способ термообработки пищевых продуктов при их консервировании

Формула изобретения

Способ термообработки пищевых продуктов при их консервировании, включающий нагрев продукта до температуры стерилизации, конвективную стерилизацию и последующее снижение температуры, отличающийся тем, что нагрев осуществляют посредством микроволновой обработки в течение 4-5 мин до температуры продукта 97-100^oC, конвективную стерилизацию проводят в "водяной бане" при 108-109^oC в течение 35-40 мин, затем охлаждают до 35-40^oC, например, в водяной среде, с последующим хранением при 3-4^oC в течение 8-10 суток.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства продуктов питания, подлежащих продолжительному хранению при температуре 18-20^oС - консервов, в частности, их стерилизации, и может быть использовано также в процессах медико-биологических и биотехнологических производств.

Известна широко применяемая термообработка с целью стерилизации мясных консервов в автоклаве при температуре 120^oС в течение 30-40 мин с предварительным разогревом продукта до 120^oС за 20 мин и последующим (после стерилизации) снижением противодавления до нормального (атм.давл.) за 25 мин /1/.

Недостатком известного способа (аналога) является то, что стерилизация при температуре 120^oС разрушает ценные термолабильные компоненты консервов за счет:

а) гидролиза растворимых белков до пептидов, которые частично гидролизуются до аминокислот;

б) дезаминирования и декарбоксилирования некоторых аминокислот, в том числе незаменимых триптофана, лизина, гистидина, аргинина, количество которых уменьшается более чем на 20% (показателем их уменьшения является количество образующихся аммиака 40,5 мг% и сероводорода 0,87 мг%);

в) разрушения наименее устойчивых витаминов тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота, и уменьшения содержания никотиновой и пантотеновой кислот;

г) возрастания степени коагуляционных изменений и ухудшения переваривания пищеварительными ферментами денатурированного белка.

Все это приводит к значительному снижению пищевой ценности консервов. Поэтому стерилизация при 120^oС совершенно непригодна для консервов специального назначения: "Витастимулин", "Паштет здоровье", "Геродиетический мясорастительный паштет", "Паштет с кровью" (для детей), эмульсионный продукт "композит" для зондового энтерального питания больных и других консервов, содержащих термолабильные компоненты, в частности, кровь и кровяную сыворотку.

Известен способ низкотемпературной термообработки в автоклаве в соответствии с ГОСТ 4476-48 "Консервы мясные", паштеты: "Печеночный", "Арктика", "Московский", "Диетический", "Диетический с мозгами", включающий нагрев продукта до 112^oС за 20 мин, конвективную стерилизацию при 112^oС в течение 55 мин и последующее снижение противодавления до атмосферного за 20 мин /2/ и выбранный в качестве прототипа (при режиме, близком к этому, стерилизуют в автоклаве при 112^oС и консервы специального назначения "Витастимулин", "Паштет с кровью" (для детей); "Паштет здоровье" осуществляя последовательно нагрев мясных консервов до 112^oС за 20 мин, стерилизацию при температуре 112^oС в течение 65 мин, снижение противодавление до атмосферного за 20 мин по ТУ 10 РСФСР 301-88 на консервы мясные. "Паштет здоровье", Госагропром РСФСР, М. 1988 г.).

Недостатком "прототипа" является то, что несмотря на более щадящие режимы конвективной стерилизации при 112^oС (по сравнению со стерилизацией в автоклаве при 120^oC), все же весьма продолжительное воздействие на продукт температуры выше 100^oC (95.105 мин, в том числе 65 мин - действие температуры 112^oС) приводит к частичному разрушению важнейших термолабильных компонентов указанных выше консервов незаменимых аминокислот триптофаза, лизина, гистидина, цистина (около 11%), витаминов тиамина, рибофлавина, аскорбиновой кислоты, моносахаридов, что в значительной степени снижает пищевую ценность консервов, предназначенных для питания детей, пожилых и больных людей.

Задачей изобретения является повышение эффективности стерилизации и одновременное сохранение термолабильных компонентов продукта.

Это достигается тем, что в известном способе термообработки пищевых продуктов при консервировании, включающем нагрев продукта до температуры стерилизации, стерилизацию и последующее снижение температуры, согласно изобретению, осуществляют нагрев продукта посредством микроволновой (МВ) обработки до 97.100^oС за 4.5 мин, конвективную стерилизацию в "водяной бане" при температуре 107. 109^oС в течение 35.40 мин, охлаждение до температуры 35. 40^oС, например, в водяной среде с последующим хранением при температуре 3. 4^oС в течение 8.10 суток.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются микроволновая обработка продукта с равномерным нагревом до 97.100^oС за 4.5 мин, конвективная стерилизация в "водяной бане" при температуре 107.109^oС в течение 35.40 мин, охлаждение до температуры 35.40^oС, например, в водяной среде и последующее хранение при температуре 3.4^oС в течение 8.10 суток.

Предложенный способ термообработки обладает существенными отличиями, не обнаруженными заявителем в других известных технических решениях стерилизации с подобными признаками.

При осуществлении предложенного способа выявленные отличительные признаки в совокупности с другими известными признаками обеспечивают получение положительного эффекта, заключающегося в достижении полной стерильности продукта при одновременном сохранении его термолабильных ценных пищевых компонентов за меньший период термообработки.

Сохранение термолабильных компонентов стерилизуемых продуктов происходит за счет снижения температуры конвективной стерилизации до 107.109^oС (вместо 112^oC в прототипе) и уменьшения до 35.40 мин (вместо 95.105 мин) продолжительности воздействия на продукт температуры 100^oС и выше.

Стерилизирующий эффект на консервах обеспечивается за счет явления сложного криоантибиоза в процессе хранения при температуре 3.4^oС в течение 8.10 суток продуктов, предварительно подвергнутых специфическому воздействию микроволновой энергии, разогретых ею же до 97.10^oС с последующим конвективным нагревом при температуре 107.109^oС в течение 35.40 мин.

На фиг.1 представлена блок-схема способа термообработки пищевых продуктов.

Предлагаемый комбинированный щадящий способ микроволновой и конвективной термообработки пищевых термолабильных продуктов осуществляют следующим образом: герметично упакованный в радиопрозрачной таре (стекло, фторопласт, пенопласт и пр. ), например, стеклянных банках стандартной емкости, пищевой продукт (мясные консервы) подвергают микроволновой обработке с нагревом до температуры 97.100^oС в течение 4.5 мин, при этом частота микроволнового излучения составляла 2450 МГц, а мощность генератора 0,5 кВт (обработка осуществлялась в рабочей камере бытовой микроволновой печи "Электроника"). После этого банки с продуктом немедленно погружают в "водяную баню" с постоянно кипящим при температуре 107.109^oС насыщенным раствором NaCl (40,7 г соли на 100 г воды) и выдерживают при этой температуре в течение 35.40 мин, осуществляя конвективную стерилизацию (причем поддержание наглядного постоянного кипения "водяной бани" ведут с помощью любого доступного источника энергоподвода электро-газо-жидкостные нагреватели). Затем охлаждают банки с консервами до температуры 35.40^oС в течение 5 мин погружением в воду и помещают в холодильную камеру, в которой они хранятся при температуре 3.4^oС в течение 8.10 суток (для этого может быть использован и бытовой холодильник).

Предлагаемый процесс комбинированной щадящей термообработки консервов, в том числе специального назначения, доступен для любого производства, даже плохо оснащенного сложным технологическим оборудованием.

Таким образом, оптимальное сочетание режимов и экспозиций микроволновой обработки и конвективной термообработки продуктов в сочетании с их холодильным хранением обеспечивает (см.табл.1 и 2):

эффективность процесса стерилизации (значительное сокращение времени общей термообработки);

сохранение термолабильных компонентов консервов (снижение температуры обработки и общей длительности высокотемпературного воздействия на продукт);

полный стерилизующий эффект (определяемый комплексным быстротечным саморегулирующимся МВ-разогревом продукта; специфическим избирательным МВ-воздействием на микроорганизмы, обусловливающим их криоантибиоз в процессе хранения при температуре 3.4^oС, т.е. ниже минимальной для мезофильных и термофильных микроорганизмов, после традиционного конвективного термонагрева в "водяной бане") практически со стопроцентным отмиранием микроорганизмов как в вегетативной, так и в споровой форме;

предлагаемый способ позволяет обходиться без автоклава (конструкции, требующей трудноорганизуемых подводов паровоздушных и водяных энергоносителей под избыточным давлением);

экономический эффект от оптимального комбинированного сочетания различных типов энергоподвода на разных стадиях термообработки продуктов (кратковременная, но интенсивная со специфическим биологическим воздействием МВ-энергия; более продолжительная, гораздо более дешевая и легкоорганизуемая конвективно-термическая энергия традиционных источников и, наконец, хранение в бытовом холодильнике) составит 15.45 тыс.рублей на тонну обработанного продукта, например, мясных консервов.

Такой щадящий режим стерилизации паштета с кровью обусловливает кулинарную готовность консервов, их переваримость пищеварительными ферментами и хорошее качество консервов, что подтверждается сохранением исходного количества (до стерилизации паштета) азота аминокислот и общего азота органических веществ (белков, полипептидов, пептидов), определяемого методом Къельдаля, а также углеводов и витаминов (за исключением самого термолабильного тиамина).

В табл. 1 приведены сравнительные режимы МВ-обработки и конвективной термостерилизации продукта, а также продолжительности последующего хранения при температуре 3.4^oС на проявление криоантибиоза и достижение стопроцентного стерилизующего эффекта в отношении микроорганизмов в вегетативной и споровой форме.

Решающее значение явления криоактибиоза в достижении стерильности продукта, подвергаемого комбинированной щадящей стерилизации с применением МВ-обработки, подтверждается результатами контрольных опытов стерилизации такого же продукта (паштета с кровью) при такой же температуре (108^oС) кипящего насыщенного раствора NaCl в водяной бане и экспозициях 25,35,45,60 мин (+15 мин нагрева до 108^oС), но без микроволновой обработки, с последующим охлаждением продукта и хранением при температуре 3.4^oС в течение 17. 22-х суток, ни в одном из десяти опытов не достигнута его стерильность (см. табл.2).