (например, фруктоза из фруктов или производных фруктов), но не имеет каких-либо дополнительных сахаров или солей, добавленных отдельно.
[0044] В случае, когда обработанный пищевой продукт покрыт покрытием, обработанный пищевой продукт может быть обработан холодной плазмой перед и/или после нанесения покрытия.
[0045] В некоторых вариантах выполнения обработанный пищевой продукт может быть подвергнут обработке холодной плазмой во время перемешивания, вращения, переворачивания или транспортировки на конвейере. Стадия перемешивания, вращения, переворачивания или транспортировки на конвейере может являться частью другого процесса отдельного от обработки холодной плазмой, такого как нанесение покрытия, перемешивание или упаковка. Подходящие миксеры включают ленточные миксеры, лопастные миксеры, барабанные миксеры, плужные миксеры, конусные миксеры и аналогичное им. По существу подходящим миксером может являться лопастной миксер с псевдоожиженным слоем, такой как лопастной миксер с псевдоожиженным слоем, описанный в патентной заявке США с публикационным номером 2012/0021094, которая введена здесь ссылкой в полном объеме.
[0046] В некоторых вариантах выполнения обработанный пищевой продукт может быть подвергнут обработке холодной плазмой во время транспортировки на конвейере. В некоторых вариантах выполнения обработанный пищевой продукт может быть подвергнут обработке холодной плазмой, в то время как он транспортируется на конвейере вдоль вибрационного конвейера.
[0047] Вибрационный конвейер может представлять линейный конвейер или пластинчатый конвейер, но гораздо чаще представляет спиральный подъемник или вибрационный винтовой подъемник. Обычно вибрационный конвейер используют для перемещения частиц вверх, как с платформы в хранилище силосного типа. Частицы перемещаются по конвейеру за счет вибрации. Обычно конвейер выполнен с возможностью максимизировать горизонтальное перемещение и сам конвейер выполнен с возможностью перемещения частиц в вертикальном направлении. Например, конвейер может представлять спиральный, таким образом, что «горизонтальное» перемещение по конвейеру также перемещает частицы вертикально по всей длине конвейера. При такой конфигурации конвейер и вибрация конвейера выполнены с возможностью минимизации вертикального перемещения частиц относительно поверхности конвейера, поскольку такое вертикальное перемещение не продуктивно относительно продвижения частиц вдоль конвейера. Независимо от глубины слоя на конвейере имеет место небольшой переворот частиц в вертикальном или z-направлении, поскольку они перемещаются вдоль вибрационного конвейера. Частицы, которые в начале конвейера находятся на дне слоя, в конце конвейера остаются на или близко к дну слоя, а частицы, которые в начале находятся в верху слоя, остаются на или близко к верху слоя на конвейере.
[0048] В противоположность, при изменении вертикальной амплитуды вибрации, безразмерного ускорения, режима идеального вытеснения (как измерено при использовании критерия Пекле, как описано ниже) и/или других параметров, возможно отрегулировать вибрацию вибрационного конвейера для получения правильного z-направления или изменения по вертикали частиц движущихся горизонтально вдоль вибрационного конвейера. Движение в z-направлении, комбинированное с одной или более обработкой поверхности, осуществляемой вдоль пути вибрационного конвейера, может быть использовано для нанесения покрытия на частицы непрерывным способом. Более или менее однородные обработки поверхности могут быть проведены по всей частице за счет регулирования вибрации. То есть за счет того, что частицы движутся в z-направлении, большая часть или вся поверхность частиц может быть подвергнута обработке поверхности без периодического перемешивания как в лопастном миксере. Дополнительно, поскольку частицы изменяют положение относительно друг друга в z-направлении, возможно провести обработку поверхности множества поверхностей множества слоев частиц в отличие от традиционного нанесения покрытия распылением, при котором покрытие наносится на одну сторону или одну поверхность единственного слоя частиц. Обработка поверхности может включать без ограничения обработку холодной плазмой и/или нанесение покрытия.
[0049] Таким образом, перенастройка вибрационного конвейера для обеспечения заданного уровня изменения z-направления движения и положения частиц позволяет достичь более однородной, равномерной обработки поверхности большего числа частиц по сравнению с использованием традиционного устройства для нанесения покрытия со сравнимым размером и массовым потоком. Это может поспособствовать бесперебойному равномерному дозированию активных ингредиентов покрытия и/или равномерному воздействию при обработке холодной плазмой. В случае, когда проводят множественную обработку поверхностей при движении вибрационного конвейера, возможно получить множество слоев с заданных однородных покрытий, и/или обработок поверхности по большей части или по всей площади поверхности частиц или частей пищевого продукта. За счет регулирования настроек вибрационного конвейера эта обработка поверхности/процесс перемешивания может быть использована даже для относительно хрупких продуктов, таких как свежие фрукты или ломкие обработанные пищевые продукты. Дополнительно, за счет варьирования типа, числа и месторасположения обрабатываемой поверхности вдоль/ на вибрационном конвейере, можно обеспечить толстослойные покрытия (как при нанесении большего количества того же самого покрытия в различных точках конвейера) и/или комплексные покрытия (например, слои различных покрытий с различными объемами, массами или толщиной), наряду с санитарной обработкой различных слоев даже, если последний из слоев покрытия непроницаем для холодной плазмы или других обработок поверхности.
[0050] Для вибрационного конвейера параметры процесса могут варьировать для обеспечения заданной обработки поверхности и свойств перемешивания. Эти параметры процесса, как описано ниже, могут включать без ограничения уровень заполнения вибрирующего слоя, скорость потока через вибрирующий слой, амплитуду вибрации, частоту вибрации, расположение дополнительных точек обработки поверхности, порядок или последовательность обработки поверхности, тип распыления из форсунок жидкого покрытия, размер капель жидкого покрытия и размер частиц из твердого вещества.
[0051] На Фигуре 3 приведен вид сбоку одного из вариантов выполнения - приведенного в качестве примера спирального вибрационного конвейера, и на Фигуре 4 приведен вид сверху одного из вариантов выполнения - приведенного в качестве примера спирального вибрационного конвейера. Труба 102 изогнута в форме спирали или витка вокруг центральной колонны 101 и установлена на колонне при использовании набора 104a, 104b, 104c, и 104d. Центральная колонна 101 расположена на наборе амортизаторов 105a, 105b, 105c и 105d. Два электрических мотора 103a и 103b с вращающимися утяжелителями (не показаны) установлены с обеих сторон колонны 101. Моторы 103a и 103b установлены под углом к горизонтали. Типичный угол может составлять 45 градусов. Моторы 103a и 103b смещены относительно друг друга на 90 градусов. Моторы 103a и 103b придают компонент вертикальной вибрации и компонент горизонтальной вибрации колонне 101. Колонна 101, в свою очередь, придает эти компоненты вибрации спиралеобразной трубе. Магнитуда обеих и вертикальной и горизонтальной вибрации определяется частотой мотора, размером, формой и положением утяжелителей, мощностью мотора, и углом мотора относительно горизонтали. Частицы пищевого продукта подают в спиралеобразную трубу через отверстие для подачи продукта (106). Вертикальная вибрация трубы 102 вызывает колебательное движение пищевого продукта в трубе 102, по существу псевдоожижая пищевой продукт (относительно движения пищевого продукта, необязательно относительно структуры пищевого продукта или частиц пищевого продукта). Горизонтальная вибрация трубы 102 вызывает продвижение пищевого продукта через трубу. Затем пищевой продукт выходит из трубы через отверстие для выхода продукта 107.
[0052] Как показано на Фигуре 3, труба 102 обеспечивает канал для потока материалов, таких как пищевой продукт. При том, как показана труба, может быть использован вибрационный конвейер любой формы или пространственного размера. Следовательно, в вариант выполнения вибрационный конвейер включает канал, имеющий впускное и выпускное отверстие. Как указано, канал может иметь несколько типов поперечного сечения. В конкретных вариантах выполнения канал может иметь по существу круглое поперечное сечение. В конкретных вариантах выполнения канал может иметь по существу прямоугольное поперечное сечение. В конкретных вариантах выполнения канал может иметь по существу прямоугольное поперечное сечение с выпуклым дном.
[0053] В вариант выполнения канал может иметь конкретный диаметр. В вариант выполнения диаметр канала может быть по меньшей мере в четыре раза больше, чем ESD частиц пищевого продукта. ESD (эквивалент сферического диаметра) объекта с неправильной формой определяют, как диаметр сферы эквивалентного объема. В вариант выполнения, в котором для канала используют трубу, и в котором труба может рассматриваться как по существу имеющая круглое поперечное сечение, труба может иметь диаметр около 8 дюймов (20,32 см), или от около 1 (2,54 см) до около 20 (50,8 см) дюймов, или от около 5 (12,7 см) до около 15 (38,1 см) дюймов. Однако может быть использована труба любого диаметра.
[0054] В вариант выполнения вибрационный конвейер может иметь конкретное/ определенное количество витков, как показано на Фигуре 3. В вариант выполнения вибрационный конвейер может иметь один единственный виток. В вариант выполнения вибрационный конвейер может иметь более чем один виток. В вариант выполнения вибрационный конвейер может иметь два витка или три витка, или четыре витка, или восемь витков, или вплоть до около 30 витков. Витки также могут быть не полными.
[0055] Вибрационный конвейер может быть выполнен из нержавеющей стали. В вариант выполнения вибрационный конвейер может быть выполнен из 316 нержавеющей стали или 304 нержавеющей стали, или 316L нержавеющей стали. Могут быть использованы другие материалы.
[0056] Вибрационный конвейер может быть использован для проведения обработки поверхности пищевого продукта. Пищевой продукт может быть подан на один конец конвейера. Вибрация слоя на конвейере приводит к псевдоожижению пищевого продукта, и в то же самое время пищевой продукт передвигается вперед на конвейере. Непрерывный поток пищевого продукта на конвейере и непрерывный поток пищевого продукта, выходящий с конвейера, может быть отрегулирован, таким образом, что потоки сбалансированы от веса и находятся в равновесном состоянии, и количество пищевого продукта в любой момент времени внутри миксера приблизительно постоянно. Подходящий вибрационный конвейер может быть получен, например, от Carrier Vibrating Equipment of Louisville, Kentucky, USA, и от Carman Industries of Jeffersonville, Indiana, USA.
[0057] Вибрационный конвейер может работать, таким образом, чтобы регулировать конкретные свойства частиц, транспортируемых на вибрационном конвейере. В вариант выполнения на безразмерное ускорение частиц может быть оказано негативное влияние. При работе безразмерное ускорение представляет соотношение ускорения частиц снизу вверх из-за вибрации слоя на конвейере, к ускорению сверху вниз из-за гравитации. Безразмерное ускорение может быть выражено, как произведение частоты вибрации в квадрате, умноженное на вертикальную амплитуду вибрации, деленное на гравитационную постоянную. Следовательно, уравнение для безразмерного ускорения может быть представлено, как следующее: ω2a/g, где «ω» представляет вибрационную частоту, «a» представляет вертикальную амплитуду вибрации и «g» представляет гравитационную постоянную.
[0058] В вариант выполнения конвейер может работать, таким образом, что безразмерное ускорение может составлять более чем около 0,3. В вариант выполнения конвейер может работать, таким образом, что безразмерное ускорение может составлять более чем около 1. В вариант выполнения конвейер может работать, таким образом, что безразмерное ускорение может составлять от около 0,5 до около 2 или от около 0,5 до около 1,5, или от около 0,5 до около 5, или от около 1 до около 4.
[0059] В вариант выполнения конвейер может работать таким образом, что средняя вертикальная амплитуда вибрации может составлять более чем около 3 мм. В вариант выполнения конвейер работает таким образом, что средняя вертикальная амплитуда вибрации может составлять от около 3 мм до около 20 мм или от около 5 мм до около 20 мм, или от около 7 мм до около 15 мм. Более высокая вертикальная амплитуда вибрации приводит к тому, что частицы в донном слое потока циркулируют в верхнюю часть потока материала покрытия, наносимого на частицы. Эта циркуляция помогает обеспечить более ровное покрытие частиц.
[0060] Используемый здесь термин глубина слоя определяется как расстояние между верхом слоя частиц на конвейере до донной части слоя. В случае, когда в качестве лоткового транспортирующего устройства используют вибрационный конвейер, донная часть слоя может быть измерена как самая глубокая точка в лотке. В вариант выполнения глубина слоя может составлять от около 0,5 см до около 15 см или от около 3,5 см до около 12 см, или от около 5 см до около 10 см.
[0061] В вариант выполнения с увеличением глубины слоя частиц, проходящих по конвейеру, может быть увеличена амплитуда для более ровного покрытия частиц. Следовательно, в вариант выполнения соотношение вертикальной амплитуды вибрации к глубине слоя может составлять от около 0,01 до около 1. В вариант выполнения соотношение средней вертикальной амплитуды вибрации к глубине слоя может составлять от около 0,1 до около 0,5 или от около 0,1 до около 0,3, или около 0,2. Не желая быть ограниченными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения считают, что поддержание этого соотношения может привести к лучшему перемешиванию и покрытию частиц.
[0062] В вариант выполнения частота вибрации может составлять от около 1 до около 100 Гц. В вариант выполнения частота вибрации может составлять от около 1 до около 50 Гц, или от около 1 до около 20 Гц, или от около 1 до около 10 Гц, или около 5 Гц, или от около 5 до около 15 Гц, или около 10 Гц.
[0063] В вариант выполнения вибрационный конвейер может работать таким образом, что соотношение амплитуды вертикальной вибрации к ESD пищевого продукта может составлять от около 0,5:1 до около 3:1 или от около 1:1 до около 2:1, или от около 1.5:1 до 2:1, таким образом, что при работе вибрационного конвейера пищевой продукт перемещается от входного в выходное отверстие вибрационного конвейера.
[0064] Может быть желательно, чтобы поток материала ядра на вибрационном конвейере по существу имел поршневой режим движения потока. Поршневой режим движения потока определяется, как минимизация перемешивания в продольном направлении. Перемешивание в продольном направление определяют, как тенденцию аликвоты материала ядер распространяются друг от друга в направление массового потока материала ядра. В случае, когда поток материала ядра по существу имеет поршневой режим движения потока, различные частицы находятся на вибрационном конвейере в течение приблизительно одного и того же времени. С увеличением перемешивания в продольном направлении, время, в течение которого частицы находятся на вибрационном конвейере, может варьировать до некоторой степени, что может в результате привести к менее равномерному покрытию на разных частицах. Количество перемешивания в продольном направлении на вибрационном конвейере может быть рассчитано согласно способу, описанному в Levenspiel's «Chemical Reaction Engineering», 3 edition. Критерий Пекле представляет измерение количества перемешивания в продольном направлении и степень поршневого режима движения потока. Критерий Пекле представляет безразмерное число, которое представляет соотношение объемного потока частиц к перемешиванию в продольном направлении по длине вибрационного конвейера в направлении потока частиц. Чем выше критерий Пекле, тем лучше поршневой режим движения потока. Более высокие критерии Пекле могут в результате приводить к более ровному покрытию частиц. В вариант выполнения вибрационный конвейер может работать таким образом, что критерий Пекле составляет более чем около 6. В вариант выполнения вибрационный конвейер работает таким образом, что критерий Пекле составляет более чем около 100. В вариант выполнения вибрационный конвейер работаеттаким образом, что критерий Пекле составляет более чем около 1000. В вариант выполнения вибрационный конвейер работает таким образом, что критерий Пекле составляет более чем около 10000.
[0065] В некоторых вариантах выполнения обработанный пищевой продукт представляет покрытый покрытием и прошедший обработку холодной плазмой. Пищевой продукт может быть подвергнут обработке холодной плазмой перед, после или перед и после нанесения покрытия. В случае, когда наносят многослойное покрытие, пищевой продукт может быть подвергнут обработке холодной плазмой перед и/или после любого конкретного слоя. Некоторые ингредиенты пищевых продуктов, такие как гидролизаты мяса, мясная мука, свежие продукты или их комбинации, могут с большей вероятностью иметь нежелательную микробиологическую нагрузка по сравнению с некоторыми другими ингредиентами пищевого продукта. В некоторых вариантах выполнения обработка холодной плазмой может быть проведена после нанесения одного или более слоя покрытия, содержащего гидролизат мяса, мясную муку, свежие продукты или их комбинации. В некоторых вариантах выполнения обработанный пищевой продукт представляет покрытый покрытием или прошедший обработку холодной плазмой на вибрационном конвейере. В некоторых вариантах выполнения вибрационный конвейер представляет закрытый. В некоторых вариантах выполнения пищевой продукт подвергают множественной обработке холодной плазмой во время нахождения на вибрационном конвейере.
[0066] В некоторых вариантах выполнения обработка холодной плазмой может быть использована также для дезинфекции устройства для обработки пищевого продукта. Устройство для обработки пищевого продукта может быть подвергнуто дезинфекции перед, во время или после использования устройства для обработки пищевого продукта. Приведенное в качестве примера устройство для обработки пищевого продукта может включать без ограничения конвейеры, контейнеры для хранения или транспортировки (включая без ограничения поддоны, коробки, бочки, мешки и подобные им), миксеры, блендеры, устройства для нанесения покрытий и устройство для упаковки.
Пример 1
Материалы и Способы
[0067] Около 6000 г коммерчески доступного кормового продукта для собак в виде крупных гранул Iams® ProActive Health® Adult MiniChunk с пористостью около 40% поместили в 20 литров псеводоожижающий лопастной миксер Forberg®. Миксер запустили на скорости около 95 оборотов в минуту, и распылили на перемешиваемые крупные гранулы около 300 г жира птицы с температурой 120°F (49°C) через распылительные форсунки пневматического действия (Spray Systems Inc.). Жир птицы распыляли на крупные гранулы в течение около 60 секунд, затем на крупные гранулы нанесли около 600 г куриной муки в течение около 60 секунд. Провели анализ куриной муки на уровень сальмонеллы, который превысил 0,04 MPN (Наиболее вероятное количество)/г при использовании способа DuPont BAX. Затем миксер остановили и удалили крупные гранулы, покрытые покрытием. Провели забор трех 500 граммовых образцов покрытых покрытием крупных гранул. Каждый из трех образцов проанализировали на уровень сальмонеллы, который превысил 0,04 MPN (Наиболее вероятное количество)/г. Образцы 1 и 2 обработали холодной плазмой при использовании устройства для обработки плазмой Enercon Dyne-A-Mite HP Plasma Treater в течение около 2 минут. Ионизированный газ получили при использовании устройства для обработки плазмой из воздуха. Напряжение между двумя электродами, генерирующими ионы из воздуха, составило около 6500 В. Образец 3 представлял необработанный контроль.
Результаты и Заключения
[0068] После обработки Образцов 1 и 2, все три образца проанализировали на микробный маркер. Образцы 1 и 2, которые были обработаны холодной плазмой, проанализировали при использовании способа Dupont BAX, и микробный маркер составил менее чем 0,04 MPN/г (или провели отрицательное тестирование на целевой микробный маркер при пороговом значении 0,04 MPN/г). Образец 3, который не обрабатывали холодной плазмой, проанализировали при использовании способа Dupont BAX®, и микробный маркер превысил 0,04 MPN/г, или провели положительное тестирование на целевой микробный маркер при порогом значении 0,04 MPN/г).
Пример 2
Материалы и Способы
[0069] Получили около 1 кг инокулированного сальмонеллой кормового продукта для домашних животных в виде крупных гранул распылением на крупные гранулы культуры, содержащей Salmonella enteric серовары Westhampton, Livingstone и Worthington. Крупные гранулы перевернули, распылили дополнительную культуру. Крупные гранулы поместили в большой пластиковый мешок и энергично встряхивали его в течение около 1 минуты для перемешивания крупных гранул. Целевой показатель общего содержания Salmonella на крупных гранулах составил около 1000 КОЕ/г (колониеобразующих единиц/г). Крупные гранулы распределили по лотку и оставили для сушки на 24 часа, затем перед использованием поместили в герметичный мешок. Эти инокулированные сальмонеллой крупные гранулы использовали в следующих примерах.
Пример 3
Материалы и Способы
[0070] В этом эксперименте использовали крупные гранулы по Примеру 3. Головку для плазмы генератора холодной плазмы Enercon Dyne-A-Mite HP поместили на вершину 16-унциевой (30 мл) бумажной чаши, которая в свою очередь располагалась на вершине элиптического шейкера. Шейкер способствует тому, чтобы крупные гранулы хорошо перемешивались во время обработки, таким образом, что все поверхности подвергаютсяся максимально возможному воздействию плазмы. Поскольку плазма представляет собой газ, то газ может до определенной степени обтекать вокруг крупных гранулы и проникать в поры и полости на поверхности. Провели забор из мешка десяти 50 г образцов инокулированных крупных гранул. Пять 50 г образцов были использованы в качестве контроля и были помещены в индивидуальные пластиковые мешки. Другие пять 50 г образцов поместили в индивидуальные бумажные чаши. Каждую бумажную чашу, содержащую крупные гранулы, обработали холодной плазмой следующим образом. Бумажную чашу с 50 г крупных гранул поместили на элиптический шейкер и отрегулировали скорость шейкера до около 250 оборотов в минуту. Головку для холодной плазмы установили таким образом, чтобы кончик струи плазмы заканчивался на расстоянии около 2-3 мм выше крупных гранул. Каждый образец обработали плазмой в течение около 2 минут. Каждый 50 г обработанный плазмой образец поместили в индивидуальный пластиковый мешок. Все десять 50 г образцов проанализировали на сальмонеллу при использовании способа, описанного в US Food and Drug Adminstration Bacteriological Analytical Manual, Appendix 2, "Most Probable Number from Serial Dilutions"(http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/ucml09656.htm).
Результаты и Заключения
[0071] Результаты анализа приведены в Таблице ниже. Этот эксперимент показал, что обработка холодной плазмой является эффективным способом снижения сальмонеллы в кормовом продукте для домашних животных в виде крупных гранул. Как показано ниже в Таблице 1, группы, обработанные плазмой имели 0 КОЕ/г по сравнению с контрольными группами. В контрольных группах образец 1 имел 933 КОЕ/г, образец 2 имел 427 КОЕ/г, образец 3 имел 933 КОЕ/г образец 4 имел 385 КОЕ/г и образец 5 имел 933 КОЕ/г. Образец 5 из группы, обработанной плазмой, имел 35,71 КОЕ/г сальмонеллы.
Пример 4
[0072] В этом примере показано влияние времени обработки на эффективность обработки холодной плазмой, когда кончик струи плазмы размещен очень близко к вершине слоя крупных гранул.
Материалы и Способы
[0073] Получили около 1 кг инокулированных сальмонеллой крупных гранул по Примеру 3. Головку для плазмы генератора холодной плазмы Enercon Dyne-A-Mite HP поместили на вершину 16-унциевой (30 мл) бумажной чаши, которая в свою очередь располагалась на вершине элиптического шейкера. Провели забор четырех 50 г образцов из мешка с инокулированными крупными гранулами. Один из 50 г образцов использовали в качестве контрольного образца и поместили его в пластиковый мешок. Другие два 50 г образца поместили в индивидуальные чаши. Каждую чашу, содержащую крупные гранулы, обработали холодной плазмой следующим образом. Чашу с 50 г крупных гранул поместили на элиптический шейкер и отрегулировали скорость шейкера до около 250 оборотов в минуту. Головку для холодной плазмы установили таким образом, чтобы кончик струи плазмы заканчивался на расстоянии около 2-3 мм выше крупных гранул. Каждый из образцов обработали плазмой в течение 30, 60 или 120 секунд. Каждый 50 г обработанный плазмой образец поместили в индивидуальный пластиковый мешок. Все четыре 50 г образца проанализировали на сальмонеллу при использовании способа, описанного в US Food and Drug Adminstration Bacteriological Analytical Manual, Appendix 2, Most Probable Number from Serial Dilutions:
(http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/ucml09656.htm).
Результаты и Заключения
[0074] Результаты анализа приведены в Таблице 2 ниже. Этот эксперимент показал, что обработка холодной плазмой является эффективным способом снижения сальмонеллы в кормовом продукте для домашних животных в виде крупных гранул. В первой группе, в которой не проводили обработку плазмой, группа имела 460 КОЕ/г сальмонеллы. Группа 2, прошедшая обработку холодной плазмой в течение 30 секунд, имела 23 КОЕ/г сальмонеллы. Третья группа, прошедшая обработку холодной плазмой в течение 60 секунд, имела 9,2 КОЕ/г сальмонеллы. Наконец, четвертая группа, прошедшая обработку холодной плазмой в течение 120 секунд, имела менее чем 3 КОЕ/г сальмонеллы.
Пример 5
[0075] В этом примере показано влияние времени обработки на эффективность обработки холодной плазмой, когда кончик струи плазмы размещен дальше от верха слоя крупных гранул по сравнению с Примером 5. Получили около 1 кг инокулированных сальмонеллой крупных гранул по Примеру 3. Головку для плазмы генератора холодной плазмы Enercon Dyne-A-Mite HP поместили на вершину 16-унциевой (30 мл) бумажной чаши, которая в свою очередь располагалась на вершине элиптического шейкера. Провели забор 25 г образцов из мешка с инокулированными крупными гранулами. Один из 25 г образцов использовали в качестве контрольного образца и поместили его в пластиковый мешок. Другие три 25 г образца поместили в индивидуальные чаши. Каждую чашу, содержащую крупные гранулы, обработали холодной плазмой следующим образом. В первом эксперименте чашу с 25 г крупных гранул поместили на элиптический шейкер и отрегулировали скорость шейкера до около 250 оборотов в минуту. Головку для холодной плазмы установили таким образом, чтобы кончик струи плазмы заканчивался на расстоянии около 25 мм выше крупных гранул. Образец обрабатывали плазмой в течение около 30 секунд. Во втором эксперименте провели ту же самую процедуру, что и в первом эксперименте, за исключением того, что время обработки составило 60 секунд. Каждый 25 г обработанный плазмой образец поместили в индивидуальный пластиковый мешок. Все три 25 г образца проанализировали на сальмонеллу при использовании способа, описанного в US Food and Drug Adminstration Bacteriological Analytical Manual, Appendix 2, Most Probable Number from Serial Dilutions (http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/ucml09656.htm). Результаты анализа приведены в Таблице ниже. Этот эксперимент показал, что размещение кончика струи плазмы на расстоянии около 25 мм от поверхности слоя крупных гранул является эффективным способом снижения сальмонеллы в кормовом продукте для домашних животных в виде крупных гранул. Как показано ниже в Таблице 3, первая группа не подвергалась обработке и имела 460 КОЕ/г сальмонеллы. Группа 2 подверглась обработке холодной плазмой в течение 30 секунд и имела 23 КОЕ/г сальмонеллы. Группа 3 прошла обработку холодной плазмой в течение 60 секунд и имела менее чем 3 КОЕ/г сальмонеллы.
Пример 6
[0076] В этом примере показано влияние перемешивания на эффективность обработки холодной плазмой.
Материалы и Способы
[0077] Получили около 1 кг инокулированных сальмонеллой крупных гранул по Примеру 3. Головку для плазмы генератора холодной плазмы Enercon Dyne-A-Mite HP поместили на вершину 16-унциевой (30 мл) бумажной чаши, которая в свою очередь располагалась на вершине элиптического шейкера. Провели забор трех 25 г образцов из мешка с инокулированными крупными гранулами. Один из 25 г образцов использовали в качестве контрольного образца и поместили его в пластиковый мешок. Другие два 25 г образца поместили в индивидуальные чаши. Каждую чашу, содержащую крупные гранулы, обработали холодной плазмой следующим образом. В первом эксперименте чашу с 25 г крупных гранул поместили на элиптический шейкер и отрегулировали скорость шейкера до около 250 оборотов в минуту. Головку для холодной плазмы установили таким образом, чтобы кончик струи плазмы заканчивался на расстоянии около 6-7 мм выше крупных гранул. Образец обработали плазмой в течение 30 секунд. Во втором эксперименте чашу 25 г крупных гранул поместили на элиптический шейкер, но шейкер выключили, следовательно, перемешивание крупных гранул не происходило. Головку для холодной плазмы установили таким образом, чтобы кончик струи плазмы заканчивался на расстоянии около 6-7 мм выше крупных гранул. Образец обработали плазмой в течение 30 секунд. Каждый 25 г обработанный плазмой образец поместили в индивидуальный пластиковый мешок. Все три 25 г образца проанализировали на сальмонеллу при использовании способа, описанного в US Food and Drug Adminstration Bacteriological Analytical Manual, Appendix 2, Most Probable Number from Serial Dilutions, которое можно найти на сайте в интернете fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/ucml09656.htm site.
Результаты и Заключения
[0078] Результаты анализа приведены в Таблице 4 ниже. Этот эксперимент показал, что перемешивание усиливает обработку холодной плазмой, поскольку у образца, подвергшегося перемешиваю, достигается лучшее снижение сальмонеллы по сравнению с образцом, не подвергшимся перемешиванию. Как показано ниже в Таблице 4, первая группа не прошла обработку холодной плазмой, не подвергалась перемешиванию и имела содержание сальмонеллы 1100 КОЕ/г. Группа 2 прошла обработку холодной плазмой в течение 30 секунд, но не подвергалась перемешиванию и имела 460 КОЕ/г. Группа 3 прошла обработку холодной плазмой в течение 30 секунд и подверглась перемешиванию при 250 оборотов в минуту. Содержание сальмонеллы в группе 3 составило 150 КОЕ/г. Следовательно, перемешивание снижает количество сальмонеллы на пищевом продукте и обеспечивает снижение сальмонеллы при обработке холодной плазмой.
Пример 7
[0079] В это примере показано влияние обработки холодной плазмой на окислительную стабильность крупных гранул. Получили шесть 50 г образцов не инокулированного кормового продукта для домашних животных в виде крупных гранул.
Материалы и Способы
[0080] В качестве контроля использовали три образца и поместили их в индивидуальные пластиковые мешки. Другие три образца обработали холодной плазмой в течение 30 секунд способом по Примеру 5 и затем поместили в индивидуальные пластиковые мешки. Один из контрольных образцов и один из образцов, обработанных плазмой, анализировали на общие токоферолы и общие альдегиды (образцы при времени 0). Токоферолы и альдегиды являются индикаторами окисления жира. Чем выше уровень токоферола и ниже уровень альдегидов, тем ниже уровень окисления, что является предпочтительным. Другие два контрольных образца и другие два образца, обработанные плазмой, поместили в камеру с температурой 37,5°C, 50% относительной влажностью для измерения окисления жира в крупных гранулах в стрессовых условиях. После 45 дней в камере удалили один контроль и один образец, обработанный плазмой, и провели анализ на токоферолы и общие альдегиды. После 60 дней в камере удалили последний из трех контролей и образцов, обработанных плазмой, и проанализировали на токоферолы и общие альдегиды.
Результаты и Заключения
[0081] Результаты контроля и образцов, обработанных плазмой, приведены в Таблице 5 ниже. Эти результаты указывают на отсутствие различий между необработанными и обработанными плазмой образцами, даже после длительного времени при повышенной температуре и влажности. Считается, что увеличение токоферолов в контрольном образце, хранившемся в течение 60 дней, является результатом вариабельности выборки и/или измерения. Не ожидалось, что токоферолы фактически увеличатся после 60 дней хранения в контрольной группе.
(частей на миллион)
Способ Dupont BAX®
[0082] Система DuPont™ BAX® использует технологию полимеразно-цепной реакции (PCR), совмещенную с детектированием в режиме реального времени для сканирования образцов на определенные микробы, образцы обогащены забуференной пептонной водой (BPW) в течение 24±2 часов при температуре 35°C±1C. 10 μл аликвоту обогащенного образца добавили в 500 μл бульона с сердечно-мозговым экстрактом (BHI) и инкубировали при температуре 35°C±1°C в течение трех часов. 5 μл этого вторичного обогащения использовали для проведения скринингового исследования Bax Screening Assay. В пробирки добавили лизирующий реагент, которые затем нагрели для лизиса бактериальных клеток. После охлаждения 50 μл лизата добавили в PCR пробирку, которая содержит ДНК полимеразу, нуклеотиды и праймеры. Затем эту пробирку поместили в амплификатор, где подвергли сериям стадий нагревания и охлаждения. Во время нагревания ДНК денатурирует и разделяется на отдельные нити. По мере охлаждения смеси праймеры связываются с любыми целевыми последовательностями ДНК. ДНК полимераза использует нуклеотиды для увеличения праймеров с созданием 2 копий целевого фрагмента ДНК. Множественные циклы нагревания и охлаждения в результате приводят к экспоненциальному увеличению целевой ДНК. Затем флуорисцентный краситель связывается с двойными нитями ДНК. Этот краситель испускает флуорисцентный сигнал в ответ на цвет. Во время детекционной фазы исследования измеряют этот флуорисцентный сигнал.
Пористость
Система Scanco
[0083] Для получения данных использовали систему Scanco Medical AG (Switzerland) micro-CT system, CT80 серийный номер 06071200. Может быть произведена замена на эквивалентную систему.
Выбор образца
[0084] Эти образцы представляли отдельные крупные гранулы, случайным образом выбранные из пакетика с крупными гранулами.
Получение образца.
[0085] Для облегчения расположения образцов для сканирования использовали обычную многослойную пробирку для образцов. Обычная пробирка состоит из около 35 мм в диаметре пробирки Scanco со специально разработанной вставкой из 4 слоев, каждый слой около 16 мм высотой с внутренним диаметром 28 мм для удержания 1 крупной гранулы. Образец поместили во вставку между двумя слоями тонкого губчатого материала для удержания на месте во время сканирования.
Параметры получаемого изображения при использовании Scanco CT80.
[0086] Параметры получаемого 3-D изображения 36 микронного изотропного скана включают:
Установлена рентгеновская трубка со средним разрешением (500 проекций) переменного тока 145 μA, 8 ватт, с энергетическим пиком 55 пикового анадного напряжения (kVp).
Использовали алюминиевый фильтр толщиной 0,5 мм.
Продолжительность интегрирования 400 милисекунд с усреднением 4.
Приращение слоя 36 микрон, интересующая область покрывает площадь около 7-13 мм с построением во временной области 2,5 -4,5 часов, в зависимости от размера крупной гранулы.
Для реконструкции CT изображения в матрице 1024 Х 1024 пикселей с разрешением в пикселях 36 микрон.
Анализ изображения
[0087] Процент пористости определяют, как процент вокселей ниже фиксированного порога, деленный на общее количество вокселей в интересующей 3D области. Интересующую 3D область выбирают вручную. Поскольку крупные гранулы отличаются по размеру, объем интересующей области варьирует на каждой крупной грануле. Порог, используемый для отделения крупной гранулы от фона, составил 48.
[0088] Параметры и значения, приведенные в описании настоящей патентной заявки, не следует рассматривать, как строго ограниченные приведенными точными числовыми значениями. Наоборот, если ясно не указано иное, каждый такой параметр обозначает оба, и указанное значение и его функционально эквивалентные пределы, близкие к этому значению. Например, параметр, приведенный, как «40 мм» обозначает «около 40 мм».
[0089] Каждый приведенный в описании настоящей патентной заявки документ, включая любую перекрестную ссылку или родственный патент или патентную заявку, или патент или патентную заявку по которой испрашивается приоритет, введен здесь во всей полноте, если ясно не указано иное или не приведены иные ограничения. Любой документ, приведенный самостоятельно или в комбинации с другим или другими ссылками, описаниями, раскрытиями сути, предположениями в описании настоящей патентной заявки, не делает настоящее изобретение частью уровня техники. Дополнительно, если до некоторой степени любое значение или определение терминов в описании настоящей патентной заявки вступает в противоречие со значением или определением терминов в документе, введенном ссылкой, применяется значение или определение терминов, приведенное в описании настоящей патентной заявки. Все термины, использованные в описании и формуле изобретения настоящей патентной заявки следует понимать как включающие, а не как исключающие.
[0090] Несмотря на то, что в качестве иллюстрации приведены конкретные варианты выполнения, специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение понятно, что могут быть сделаны различные другие изменения и модификации, находящиеся в объеме настоящего изобретения, определенном в приложенной формуле изобретения.
Изобретение относится к способу снижения биологической нагрузки в крупных гранулах сухого кормового продукта для домашних животных. Способ предусматривает получение крупных гранул, причем процент пористости крупных гранул на поверхности составляет более чем около 20%, и обработку крупных гранул холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в крупных гранулах. Как вариант, изобретение относится к способу снижения биологической нагрузки в крупных гранулах сухого кормового продукта для домашних животных, согласно которому получают крупные гранулы с пористой поверхностью и обрабатывают крупные гранулы холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в указанных гранулах. Обработку крупных гранул выбирают из группы, состоящей из вращения, перемешивания, переворачивания, передвижения и их комбинаций, потоком плазмы. Изобретение позволяет эффективно обрабатывать холодной плазмой сухой кормовой продукт, имеющий крупные гранулы, без явного повышения окисления жира. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 7 пр.
1. Способ снижения биологической нагрузки в крупных гранулах сухого кормового продукта для домашних животных, включающий:
получение крупных гранул, причем процент пористости крупных гранул на поверхности составляет более чем около 20%; и
обработку крупных гранул холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в крупных гранулах.
2. Способ по п. 1, в котором процент пористости крупных гранул на поверхности составляет более чем около 30%.
3. Способ по п. 1, в котором процент пористости крупных гранул на поверхности составляет более чем около 40%.
4. Способ по п. 1, в котором процент пористости крупных гранул на поверхности составляет более чем около 50%.
5. Способ по п. 2, в котором крупные гранулы содержат по меньшей мере 9% жира.
6. Способ по п. 5, в котором крупные гранулы содержат по меньшей мере 15% жира.
7. Способ по п. 5, в котором по меньшей мере 25% жира нанесено в качестве покрытия на поверхность крупных гранул.
8. Способ по п. 7, в котором по меньшей мере 50% жира нанесено в качестве покрытия на поверхность крупных гранул.
9. Способ по п. 1, в котором крупные гранулы содержат покрытие, нанесенное на поверхность крупных гранул, и покрытие содержит один или более ингредиент, который подвержен окислительной деградации.
10. Способ по п. 9, в котором ингредиент, подверженный деградации, выбирают из группы, состоящей из жиров, масел, ферментов, антител, иммуноглобулинов, цитокинов, эпигенетических агентов, витаминов, пробиотических микроорганизмов, аминокислот, бактериофагов и их комбинаций.
11. Способ по п. 9, в котором покрытие свободно от добавленных консервантов.
12. Способ по п. 11, в котором покрытие свободно от добавленных сахаров или солей.
13. Способ по п. 9, в котором крупные гранулы обрабатывают холодной плазмой перед нанесением покрытия.
14. Способ по п. 9, в котором крупные гранулы обрабатывают холодной плазмой после нанесения покрытия.
15. Способ по п. 1, в котором, во время стадии обработки, крупные гранулы подвергают обработке, выбираемой из группы, состоящей из вращения, перемешивания, переворачивания, передвижения и их комбинаций.
16. Способ по п. 1, в котором крупные гранулы имеют неправильную форму или несимметричную форму.
17. Способ снижения биологической нагрузки в крупных гранулах сухого кормового продукта для домашних животных, включающий:
получение крупных гранул с пористой поверхностью и
обработку крупных гранул холодной плазмой при условиях, достаточных для обеспечения по меньшей мере 1 log снижения биологической нагрузки в крупных гранулах, в котором крупные гранулы подвергают обработке, выбираемой из группы, состоящей из вращения, перемешивания, переворачивания, передвижения и их комбинаций, потоком плазмы.
18. Способ по п. 17, в котором обработку холодной плазмой проводят непрерывным способом.
19. Способ по п. 17, в котором обработку холодной плазмой проводят во время перемещения на конвейере крупных гранул.
20. Способ по п. 17, в котором крупные гранулы имеют неправильную или несимметричную форму.
| SONG et al | |||
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| MISRA N | |||
| N et al | |||
| "Nonthermal plasma inactivation of food-borne pathogens", Food Engineering Reviews 3, no | |||
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| Способ приготовления лака | 1924 |
|
SU2011A1 |
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
