консервант пищевых продуктов растительного происхождения и способ консервирования с его использованием

Формула изобретения

1. Консервант пищевых продуктов растительного происхождения, включающий антимикробный агент низин, молочную кислоту, внеклеточные и внутриклеточные метаболиты молочно-кислых бактерий, обладающие антимикробной активностью, отличающийся тем, что дополнительно содержит сухой водно-солевой экстракт пекарских дрожжей в количестве, обеспечивающем содержание цитохрома С 60 мг, или 100 мг, или 112 мг на 1 кг консерванта.

2. Консервант по п.1, отличающийся тем, что содержит в расчете на 1 кг сырья 2,0-12,5 мг низина при его удельной активности 1000 МЕ/мг, молочной кислоты 2,0-9,0 г, внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий 0,2-0,5 мг, внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий 1,5-2,5 мг, сухого водно-солевого экстракта пекарских дрожжей 0,6-1,1 г.

3. Способ консервирования пищевых продуктов растительного происхождения, включающий размещение консервируемых продуктов в стерильной таре, заливку их консервантом, содержащим антимикробный агент низин, молочную кислоту, внеклеточные и внутриклеточные метаболиты молочно-кислых бактерий, обладающие антимикробной активностью, герметизацию тары и последующую тепловую обработку при температуре 65-75С в течение 8-15 мин, отличающийся тем, что перед заливкой в консервант добавляют сухой водно-солевой экстракт пекарских дрожжей в количестве, обеспечивающем содержание цитохрома С 60 мг, или 100 мг, или 112 мг на 1 кг консерванта.

4. Способ консервирования пищевых продуктов растительного происхождения по п.1, отличающийся тем, что используют консервант, содержащий в расчете на 1 кг сырья 2,0-12,5 мг низина при его удельной активности 1000 МЕ/мг, молочной кислоты 2,0-9,0 г, внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий 0,2-0,5 мг, внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий 1,5-2,5 мг, сухого водно-солевого экстракта пекарских дрожжей 0,6-1,1 г.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается консервирования пищевых продуктов растительного происхождения, таких как овощи, фрукты, плоды, ягоды, дикорастущие растения.

Консервирование - самый распространенный способ сохранения сезонной сельскохозяйственной продукции, предотвращающий порчу и потерю питательной ценности пищевых продуктов растительного происхождения.

Стандартный способ консервирования предусматривает помещение консервируемых растительных продуктов в стерильную тару, ее заливку консервирующим раствором, последующую герметизацию тары и тепловую обработку.

Как правило, при осуществлении процесса в домашних условиях тепловую обработку не укупоренных консервов проводят при температуре 80-100С в течение 5-10 мин, а в промышленных условиях проводят тепловую обработку герметизированных консервов при температуре 120-130С при повышенном давлении в течение 15-40 мин.

Наиболее распространенными консервантами являются поваренная соль, сахар [Петровский К.С. и др. Витамины круглый год. М., Россельхозиздат, 1983, стр. 24-25] и уксусная кислота [авт. свид. СССР 1731140, А 23 В 7/10, 1992].

В домашних условиях для консервирования используют и другие органические кислоты, такие как сорбиновая, бензойная, салициловая [Хосташева Б. и др. Домашнее консервирование фруктов и овощей. М., 1994, стр. 35-38]. В пищевой промышленности используют лимонную, винную, молочную кислоты, но, как правило, они собственно как консерванты самостоятельно не применяются [Смирнов В.А. Пищевые кислоты (лимонная, молочная, винная). М., Легкая и пищевая промышленность, 1983, стр. 239-245].

Запатентован консервант растительного сырья, включающий антимикробный агент низин и молочную кислоту, который может дополнительно содержать обладающие антимикробной активностью внеклеточные метаболиты, выделяемые в среду при выращивании молочно-кислых бактерий. Консервант содержит в расчете на 1 кг продукции 2,5-16,0 мг низина с удельной активностью 1000 МЕ/мг и 10,0-25,0 г молочной кислоты [патент РФ 2112385, А 23 В 7/00, 1997].

Использование такого консерванта позволяет проводить тепловую обработку консервируемых растительных продуктов в более щадящем режиме - при температуре 70-80С в течение 10-20 мин [патент РФ 2112384, А 23 В 7/00, 1997].

В дальнейшем описанный консервант был усовершенствован за счет дополнительного включения в его состав обладающих антимикробной активностью внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, полученных путем экстракции разрушенных или неразрушенных клеток молочно-кислых бактерий водой или водно-солевыми растворами. Консервант содержит в расчете на 1 кг продукции 6,0-25,0 мг низина с удельной активностью 1000 МЕ/мг и 5,0-12,5 г молочной кислоты [патент РФ 2159553, А 23 В 7/14, 2000].

Использование этого усовершенствованного консерванта позволило еще более смягчить условия тепловой обработки консервируемых продуктов, осуществляя ее при температуре 65-75С в течение 8-15 мин [патент РФ 2157635, А 23 В 7/14, 2000].

Целью изобретения является повышение качества консервированных растительных продуктов.

Поставленная цель достигается в результате разработки состава комплексного консерванта, содержащего антимикробный агент низин, молочную кислоту, обладающие антимикробной активностью внеклеточные и внутриклеточные метаболиты молочно-кислых бактерий, а также содержит сухой водно-солевой экстракт пекарских дрожжей в количестве, обеспечивающем содержание цитохрома С 60 мг или 100 мг или 112 мг на 1 кг консерванта.

Технический результат, достигаемый от использования изобретения, состоит в обогащении консерванта и, соответственно, консервируемых продуктов комплексом биологически активных соединений, в первую очередь витаминов группы В, а также ферментами и аминокислотами, и в повышении гарантий сохранности консервируемых продуктов за счет наличия в составе консерванта соединений, обладающих антиоксидантной активностью, при сохранении наиболее щадящих условий тепловой обработки и при минимальном расходе низина, имеющего высокую стоимость.

Существо настоящего изобретения состоит в следующем.

Предлагаемое изобретение касается консервирования пищевых продуктов растительного происхождения, включая, в том числе, овощные, культурные и дикорастущие плодово-ягодные культуры.

Для этих целей предлагается консервант, содержащий антимикробный агент низин, молочную кислоту, обладающие антимикробной активностью внеклеточные и внутриклеточные метаболиты молочно-кислых бактерий и водно-солевой экстракт пекарских дрожжей.

Содержание низина в консервирующем растворе составляет обычно 2,0-12,5 мг/кг продукции (в расчете на низин с удельной активностью 1000 МЕ/мг).

Концентрация молочной кислоты в консервирующем растворе, как правило, равняется 2,0-9,0 г/кг продукции.

Соотношение низина и молочной кислоты в консерванте зависит от органолептических характеристик консервируемого сырья. Для продуктов, содержащих высокие концентрации органических кислот (плоды зеленого крыжовника, брусника, щавель и подобные), требуются меньшие количества молочной кислоты, для продуктов с пресным вкусом (крапива, салат и подобные) желательны более высокие концентрации молочной кислоты.

Содержание в консервирующем растворе выделяемых в культуральную среду внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, обладающих антимикробной активностью, лежит в пределах 0,2-0,5 мг/кг продукции.

Среди этих метаболитов наиболее известны так называемые бактериоцины, подавляющие, в частности, развитие кишечной палочки Escherichia coli.

Для получения суммарного препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, обладающих антимикробной активностью, культуральную жидкость соответствующего штамма молочно-кислых бактерий освобождают от микробных клеток и концентрируют или высушивают, а полученный препарат включают в состав консерванта.

Для этих целей могут быть использованы, в частности, штаммы молочно-кислых бактерий видов Lactobacillus lactis, Lactobacillus brevis, Lactobacillus acidophilus var.coccoideus, которые способны синтезировать до 0,1-0,5 г/л внеклеточных метаболитов.

Содержание в консерванте не выделяемых в среду внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, обладающих антимикробной активностью, может равняться 1,5-2,5 мг/кг продукции.

Внутриклеточные метаболиты молочно-кислых бактерий, обладающие антимикробной активностью, мало изучены и не идентифицированы.

Суммарный препарат таких метаболитов получают экстракцией разрушенных или не разрушенных клеток молочно-кислых бактерий водой или водно-солевыми растворами.

Водный экстракт (10 объемов экстрагента на 1 объем клеточной биомассы) может содержать до 25,0-50,0 мг суммарного препарата в расчете на 1 г сухой клеточной биомассы.

Для этих целей, в частности, может быть использован штамм молочно-кислых бактерий Lactobacillus acidophillus var. coccoideus M-76.

Если разрушение клеток молочно-кислых бактерий проводить, например, путем лизиса клеток непосредственно в культуральной жидкости, то может быть получен суммарный препарат внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий.

Поскольку все упомянутые компоненты предлагаемого консерванта (низин, молочная кислота, внеклеточные и внутриклеточные метаболиты, обладающие антимикробной активностью) являются продуктами жизнедеятельности молочно-кислых бактерий, культивируемых на пищевых субстратах, консервирующий раствор может быть приготовлен с использованием культуральных жидкостей соответствующих штаммов молочно-кислых бактерий без промежуточного выделения индивидуальных компонентов.

Используемый водно-солевой экстракт пекарских дрожжей содержит витамины группы В, вещества, обладающие антиоксидантной активностью, в том числе, цитохром С, аминокислоты, другие биологически активные соединения.

Известно, что дрожжи содержат значительные количества витаминов группы В, что видно из таблицы 1 [Исакова Д.М. Витаминный обмен кормовых дрожжей. Автореф. дисс. канд., Киев, 1966 г.].

Все витамины группы В растворимы в воде и экстрагируются водной фазой примерно на 60-70%.

Суммарное содержание в сухом водно-солевом экстракте пекарских дрожжей соединений, обладающих антиоксидантной активностью, включая цитохром С, может составлять примерно 1000 мг/кг сухих дрожжей.

При осуществлении изобретения более рационально использовать экстракт именно пекарских дрожжей. Пекарские дрожжи - товарный продукт и их выращивание оптимизируют по потребностям растущей культуры, что до известной степени способствует стандартизации продукта. Пивные и винные дрожжи являются побочным продуктом бродильного производства, процесс их культивирования оптимизируется по эффективности брожения и их качество может сильно варьировать.

Экстракцию пекарских дрожжей предпочтительно следует проводить 1 н. раствором хлорида натрия, так как при соблюдении этого условия наиболее полно экстрагируется цитохром С, основной компонент, обладающий антиоксидантной активностью.

Для получения экстракта пекарских дрожжей, предназначенного для использования в составе консерванта, пекарские дрожжи экстрагируют 5-10 объемами 1 н. раствора хлорида натрия при температуре 95С в течение 30 мин, осветляют и концентрируют экстракт. Затем концентрированный экстракт лиофильно высушивают. Из 10 кг сухих дрожжей получают 12 г сухого экстракта.

Приготовленный консервант, полученный смешением его компонентов, разводят водой таким образом, чтобы обеспечить требуемую конечную концентрацию каждого компонента.

Следует обратить внимание на то, что указанные концентрации отдельных компонентов консерванта и их соотношение между собой являются усредненными и могут корректироваться при консервировании конкретных продуктов.

Для осуществления предлагаемого способа консервирования подготовленные соответствующим образом продукты размещают в стерильной таре, заливают описанным выше консервантом, укупоривают и подвергают тепловой обработке.

Преимущества предложенного способа консервирования пищевых продуктов растительного происхождения перед известными способами состоит в том, что при минимальных расходах основных компонентов консервирующего раствора - антимикробного агента низина и молочной кислоты - тепловую обработку проводят при наиболее щадящих режимах, что наглядно следует из данных, приводимых в таблице 2.

Предполагается, что возможность минимизации концентраций низина и молочной кислоты при сохранении наиболее щадящего режима тепловой обработки стало возможным в результате обогащения консерванта экстрактом пекарских дрожжей, содержащим соединения, обладающие антиоксидантной активностью.

При реализации предложенного способа для консервирования конкретных пищевых продуктов растительного происхождения описанный выше консервант может быть дополнен, например, сахаром, солью, ароматическими эссенциями. При этом следует учитывать, что предложенный консервант уже содержит некоторое количество хлорида натрия, используемого при экстракции пекарских дрожжей.

В случае необходимости, при консервировании конкретных продуктов дополнительно могут быть использованы подходящие к случаю специи.

Приводимые ниже примеры лишь иллюстрируют сущность изобретения и не могут носить ограничивающего характера.

Пример 1. Для консервирования огурцов готовят консервант, содержащий антимикробный агент низин, молочную кислоту, препараты обладающих антимикробной активностью внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей, полученный экстракцией этих дрожжей 1 н. раствором хлорида натрия.

Предварительно готовят препараты внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей.

Для приготовления препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий фильтрат культуральной жидкости штамма Lactobacillus lactis 2424 был сконцентрирован в 5 раз. Было получено 1,5 л концентрата. Содержание метаболитов в концентрированном фильтрате составляло 0,3 мг/л.

Для получения внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий использовали штамм Lactobacillus acidophillus var. coccoideus M-76 Т. 10 г клеточной биомассы подвергали механическому разрушению и экстракции 5 объемами физиологического раствора при температуре 75С в течение 20 мин. Экстракцию проводили дважды, экстракты объединяли, освобождали от взвешенных частиц и концентрировали в 5 раз. Был получен 1 л экстракта. Содержание активных внутриклеточных метаболитов в итоговом препарате составляло 670 мг/л.

Для приготовления экстракта пекарских дрожжей 1 кг сухих пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae как товарный продукт экстрагировали 5 объемами 1 н. раствора хлорида натрия при температуре 95С в течение 30 мин и отделяли взвешенные частицы. Полученный экстракт концентрировали в 10 раз и высушивали. Было получено 15 г сухого экстракта с содержанием 40 мг витаминов группы В и 1 г цитохрома С.

Затем смешивают 45 мл препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 11 мл препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 15 г сухого экстракта пекарских дрожжей. В полученный объем вносят 187,5 мг товарного низина (в пересчете на низин с удельной активностью 1000 МЕ/мг), 135 г молочной кислоты, 202,5 г хлорида натрия и общий объем консерванта доводят водой до 15 л.

В стерильные стеклянные банки емкостью 3 л помещают по 1,5 кг цельных или резаных огурцов и специи (лавровый лист, перец горошком, перец душистый и гвоздика в общем количестве 1,3 г) и проводят заливку консервируемого сырья 1,5 л консерванта. Банки герметично укупоривают и подвергают тепловой обработке при температуре 75С в течение 15 мин.

Таким образом, каждая банка консервов содержит консервант, включающий в расчете на 1 кг сырья 12,5 мг низина, 9,0 г молочной кислоты, 0,3 мг препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 1,3 мг препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 1 г сухого экстракта пекарских дрожжей.

При этом каждый литр консерванта содержит (в мг) витамина B₁ 3,00, витамина В₂ 4,00, витамина В₃ 15,00, витамина B₅ 40,00, витамина В₆ 4,00, витамина В₇ 0,07, витамина B₈ 300,0, парааминобензойной кислоты 3,00 и 100 мг цитохрома С и других соединений, обладающих антиоксидантной активностью.

После 6 месяцев хранения при комнатной температуре ни одна из 10 банок консервов не подверглась микробной порче.

Консервы имели привлекательный внешний вид и имели удовлетворительные органолептические характеристики.

Даже, учитывая, что при использовании консервированных огурцов, например, при приготовлении салатов, консервант удаляется, можно считать, что консервированные предложенным способом огурцы обогащены витаминами группы В, по сравнению с огурцами, консервированными известными способами, по крайней мере до 20%. Кроме того, консервы обогащаются витаминами, которые ранее не регистрировались в овощах, такими как В₃, В₆, В₇, B₈, парааминобензойной кислотой.

Пример 2. Для консервирования столовой свеклы готовят консервант, содержащий антимикробный агент низин, молочную кислоту, препараты обладающих антимикробной активностью внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей, полученный экстракцией этих дрожжей 1 н. раствором хлорида натрия.

Предварительно готовят препараты внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей, как описано в примере 1.

Смешивают 21 мл препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 16,5 мл препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 12 г сухого экстракта пекарских дрожжей. В полученный объем вносят 0,162 мг товарного лизина (в пересчете на низин с удельной активностью 1000 МЕ/мг) и 81 г молочной кислоты и общий объем консерванта доводят водой до 10,5 л.

В стерильные стеклянные банки емкостью 3 л помещают по 1,95-2,00 кг нарезанных соломкой корнеплодов свеклы и проводят заливку консервируемого сырья 1,0-1,05 л консерванта. Банки герметично укупоривают и подвергают тепловой обработке при температуре 65С в течение 8 мин.

Таким образом, каждая банка консервов содержит консервант, включающий в расчете на 1 кг сырья 3,10 мг низина, 2,0 г молочной кислоты, 0,2 мг препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 2,0 мг препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 0,6 г сухого экстракта пекарских дрожжей.

При этом каждый литр консерванта содержит (в мг) витамина B₁ - 1,4, витамина В₂ - 2,4, витамина В₃ - 9,0, витамина B₅ - 24,0, витамина В₆ - 2,4, витамина В₇ - 0,04, витамина B₈ - 180,0, парааминобензойной кислоты 1,8 и 60 мг цитохрома С и других соединений, обладающих антиоксидантной активностью.

После 6 месяцев хранения при комнатной температуре ни одна из 10 банок консервов не подверглась микробной порче.

Консервы имели привлекательный внешний вид и имели удовлетворительные органолептические характеристики.

Учитывая, что при использовании консервированной свеклы, например, для приготовления первых блюд, консервант может не удаляться, можно считать, что консервированные предложенным способом корнеплоды свеклы обогащены витаминами группы В, по сравнению с корнеплодами свеклы, консервированными известными способами.

Пример 3. Для консервирования плодов вишни готовят консервант, содержащий антимикробный агент низин, молочную кислоту, препараты обладающих антимикробной активностью внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей, полученный экстракцией этих дрожжей 1 н. раствором хлорида натрия.

Предварительно готовят препараты внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и экстракт пекарских дрожжей, как описано в примере 1.

Смешивают 60 мл препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 13,0 мл препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 20 г сухого экстракта пекарских дрожжей. В полученный объем вносят 34,2 мг товарного лизина (в пересчете на низин с удельной активностью 1000 МЕ/мг), 130 г молочной кислоты, 1,44 кг сахара и общий объем консерванта доводят водой до 12 л.

В стерильные стеклянные банки емкостью 3 л помещают по 1,8 кг плодов вишни и проводят заливку консервируемого сырья 1,2 л консерванта. Банки герметично укупоривают и подвергают тепловой обработке при температуре 70С в течение 10 мин.

Таким образом, каждая банка консервов содержит консервант, включающий в расчете на 1 кг сырья 1,9 мг низина, 7,2 г молочной кислоты, 0,4 мг препарата внеклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий, 1,5 мг препарата внутриклеточных метаболитов молочно-кислых бактерий и 0,67 г сухого экстракта пекарских дрожжей.

При этом каждый литр консерванта содержит (в мг) витамина B₁ - 1,9, витамина В₂ - 2,5, витамина В₃ - 12,6, витамина В₅ - 31,5, витамина В₆ - 2,5, витамина В₇ - 0,044, витамина B₈ - 189,0, парааминобензойной кислоты 1,9 и 112 мг цитохрома С и других соединений, обладающих антиоксидантной активностью.

После 6 месяцев хранения при комнатной температуре ни одна из 10 банок консервов не подверглась микробной порче.

Консервы имели привлекательный внешний вид и имели удовлетворительные органолептические характеристики.

Учитывая, что при использовании консервированных плодов вишни, например, для приготовления компотов, консервант удалять нецелесообразно, можно считать, что консервированные предложенным способом плоды вишни обогащены витаминами группы В, по сравнению с плодами вишни, консервированными известными способами.

Таким образом, использование предложенных консерванта и способа консервирования позволяет получить консервы, обладающие повышенной питательной ценностью, так как консервированные пищевые продукты растительного происхождения подвергались минимальной тепловой нагрузке, что позволяет в большей степени сохранить их природные свойства, и, кроме того, обогащены витаминами группы В и другими биологически активными соединениями.