способ и устройство для ингибирования патогенов при производстве нарезанного пищевого продукта

Формула изобретения

1. Способ производства нарезанных кусков пищевого продукта, включающий нарезание куска пищевого продукта на ломтики в ломтерезке посредством повторяющегося резания куска пищевого продукта и распыление препарата, ингибирующего патогены, отличающийся тем, что препарат, ингибирующий патогены, распыляют на поверхности среза в момент нарезания ломтиков куска пищевого продукта, при этом препарат распыляют с использованием двух сопел, из которых одно сопло расположено прямо против поверхности среза на куске пищевого продукта и обращено к этой поверхности, а другое сопло расположено сбоку от поверхности среза и обращено к боковой стороне куска пищевого продукта и к поверхности среза на куске пищевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат, ингибирующий патогены, содержит бактерии, которые непосредственно или посредством производимого бактерицида, являются эффективными против патогенных микроорганизмов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат распыляют в таком количестве, чтобы ингибировать развитие микроорганизмов на ломтиках в течение, по меньшей мере, 4 недель, когда ломтики хранят в упаковках с инертным газом или в вакуумных упаковках при 5-10°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат распыляют в количестве менее 0,1 мл на см² поверхности среза.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нарезании ломтики укладывают в стопку или с частичным перекрытием.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что ломтики упаковывают стопками или с частичным перекрытием в упаковку с инертным газом или вакуумную упаковку.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат, ингибирующий патогены, дополнительно распыляют на все поверхности куска пищевого продукта до его нарезания.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве куска пищевого продукта используют пищевой продукт, который сварен, нагрет или обработан иным образом.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что распыляют, по меньшей мере, 10 ⁴ КОЕ/г препарата, эффективного против листерий.

10. Устройство для производства нарезанных кусков пищевого продукта, содержащее ломтерезку с одним или более ножами для нарезания куска пищевого продукта на ломтики посредством повторяющегося резания куска пищевого продукта, отличающееся тем, что снабжено средствами распыления препарата, ингибирующего патогены, на поверхности среза ломтиков при нарезании куска пищевого продукта, выполненными в виде распылительных сопел.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для производства нарезанного пищевого продукта.

В последние годы повысилось внимание к наличию патогенных микроорганизмов в пищевом продукте. В пищевой промышленности применяются новые технологии для предотвращения того, чтобы пищевой продукт становился носителем патогенных микроорганизмов. Однако пищевые продукты, стерилизованные с использованием термообработки, а затем нарезанные (ломтиками) и упакованные в отдельные упаковки, представляют особую проблему. Патогенные бактерии, приставшие к стерильным пищевым продуктам, не испытывают конкуренции со стороны природных, непатогенных бактерий. Для исключения патогенных бактерий в промышленности сочетают разные способы, подавляющие патогены, таким образом, не допуская их развития. Для осуществления этих способов необходим высокий уровень гигиены и управления технологическим процессом на всех стадиях.

Как известно, некоторые организмы либо сами по себе, либо посредством своего метаболизма способны избирательно ингибировать патогенные бактерии на поверхности нарезанного пищевого продукта. Такие биоконсервирующие бактерии, следовательно, могут быть частью программ против роста патогенов на нарезанном пищевом продукте. Однако в настоящее время не существует системы для нанесения достаточного количества таких бактерий на ломтики и распределять их по поверхностям ломтиков для того, чтобы предотвращать развитие патогенных микроорганизмов на всех частях поверхности.

Задачей настоящего изобретения является создание способа производства нарезанного пищевого продукта, характеризующегося тем, что достаточное количество препарата, игибирующего развитие патогенных микроорганизмов, автоматически наносят на поверхность ломтиков, причем указанное достаточное количество обеспечивает безопасность потребления продукта после его хранения в течение значительного периода времени при температуре холодильника.

Настоящее изобретение основано на том, что препарат, ингибирующий патогены, эффективно добавляется на поверхность ломтиков, когда препарат наносят на ломтики, отрезаемые от куска пищевого продукта при его нарезании.

Таким образом, способ по изобретению характеризуется тем, что при нарезании продукта препарат, ингибирующий патогены, наносят на поверхности ломтиков, отрезаемых от куска пищевого продукта.

В изобретении использован тот факт, что поверхности среза ломтиков, обнажаемые при нарезании продукта, имеют хорошо определенное положение и, следовательно, могут эффективно подвергаться действию капель, струй и т.п. препарата, ингибирующего патогены, что обеспечивается посредством устройства, установленного перед поверхностями ломтиков, отрезаемых от куска пищевого продукта. Когда ломтик падает на предыдущий отрезанный ломтик, может быть также важным и то, что поверхность среза с нанесенным на нее препаратом, ингибирующим патогены, будет касаться обратной стороны предыдущего ломтика, на которую таким образом будет наноситься часть препарата.

Препарат, ингибирующий патогены, предпочтительно, наносят с использованием одного или более сопел, которые направлены к поверхности среза на куске продукта. Сопла выполнены с возможностью нанесения препарата на поверхности среза, а также на боковые стороны ломтиков до их отрезания и частично на обратную сторону ломтиков после отрезания. Кроме того, препарат будет наноситься на рабочий нож, что создает полезный побочный эффект, ввиду перенесения препарата ножом к срезам. В качестве сопел, предпочтительно, используют распылительные сопла, которые, например, создают капельки препарата, ингибирующего патогены.

Препарат, ингибирующий патогенные микроорганизмы, может содержать бактерии, которые непосредственно или посредством образуемого ими бактерицида эффективны против патогенных микроорганизмов, например, таких как листерии.

Препарат, ингибирующий патогены, наносят в таком количестве, чтобы ингибировать развитие микроорганизмов на ломтиках в течение, по меньшей мере, 4 недель, когда ломтики хранят при 5-10°С в упаковках с инертным газом или вакуумных упаковках. Таким образом, нарезанный пищевой продукт будет защищен от развития патогенных микроорганизмов в течение всего срока годности.

Препарат, ингибирующий патогены, предпочтительно, наносят с использованием двух сопел, одно из которых расположено прямо против поверхности среза ломтика и обращено к этой поверхности, а другое сопло находится сбоку поверхности среза ломтика и обращено к боковой стороне куска пищевого продукта и к поверхности среза на куске пищевого продукта. Как оказалось, это обеспечивает особенно эффективное действие препарата.

Препарат, ингибирующий патогены, предпочтительно, наносят в количестве менее 0,1 мл на квадратный сантиметр поверхности среза, чтобы избежать явного увлажнения ломтиков.

Ломтики могут укладываться стопкой или они могут частично покрывать друг друга, усиливая действие препарата, ингибирующего патогены, вследствие вышеупомянутого переноса препарата на обратную сторону предыдущего ломтика.

Ломтики могут быть упакованы стопкой или с частичным перекрытием, чтобы действие обработки оставалось эффективным в течение длительного периода времени.

В предпочтительном варианте способа препарат, ингибирующий патогены, наносят на все поверхности куска пищевого продукта до его нарезания на ломтики, посредством чего достигается особенно эффективная защита нарезанного пищевого продукта от развития патогенных микроорганизмов при хранении.

Способ по изобретению может использоваться для всех видов пищевых продуктов, для которых существует риск загрязнения патогенными микроорганизмами или другими вредными бактериями. В частности, может использоваться кусок пищевого продукта, который был отварен, нагрет или обработан иным образом.

Препарат, ингибирующий патогены, наносят в эффективном количестве, которое необязательно должно быть большим. Например, листерии ингибируются уже при нанесении 10⁴ КОЕ/г препарата. Для предотвращения развития листерий, предпочтительно, наносят, по меньшей мере, 110⁴ КОЕ/г препарата, эффективного против листерийных микроорганизмов.

Устройство для производства нарезанного пищевого продукта относится к устройству типа, содержащего ломтерезку с одним или более ножами для нарезания куска пищевого продукта посредством повторяющегося резания куска пищевого продукта, и это устройство характеризуется тем, что оно содержит средства нанесения препарата, ингибирующего патогены, на поверхности среза ломтиков, образующихся при нарезании куска пищевого продукта.

Под препаратом, ингибирующим патогены, следует понимать препарат, ингибирующий развитие патогенных микроорганизмов.

В данном случае под пищевым продуктом понимают, например, мясные продукты, такие как разные виды сервелата, копченое филе, вареный или копченый окорок, соленую говядину, консервированную свинину или колбасу типа мясного рулета.

Далее изобретение описывается подробно со ссылкой на сопровождающий чертеж, на котором схематично показана ломтерезка с соплом для распыления раствора, ингибирующего патогены.

Ломтерезка (1) типа SL482 имеет традиционную конструкцию и изготовлена компанией «Дикси Юнион», Германия. Она содержит направляющую (2) для куска нарезаемого продукта (3) (например, колбасы) и средство (4) для последовательной подачи куска продукта к эксцентрично установленному дисковому ножу (5). У конца ломтерезки находится транспортер (6) с лентой (7), принимающей ломтики (8), отрезанные ножом. Лента (7) движется при нарезании продукта, что означает, что ломтики будут укладываться на ленте с частичным перекрытием. Скорость ленты может значительно увеличиваться на короткий интервал времени так, чтобы каждый десятый или двадцатый ломтик не касался предшествующего ломтика. Таким образом, ломтики будут располагаться на ленте группами по 10 или 20 штук.

Над лентой (7) и прямо против поверхности (3а) среза на куске нарезаемого продукта, расположено распылительное сопло (9), в которое по двум трубкам (10, 12) подается раствор, ингибирующий патогены, и сжатый воздух от аэрозольного дезинфицирующего устройства типа «Дезинфектор 200» фирмы «Клин-Тек А/С», Дания. Во время работы сопла оно образует конусообразную струю (12) распыленного раствора, ингибирующего патогены. Капли распыленного раствора ударяются в поверхность среза на куске пищевого продукта, т.е. в его торцевую поверхность (3а) и прилипают к торцевой и другим поверхностям, например, к задней стороне ломтиков и к лезвию ножа. Капли имеют такой размер, что они, по существу, не распространяются по помещению (в отличие от капель из обычных сопел аэрозольного дезинфицирующего устройства для обработки помещений распыленным раствором).

Над уровнем ленты (7), но сбоку от торцевой поверхности (3а) куска продукта, аналогично установлено другое распылительное сопло (13), которое имеет такую же конструкцию, как и сопло (9), и по трубкам (14, 15) снабжается раствором и сжатым воздухом из такого же аэрозольного дезинфицирующего устройства. Во время работы сопла (13) оно, подобно соплу (9), образует соответствующую струю (16) распыленного препарата, ингибирующего патогены, но капли распыленного препарата сталкиваются с другими поверхностями, например, с боковой стороной куска продукта у поверхности (3а) среза и с задней стороной ломтиков.

В нижеследующих примерах используют это устройство для исследования эффекта нанесения препарата, ингибирующего патогены, при нарезании мясного продукта.

Пример 1

В этом примере описывается производство и нарезание вареной колбасы с нанесением биоконсервирующего раствора, при этом показано действие нанесенного раствора в течение длительного срока хранения ломтиков после их упаковывания в упаковку с инертным газом.

Изготовление вареной колбасы

14 кг вареной колбасы было изготовлено с использованием следующих ингредиентов, приведенных в табл.1.

Таблицы 1.
Ингредиент	%	кг
Лопаточная часть, 15% жира	51,93	7,27
Щековина, 40% жира	18,03	2,52
Вода	21,20	2,97
Картофельная мука	3,73	0,52
Соевый изолят	1,40	0,19
Казеинат (EM-HV)	1,40	0,19
Фосфат N15-15	0,31	0,04
Поваренная соль	2,00	0,28
Нитрит	60 ч/млн	0,8 г
ВСЕГО	100,00	14,00

Лопаточную часть, щековину и половину воды, нитрит, соль и фосфат смешивают в чаше куттера за 10 оборотов при скорости вращения ножа 3000 об./минуту. После соскабливания материала добавляют соевый изолят, казеинат, картофельную муку и остальную воду, после чего куттер сначала делает 5 оборотов при скорости вращения ножа 2000 об./минуту, а затем еще 25 оборотов при скорости вращения ножа 4000 об./минуту.

Мясной фарш под вакуумом набивают в стерильные искусственные оболочки (диаметром 50 мм), которые пережимают с образованием отдельных колбас. Колбасы подвергают тепловой обработке в варочной камере при 80°С в течение часа, а затем охлаждают под водяным душем с температурой 10°С. После тепловой обработки колбас их снимает рабочий, на руках которого надеты вывернутые стерильные пакеты, и помещает колбасы в пакеты и в коробки, очищенные спиртом, а затем в холодильник с температурой 2°С, пока не потребуется их разрезать.

Загрязнение листериями

Для имитации загрязнения листериями, возможного при удалении оболочки и нарезании, колбасы искусственно загрязняют смесью из пяти штаммов листерий. Используют следующие штаммы:

DMRI 4127-PX: L. monocytogenes A, 9 (Ti, серотип 4)

DMRI 4128-PX: L. monocytogenes C, 5 (770, серотип 1)

DMRI 4124-PX: L. monocytogenes A, 2 (3894, серотип 1)

DMRI 4125-PX: L. monocytogenes A, 5 (3971, 2, серотип 1)

DMRI 4140-PX: L. monocytogenes A, 9 (Hurdler H52/KVL 412)

Эти штаммы раздельно культивируют в бульоне BHI, а чистоту проверяют на BHI-A. Каждую из культур из BHI-A выращивают в BHI-B, в который добавлено 1,5% NaCl (общее содержание NaCl - 2%), при 5°С в течение 13 дней. Культуры смешивают в равных количествах, и рабочий раствор получают разбавлением физиологическим раствором NaCl до содержания бактерий в 2Ч10² КОЕ/мл.

Раствор распределяют по всей поверхности колбас в количестве бактерий в 10 КОЕ/см², и колбасы оставляют сохнуть в течение часа в производственном помещении. Таким образом, листерии успевают прилипнуть к поверхности мяса.

Нарезание и биоконсервирование

Загрязненные колбасы нарезают на 2-мм ломтики в вышеупомянутом устройстве. Применяют ломтерезку со следующими установками, приведенными в табл.2.

Таблица 2.
Лента:	017
Вес:	251
Перемещение:	59
Стадия:	243
Ломтики:	10

Используя сопла 9 и 13, наносят раствор культуры, полученный разведением 10 г L. carnosum 1043, высушенного замораживанием, в литре физиологического раствора NaCl (количество бактерий: 3Ч10⁸ КОЕ/мл). Сопла работают при давлении раствора 1 бар и давлении воздуха 1 бар, что обеспечивает посев на каждый ломтик приблизительно 10⁷ КОЕ/г препарата.

Упаковывание

Биоконсервированные колбасные ломтики упаковывают с частичным перекрытием в полистирольные лотки приблизительно по 100 г в каждом лотке. Лоток и ломтики обертывают в непроницаемый для кислорода пакет в атмосфере СО ₂ и N₂ в соотношении 20/80. Упаковки хранят в холодном месте при 5 или 10°С.

В качестве контроля изготавливают упаковки без использования биоконсервирующего раствора.

Микробиологическое исследование

Через 3-4 недели хранения при 5 или 10°С образцы извлекают из лотков для микробиологического исследования. Все содержание лотка смешивают с физиологическим раствором NaCl с пептоном в соотношении 1:9 и обрабатывают в течение 1 минуты.

Для определения количества листерий образцы распределяют непосредственно на Оксфордском агаре и инкубируют в течение 1-2 дней при 37°С. В случае образцов с небольшим количеством листерий вместо этого проводят 3Ч3 пробирочный MPN-анализ в бульоне Фразера. Результаты анализа представлены в следующей таблице 3.

Таблицы 3.
Наличие (log КОЕ/г) L. monocytogenes в колбасах, на которые во время нарезания ломтиками наносят L. carnosum 1043 в количестве 107 КОЕ/г и которые хранили при 5 или 10°С
5°С	1 день	21 день	28 день	10°С	1 день	21 день	28 день
	n=2	n=6	n=6		n=2	n=6	n=6
среднее	0,5	1,5	1,5		0,8	3,1	3,5
контроль	1,0	3,3	4,6		0,8	7,7	7,4

Видно, что после 3 и 4 недель хранения при 5°С имеет место очень незначительное развитие L. monocytogenes в упаковках с биоконсервированной колбасой в противоположность контрольным упаковкам, где после 4 недель развитие L. monocytogenes может достигать уровня около 10 ⁵ КОЕ/г. При хранении при 10°С ингибирующее действие биоконсервирования на развитие бактерий является менее отчетливым, так как после 4 недель развитие L. monocytogenes достигает среднего уровня в 3,5. В контрольном образце количество бактерий больше на 4 логарифмических единицы.

Таким образом, стерилизующее действие L. carnosum является значительным как при 5, так и при 10°С, когда во время нарезания ломтиками наносят двумя соплами эту культуру в количестве 10⁷ КОЕ/г.

Пример 2

Целью этого примера является исследование того, дает ли какие-либо дополнительные результаты нанесение биоконсервирующей культуры на поверхность очищенной от оболочки колбасы до ее нарезания при одновременном нанесении аналогичной культуры на ломтики.

Эксперимент проводят по примеру 1, но раствор L. carnosum 1043 (10⁹ КОЕ/мл) наносят на всю поверхность колбасы. Раствор наносят вручную с использованием сопла такой же конструкции, как и у стационарных сопел.

Микробиологические анализы проводят так же, как в примере 1. Результаты показаны в следующей таблице 4.

Таблицы 4.
Наличие (log КОЕ/г) L. monocytogenes в колбасах, на поверхность которых наносят L. carnosum 1043 и которые нарезают ломтиками при одновременном нанесении на них аналогичной культуры в количестве 107 КОЕ/г с последующим хранением при 5 или 10°С
5°С	1 день	21 день	28 день	10°С	1 день	21 день	28 день
	n=2	n=6	n=6		n=2	n=6	n=6
среднее	0,5	0,1	-0,4		0,5	-0,2	-0,5
контроль	1,0	3,3	4,6		0,8	7,7	7,4

Видно, что после 4 недель хранения не обнаруживается никакого развития L. monocytogenes в биоконсервированном продукте ни при 5°С, ни при 10°С. Кроме того, имеется явное улучшение при нанесении культуры на поверхность очищенной от оболочки колбасы до ее нарезания с нанесением биоконсервирующего раствора. Этот результат особенно очевиден в случае хранения при 10°С, когда улучшение составляет 4 логарифмических единицы по сравнению с результатом, достигаемым по примеру 1 после 4 недель.

Таким образом, достигается вполне определенное ингибирование развития L. monocytogenes при хранении вплоть до 4 недель при 5 или 10°С, когда биоконсервирующую культуру наносят на поверхность колбас до ее нарезания, а затем дополнительно наносят ее двумя соплами при нарезании. В биоконсервированных продуктах L. monocytogenes не будет развиваться до уровней выше допустимых.

Пример 3

Целью этого примера является исследование того, можно ли использовать низкий уровень засевания L. carnosum 1043, который обеспечил бы значительную экономию при покупке культур.

Эксперимент проводят по примеру 2, с нанесением биоконсервирующей культуры как до, так и во время нарезания. Во время нарезания культуру наносят только в количестве 10⁴ КОЕ/г препарата.

Микробиологические исследования проводят как в примере 1. Результаты показаны в следующей таблице 5.

Наличие (log КОЕ/г) L. monocytogenes в колбасах, на поверхность которых наносят L. carnosum 1043 и которые нарезаны при одновременном нанесении аналогичной культуры в количестве 104 КОЕ/г с последующим хранением при 5 или 10°С
5°С	1 день	21 день	28 день	10°С	1 день	21 день	28 день
	n=2	n=6	n=6		n=2	n=6	n=6
среднее	0,8	0,1	2,1		1,0	1,3	1,4
контроль	0,8	4,2	5,5		0,8	7,6	7,8

Как видно, не достигается тот же антисептический результат, если уровень засевания L. carnosum 1043 изменяется от 10⁷ КОЕ/г до 10⁴ КОЕ/г. Небольшое развитие L. monocytogenes наблюдается после 3 и 4 недель хранения при соответственно 5 и 10°С. Количество L. monocytogenes на 2 логарифмических единицы больше, чем при нанесении раствора с количеством культуры 10⁷ КОЕ/г (пример 2). Однако все же обеспечивается значительный эффект обработки, так как биоконсервированные продукты содержат бактерии на 4-6 логарифмических единиц меньше, чем в контрольном образце. Даже при небольшом количестве культуры нанесенный раствор, ингибирующий патогены, является эффективным против листерий в нарезанных продуктах, которые хранят в течение 4 недель при 5-10°С.