СПОСОБ ПОДКИСЛЕНИЯ И КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ
FOOD COMPOSITION ACIDIFITION AND CONSERVATION METHOD WITH ELECTRODIALYSED COMPOSTION USAGE

Настоящее изобретение относится к способам подкисления и консервирования пищевых продуктов при использовании электродиализированных композиций. Более конкретно, электродиализированные композиции, имеющие кислый рН и не имеющие нежелательного запаха и вкуса, получают электродиализом. Пищевые продукты вводят в контакт с электродиализированными композициями для получения подкисленных или консервированных пищевых продуктов, имеющих превосходные органолептические свойства.
Растущая популярность полезных для здоровья и природных продуктов сильно увеличила использование более естественных способов консервирования пищи без использования химических пищевых консервантов. Чаще всего пищевые отравления и порча продуктов вызваны нежелательным ростом бактерий, дрожжей и плесневых грибов. Известно добавление пищевых подкислителей (таких как молочная кислота и уксус) для ингибирования роста микроорганизмов, вредных для человека или животных. Однако непосредственное добавление пищевых подкислителей неизбежно приводит к значительному (часто отрицательному) изменению запаха и вкуса пищевых продуктов.
Овощи при хранении "на полке" (без охлаждения) обычно испытывают потерю запаха, свежести, текстуры, внешнего вида, цвета и/или других органолептических свойств. Традиционные способы консервирования (например, консервирование в герметичной таре и т.п.) обычно включают несколько стадий термической обработки и/или комбинацию термической обработки с другими разрушительными стадиями консервирования овощей. Другие традиционные способы (например, маринование, заваривание, традиционное подкисление и т.п.) типично используют высокие уровни консервирования (например, соль, увлажнители, сорбат калия, подкислители и т.п.) и привносят нежелательные запах и вкус. Обычно аккумулятивный эффект от этих способов консервирования проявляется в пониженном качестве. Таким образом, необходим улучшенный способ консервирования свежих (например, овощей) и приготовленных пищевых продуктов (например, приготовленных макаронных изделий) для обеспечения высокого органолептического качества и требуемой стабильности при хранении.
Настоящее изобретение относится к способам, использующим электродиализированные (ED) композиции для получения подкисленных пищевых продуктов и пищевых продуктов, имеющих улучшенную стабильность при хранении. Использование ED композиций в пищевых продуктах эффективно для снижения рН пищевых продуктов и не требует добавления пищевых подкислителей для достижения рН. Поскольку с ED композициями не привносят нежелательных запахов и вкусов и не используют консервантов, полученные консервированные продукты имеют превосходное органолептическое качество.
Консервирования пищевых продуктов достигают контактированием пищевых продуктов с ED композициями. Срок хранения в течение по меньшей мере 6 месяцев при условиях окружающей среды может быть достигнут без необходимости использования пищевых подкислителей, консервантов и/или длительной термической обработки (такой как автоклавирование) в целях консервирования. Более конкретно, консервированный пищевой продукт получают, вводя пищевой продукт в контакт с количеством ED композиции, эффективным для получения подкисленного пищевого продукта, причем этого количества ED композиции достаточно для установления в пищевом продукте, стабильном при хранении при условиях окружающей среды, рН около 4,6 или менее, предпочтительно 4,2 или менее. Пищевые продукты, которые могут быть консервированы, включают овощи, бобы, мясо, картофель, рис, макаронные изделия и смеси, а также приготовленные пищевые продукты, такие как напитки, десерты, сиропы, приправы, соусы, подливки, подливы, пастообразные продукты, хлопья и выпечку, содержащие ED композицию. Эффективно используемое количество ED композиции определяется буферными свойствами пищевых продуктов, рН ED композиции, целевым рН конечного продукта и условиями обработки (такими как время контакта и температура).
ED композицию получают при использовании мембранного электродиализа, и она имеет общее содержание катионов около 1,0 н. или менее, концентрацию отдельных катионов около 0,6 н. или менее, содержание свободного хлора около 1 м.д. (миллионных долей) или менее и рН около 4,6 или менее. В одном важном аспекте ED композиция имеет общую концентрацию катионов около 0,5 н. или менее, предпочтительно 0,1 н. или менее, концентрацию отдельных катионов около 0,3 н. или менее, предпочтительно 0,04 н. или менее, содержание свободного хлора около 1 м.д. или менее и рН около 3,5 или менее.
В другом аспекте консервированный пищевой продукт получают способом, предусматривающим (1) контакт пищевого продукта с количеством ED композиции, эффективным для получения подкисленного пищевого продукта, причем это количество является достаточным для установления в пищевом продукте для хранения при условиях окружающей среды рН 4,6 или менее и предпочтительно около 4,2 или менее; (2) помещение подкисленного продукта в термостойкий герметизируемый контейнер; (3) герметизацию контейнера; (4) термообработку пищевого продукта в герметизированном контейнере при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации пищевого продукта; (5) охлаждение термически обработанного пищевого продукта для быстрого снижения температуры до 25°С или ниже для получения консервированного пищевого продукта. Подкисленные пищевые продукты можно также нагревать до температуры, достаточной для пастеризации контейнера при горячем заполнении контейнера, таким образом, опуская стадии (4) и (5). Пищевые продукты, которые могут быть консервированы, включают овощи, бобы, мясо, картофель, рис, макаронные изделия и их смеси, а также приготовленные пищевые продукты, содержащие ED композиции, включают напитки, десерты, приправы, соусы, подливки, подливы, пастообразные продукты, легкие закуски, хлопья и выпечку. Термостойкие герметизируемые контейнеры, которые могут быть использованы, включают стеклянные банки, пластиковые пакеты и т.п. Другие традиционные способы подкисления пищевых продуктов с использованием кислой среды хорошо известны специалистам в данной области и описаны в 21 Code of Federal Regulations section 114.80 в “Process and Control” “Acidified Foods”. Настоящее изобретение также раскрывает дополнительные, но более эффективные способы получения подкисленных пищевых продуктов с улучшенными качествами продукта.
В другом аспекте консервированный пищевой продукт получают способом подкисления и пастеризации внутри упаковки, предусматривающим (1) помещение подкисленного продукта в термостойкий герметизируемый контейнер; (2) добавление достаточного количества электродиализированной композиции, эффективного для установления в пищевом продукте для хранения при условиях окружающей среды рН 4,6 или менее и предпочтительно около 4,2 или менее; (3) герметизацию контейнера; (4) термообработку пищевого продукта в герметизированном контейнере при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации пищевого продукта; (5) охлаждение термически обработанного пищевого продукта для быстрого снижения температуры до около 25°С или ниже для получения консервированного пищевого продукта. Пищевой продукт, помещаемый в герметизируемый термостойкий контейнер, может быть сырым или частично приготовленным (например, предварительно бланшированные овощи), и герметизируемый термостойкий контейнер может быть пластиковым пакетом.
Овощи могут включать морковь, перцы, брокколи, горох, горох в стручках, цветную капусту, лук, помидоры, грибы, цуккини, кукурузу, сельдерей, спаржу, стручковую фасоль, чилим и проростки бамбука. Пищевые продукты могут быть чистыми или предварительно обработанными для уменьшения исходной микробиологической загрузки (например, промыты хлорированной водой). При приготовлении овощи имеют внешний вид, текстуру и вкус лучший по сравнению с обеспечиваемыми высококачественными замороженными овощами.
В другом аспекте консервированные овощи получают способом, который включает (1) предварительную обработку сырых овощей для уменьшения исходной микробиологической загрузки; (2) укладку предварительно обработанных сырых овощей в герметизируемый термостойкий пластиковый пакет; (3) добавление в контейнер количества электродиализированной композиции, причем этого количества достаточно для установления в консервируемых овощах рН 4,6 или менее, предпочтительно 4,2 или менее; (4) герметизацию контейнера; (5) термообработку овощей в герметизированном контейнере при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации овощей; (6) охлаждение термически обработанных овощей для быстрого снижения температуры до около 25°С или менее для получения консервированных овощей.
В другом аспекте подкисленный пищевой продукт получают введением пищевого продукта в контакт с встречным потоком ED композиции, имеющей рН около 4,5 или менее, предпочтительно 4,2 или менее, с продолжительностью контакта по меньшей мере 30 секунд при температуре от около 1 до около 100°С. ED композиция, имеющая общую концентрацию катионов около 1,0 н. или менее, предпочтительно около 0,5 н. или менее, и наиболее предпочтительно около 0,1 н. или менее, концентрацию отдельных катионов около 0,6 н. или менее, предпочтительно около 0,3 н. или менее и наиболее предпочтительно около 0,04 н. или менее, содержание свободного хлора около 1 м.д. или менее и рН 4,5 или менее, предпочтительно 3,5 или менее. Сходным образом, контактирование ED композиции и пищевого продукта можно достигать погружением или пропитыванием пищевого продукта в серии сосудов, содержащих ED композиции, с увеличивающейся кислотностью для лучшего использования подкисляющей способности ED композиций.
В другом важном аспекте ED композицию используют для консервирования рецептурных пищевых продуктов. Более конкретно, ED композиция может быть введена в рецептуру пищевых продуктов, таких как напитки, десерты, приправы, соусы, подливки, подливы, пастообразные продукты и закуски, прямой или частичной заменой воды, обычно присутствующей в рецептуре, достаточной для установления конечного рН около 4,6 или менее, предпочтительно около 4,2 или менее. Рецептурным пищевым продуктом затем заполняют термостойкий контейнер, к которому прикладывают тепло в количестве, эффективном для пастеризации этого пищевого продукта.
Обычно рецептурные продукты длительного хранения получают при использовании способа, включающего (1) включение в рецептуру продукта количества ED композиции, эффективного для получения подкисленного пищевого продукта, причем это количество является эффективным для достижения рН около 4,6 или менее, предпочтительно 4,2 или менее; (2) укладку подкисленного пищевого продукта в термостойкий герметизируемый контейнер; (3) герметизацию контейнера; (4) термообработку пищевого продукта в герметизированном контейнере при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации пищевого продукта; (5) охлаждение термически обработанного пищевого продукта для быстрого снижения температуры до около 25°С или менее для получения консервированного пищевого продукта. Указанный рецептурный пищевой продукт также можно нагревать до температуры, достаточной для пастеризации контейнера в ходе горячего наполнения контейнера, что, таким образом, позволяет пропустить стадии (4) и (5). Рецептурные пищевые продукты, которые могут быть консервированы, включают напитки, десерты, приправы, соусы, подливки, подливы, пастообразные продукты, легкие закуски, макаронные изделия, хлопья и выпечку.
В другом аспекте способ относится к получению консервированных пищевых продуктов, имеющих по меньшей мере один твердый и один жидкий компонент. Способ включает (1) раздельную предварительную обработку одного или всех компонентов количеством ED композиции, достаточным для достижения рН около 4,6 или менее, предпочтительно 4,2 или менее в конечных комбинированных консервированных пищевых продуктах; (2) укладку предварительно обработанных компонентов в герметизируемый термостойкий контейнер; (4) герметизацию контейнера; (5) термообработку герметизированного контейнера при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации комбинированных пищевых продуктов; (6) охлаждение термически обработанных овощей для быстрого снижения температуры до около 25°С или менее для получения консервированных пищевых продуктов.
В другом аспекте способ относится к получению консервированных макаронных изделий при использовании обработки внутри упаковки. Способ включает (1) объединение макаронных изделий с ED композицией, имеющей температуру около 70°С или выше, предпочтительно 90°С или выше в термостойком герметизированном при нагревании контейнере, ED композицией, эффективной для достижения конечного равновесного рН в консервированных макаронных изделиях около 4,6 или менее, предпочтительно 4,2 или менее; (2) герметизацию контейнера; (3) термообработку герметизированного контейнера при температуре 70°С или выше; (4) перемешивание в течение около 2 минут или более, перемешивание, эффективное для обеспечения равномерного распределения электродиализированной композиции в макаронных изделиях; (4) охлаждение термически обработанных макаронных изделий для быстрого снижения температуры до около 25°С или менее для получения консервированных макаронных изделий. В этом аспекте соотношение сухих макаронных изделий к ED композиции составляет 0,70 или более, предпочтительно около 0,8 или более.
На чертежах:
фиг. 1 - схема примерной системы мембранного электродиализа для снижения рН;
фиг. 2 - схема другого примера системы мембранного электродиализа для снижения рН;
фиг. 3 - схема способа обработки макаронных изделий внутри упаковки;
фиг. 4 - схема способа противоточного подкисления.
ED композиции могут быть использованы в получении разнообразных пищевых продуктов длительного хранения. Используемый термин «продукты длительного хранения» обозначает, что консервированные пищевые продукты, хранящиеся при условиях окружающей среды, безопасны для потребления. «Хранение» обозначает хранение при условиях окружающей среды.
Пищевые продукты, которые могут быть приготовлены при использовании ED композиций, включают мясо, картофель, рис, макаронные изделия, а также их смеси. Овощи, которые могут быть использованы, включают, но не ограничиваются перечисленным, зеленые, желтые, оранжевые и/или красные овощи. Такие овощи включают, например, морковь, различные виды перца, брокколи, различные виды гороха и гороха в стручках, цветную капусту, лук, помидоры, грибы, цуккини, кукурузу, сельдерей, спаржу, стручковую фасоль, чилим, проростки бамбука и т.п. Обычно сперва овощи измельчают до подходящего размера (обычно на куски 1/2 дюйма или менее по самому длинному измерению); при желании, можно использовать более крупные куски. Без сомнения, более мелкие овощи, такие как горох и стручковый горох, могут быть использованы и предпочтительно используют целиком, без уменьшения размера. Могут быть использованы как замороженные (в особенности отдельно замороженные) овощи, так и свежие овощи. Предпочтительно используют свежие овощи, поскольку они обеспечивают наивысшее качество конечного продукта. Обычно, по возможности, следует избегать бланширования овощей перед контактом с ED композициями, поскольку дополнительное тепловое воздействие может приводить к потере качества. Если бланширование используют, его можно проводить в воде или ED композициях. Точно так же, свежие овощи должны быть обработаны по настоящему изобретению настолько быстро, насколько возможно, чтобы минимизировать ферментативное разрушение. Примеры приготовленных мясных продуктов, которые можно использовать, включают, но не ограничиваются перечисленным, говядину, свинину, домашнюю птицу, морепродукты и т.п.
Пищевые продукты можно вводить в контакт или объединять с ED композициями, и/или пищевые продукты могут изготавливаться при использовании ED композиций. Один из способов «контактирования» или «объединения» пищевого продукта включает помещение пищевых продуктов в ED композицию или для хранения и/или варки. ED композиции могут быть также введены в контакт с пищевыми продуктами на некоторый заранее установленный промежуток времени и затем выведены из контакта с ED композицией.
ED композиции в особенности пригодны для получения крахмалистых и макаронных изделий. Примеры макаронных изделий, которые могут быть упакованы при использовании способов по данному изобретению, включают, но не ограничиваются перечисленным, макароны, спагетти и т.п. Крахмалистые продукты могут включать макаронные изделия, рис, картофельные продукты, такие как поштучно быстро замороженные (IQF), кубики, ломтики, цельные, фри, пюре, жареные, запеченные неограниченным числом способов и их смеси. «Макаронные изделия» здесь могут также включать лапшу и яичную лапшу любого размера и формы. Лапша и яичная лапша представляет собой макаронные продукты, дополнительно включающие яйца. Под «лапшой» или «яичной лапшой» здесь подразумевается пищевой продукт, приготовленный высушиванием формованных единиц теста, изготовленного из манной крупы, муки пшеницы твердых сортов, муки или комбинации двух или более из них, с жидкими яйцами, замороженными яйцами, яичным порошком, желтками яиц, замороженными желтками, сухими желтками или любой комбинации двух или более из них с водой или без воды. Сухие макаронные изделия представляют собой макаронные изделия, имеющие влагосодержание менее чем около 15%. Могут быть использованы свежие, не подвергнутые варке макаронные изделия, как и макаронные изделия с наполнением, такие как равиоли.
Термин «пищевые подкислители» относится к одобренным Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) кислотам (главным образом, органическим кислотам), включая молочную кислоту, лимонную кислоту, фосфорную кислоту, фумаровую кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, уксусную кислоту, глюконовую кислоту, адипиновую кислоту и их смеси. Пищевые подкислители не являются необходимыми при использовании ED композиций. Таким образом, в консервированном продукте по настоящему изобретению находится менее чем около 1% всех пищевых подкислителей. Общее содержание пищевых подкислителей может быть определено при использовании ионного хроматографического способа, такого как способ, использованный Alcazzar et al. [Talanta (2003), 61(2), 95-101] для определения уровня кислот в пищевом продукте (food grade acid). В другом аспекте ED композиции могут быть использованы для обеспечения необходимого диапазона рН, и в конечный пищевой продукт могут быть включены небольшие количества пищевых подкислителей (для обеспечения полноты вкуса).
Пищевые подкислители, одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), могут понижать рН пищевого продукта. Поскольку ED композицию могут использовать в качестве основного подкисляющего агента, общее содержание пищевых подкислителей в подкисленном пищевом продукте при выбранном рН, например, <4,2 может быть использовано для определения, установлен ли низкий рН за счет подкислителей или нет. В этом аспекте общее содержание пищевых подкислителей в консервированном пищевом продукте с рН менее 4,6 представляет собой 1 мас.%  или менее, где пищевой подкислитель включает по меньшей мере один пищевой подкислитель, выбранный из группы, состоящей из уксусной кислоты, адипиновой кислоты, лимонной кислоты, фумаровой кислоты, глюконовой кислоты, молочной кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты и фосфорной кислоты. Общая концентрация пищевого подкислителя включает сумму всех других подкислителей, которые могут быть приняты к пищевому использованию в будущем.
При том же рН продукта использование ED композиций обеспечивает пищевые продукты с той же микробиологической стабильностью, как и традиционные пищевые кислоты и подкислители. Используемый здесь термин «микробиологическая стабильность» означает, что получаемые и упаковываемые продукты должны быть коммерчески стерильными. Коммерческая стабильность определена Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) как рН продукта, состояние, достигаемое тепловой обработкой или другим подходящим воздействием, делающим продукт и контейнер свободными от жизнеспособных микроорганизмов, имеющих значение с точки зрения здравоохранения, а также микроорганизмов, не имеющих значения с точки зрения здравоохранения, способных к размножению в пищевом продукте при нормальных неохлажденных условиях или условиях окружающей среды, при которых пищевой продукт складируют, распространяют, продают, а также при которой его хранит пользователь.
Получение ED композиций
Водный раствор.
+
+
++
++
Водный исходный раствор, который может быть обработан способом ED, включает любой водный раствор, богатый минералами или ионами, получаемый из природных источников воды, такой как родниковая вода, колодезная вода, муниципальная вода и/или искусственно обогащенная ионами вода, свободная от примесей и избыточного хлорирования (например более чем около 2 м.д.). Водный исходный раствор для ED обработки должен иметь общую концентрацию катионов от около 0,0001 н. до около 1,8 н., что эффективно для обеспечения начальной проводимости от около 0,1 до около 200 мСм/см. Используемый здесь термин «общая концентрация катионов» или «концентрация отдельных катионов» обозначает концентрацию любого катиона (такого как Na, K, Ca, Mg) за исключением иона водорода. Концентрации ионов могут быть определены при использовании способов, известных в данной области, таких как, например, атомная эмиссионная спектроскопия с возбуждением индуктивно-связанной плазмой (inductive coupled plasma atomic emission spectroscopy) для выбранных.
Важный аспект представляет то, что водный раствор, предназначенный для обработки ED, может иметь общую концентрацию катионов от около 0,002 н. до около 1,0 н., что эффективно для обеспечения начальной проводимости от около 1,0 до около 30 мСм/см. Например, водный раствор, предназначенный для обработки ED, может включать по меньшей мере один из следующих:
<u>Катионы</u>
<u>Концентрация (Н)</u>
Кальций
0-0,2
Магний
0-0,002
Калий
0-0,01
Натрий
0-1,7
<u>Анионы</u>
Бикарбонат
0-0,07
Хлорид
0-1,7
Сульфат
0-0,01
Могут быть также включены другие нетоксичные пищевые ионы
Мембранный электродиализ.
Как показано на фиг. 1, мембранный электродиализ можно проводить при использовании биполярной мембраны и катионных мембран. Мембраны помещают между катодом и анодом и подвергают действию электрического поля. Мембраны образуют отдельные камеры, и материалы, протекающие через эти камеры, могут быть собраны отдельно. Пример аппарата электродиализа, включающего ионоселективные мембраны, представляет собой EUR6 (доступный от Eurodia Industrie, Wissous, France). Пригодные мембраны доступны от Tokuyama (Japan). Биполярная мембрана включает катионную мембрану и анионную мембрану, соединенные вместе.
В соответствии с одним из аспектов водный раствор контактирует с ионоселективными мембранами. Водный раствор может быть обработан партиями, полунепрерывно или непрерывно, пропусканием водного раствора через ионоселективные мембраны. При использовании обработки партиями, полунепрерывного и непрерывного способа электрический потенциал создают на аноде и катоде в течение времени, необходимого для получения ED композиции с заданными рН и концентрациями ионов. Время обработки при способе обработки партиями и скорости потоков в полунепрерывном способе и непрерывном способе зависят от числа используемых ионоселективных мембран и величины приложенного электрического потенциала. Следовательно, получаемую ED композицию можно контролировать и затем далее обрабатывать до получения желаемых рН и концентрации ионов. Альтернативная конфигурация мембран представлена на фиг. 2. Ожидается, что определенные вариации в конфигурации мембран приведут к сходным результатам.
Как показано на фиг. 1 и 2, рН водного раствора может быть установлен в диапазоне рН от около 0 до около 7 за счет контакта водного раствора с по меньшей мере одной, предпочтительно со множеством биполярных мембран, включающих катионные мембраны на обеих сторонах биполярной мембраны. Материалы из камер, ближайших к катоду, собирают для последующего использования. Материалы, собранные из камер, ближайших к аноду, можно рециркулировать обратно через мембраны или циркулировать ко второй мембране электродиализа столько раз, сколько требуется для получения ED композиции, имеющей рН от около 0 до около 7, предпочтительно от около 1 до около 5. Материалы из камер, ближайших к катоду, можно также рециркулировать обратно через мембраны.
Электродиализированная композиция.
После обработки мембранным электродиализом ED композиция имеет общую концентрацию катионов менее чем около 1,0 н., концентрацию любого индивидуального иона менее чем около 0,6 н., содержание свободного хлора менее чем 1 м.д. В предпочтительном исполнении ED композиция имеет общую концентрацию катионов менее чем около 0,1 н. и концентрацию отдельных катионов менее чем 0,04 н. Например, ED композиция может содержать по меньшей мере перечисленное далее. Другие нетоксичные пищевые ионы могут также присутствовать, ограничиваемые главным образом влиянием индивидуального иона на вкус.
<u>Катионы</u>
<u>Концентрация (Н)</u>
Кальций
0-0,1
Магний
0-0,001
Калий
0-0,005
Натрий
0-0,9
<u>Анионы</u>
Бикарбонат
0-0,04
Хлорид
0-0,09
Сульфат
0-0,005
После обработки мембранным электродиализом ED композиция будет иметь рН в диапазоне от около 0 до около 14; для кислых композиций после ED - предпочтительно от около 1 до около 5. Обработанные растворы не имеют нежелательных привкусов и/или запахов.
Обработка пищевых продуктов
Настоящее изобретение обеспечивает простой и эффективный, с точки зрения стоимости, способ консервирования пищевых продуктов с улучшенным ароматом и вкусом по сравнению с другими продуктами, подкисленными традиционными способами. Твердые пищевые продукты, такие как овощи, сухие макаронные изделия, рис, бобы и т.п. сперва вводят в контакт с ED композицией с известным рН в достаточном количестве, эффективном для установления требуемого рН конечного консервированного пищевого продукта, приемами или способами, известными в области пищевой технологии. Эти обычно используемые методы контактирования пищевых продуктов с кислой средой описаны, но не ограничены перечисленным, 221 CFR раздел 114.80 «Processes and Controls» «Acidified Foods». Эти способы включают (1) бланширование пищевых продуктов непосредственно в кислой среде, (2) погружение бланшированных пищевых продуктов в кислую среду, (3) подкисление партии пищевых продуктов в кислой среде, (4) прямое добавление кислой среды в контейнеры с пищевыми продуктами и (5) добавление подкисляющего(их) агента(ов) как части рецептуры пищевого продукта. Настоящее изобретение раскрывает улучшенные, более эффективные способы получения стабильных при хранении подкисленных пищевых продуктов.
Подкисленные продукты могут быть помещены в термостойкий, герметизируемый при нагревании контейнер. Герметизация контейнера и применение термической обработки эффективно для пастеризации пищевых продуктов. Обычно после термической обработки предпочтительно быстрое охлаждение. Консервированные пищевые продукты с рН менее около 4,6, предпочтительно менее чем около 4,2, при хранении при условиях окружающей среды сохраняют свое качество в течение по меньшей мере 6 месяцев, и обычно - порядка от около 9 до около 12 месяцев. Предварительно установленное количество ED композиции с известным рН используют при температуре выше 0°С, предпочтительно выше 70°С и наиболее предпочтительно выше 85°С. В качестве альтернативы, горячими подкисленными пищевыми продуктами с температурой выше 70°С можно непосредственно заполнять контейнер; герметизировать контейнер и выдерживать герметизированный контейнер в течение по меньшей мере 1 минуты для пастеризации пищевых продуктов без дальнейшей термической обработки.
В одном из осуществлений настоящее изобретение обеспечивает очень простой и эффективный, с точки зрения стоимости, способ для консервирования пищевых продуктов с улучшенным запахом и вкусом по сравнению с традиционным образом подкисленными пищевыми продуктами. Настоящее изобретение также обеспечивает минимальное воздействие тепла на пищевые продукты, таким образом улучшая запах, цвет и текстуру продукта, в частности бланшировку, варку, подкисление и пастеризацию пищевого продукта одновременно в собственном контейнере и в одну-единственную стадию. В особенности для продуктов, содержащих овощи, настоящее изобретение также обеспечивает исключение других обработок, понижающих качество, таких как замораживание, сушка, автоклавирование, консервирование в герметичной таре и т.п., для получения пищевых продуктов очень высокого качества, содержащих овощи, которые приближаются и в некоторых случаях превосходят по качеству их поштучно быстро замороженные (IQF) аналоги. Дополнительно, способ по данному изобретению обеспечивает упакованные пищевые продукты с рН менее чем около 4,6, предпочтительно менее чем около 4,2, что, при хранении при условиях окружающей среды, поддерживает их качество в течение около 6 месяцев и обычно - от около 9 до около 12 месяцев.
Например, чистые резанные сырые овощи сперва помещают в термостойкий, герметизируемый при нагревании контейнер. Добавляют предварительно определенное количество ED композиции с известным рН и при температуре выше 70°С и наиболее предпочтительно выше 90°С. Количество и рН ED композиции представляют собой достаточные для установления целевого рН конечных продуктов (т.е. меньше, чем около 4,6, и предпочтительно меньше, чем около 4,2). Контейнер немедленно герметизируют и быстро нагревают до температуры пищевого продукта около 70°С или выше на время, эффективное для того, чтобы одновременно бланшировать, варить, подкислять и пастеризовать пищевой продукт. Перемешивание (такое как осторожное переворачивание герметизированного контейнера) предпочтительно в ходе термической обработки для гарантии равномерного распределения ED композиции по контейнеру и внутри пищевых продуктов. После термической обработки обычно предпочтительно быстрое охлаждение.
В одном аспекте комбинацией использования ED композиции и способа обработки внутри упаковки данное изобретение также обеспечивает очень простой и чрезвычайно эффективный, с точки зрения стоимости, способ консервирования крахмалистых продуктов, таких как макаронные изделия, рис и т.п. улучшенного качества (такого как менее кислый вкус). Общий способ обработки макаронных изделий внутри упаковки показан на фиг. 3. Сначала предварительно определенное количество пищевого продукта (сухих макаронных изделий) и ED композиции с известным рН помещают в термостойкий, герметизируемый при нагревании контейнер, эффективный для установления конечного равновесного рН консервированного продукта менее чем около 4,6, более предпочтительно менее чем 4,2. Важно, чтобы соотношение пищевых продуктов и ED композиции было постоянным для обеспечения оптимального содержания влаги в консервированных пищевых продуктах. Например, соотношение сухих макаронных изделий и ED композиции типично более чем около 0,70 и более предпочтительно более чем около 0,80. Температура ED композиции должна быть выше 70°С и более предпочтительно выше 90°С. Постоянное перемешивание (такое как осторожное переворачивание герметизированного контейнера) необходимо в ходе термической обработки для гарантии равномерного распределения ED композиции по контейнеру и внутри пищевых продуктов. Поскольку варка, подкисление и пастеризация происходят одновременно, избегают избыточной обработки. Дополнительно, ED композиция и соотношение между пищевыми продуктами и ED композицией заранее определены, получаемый подкисленный продукт (такой как консервированные макаронные изделия) после разогревания всегда имеет влагосодержание или оптимальную структуру.
В другом важном аспекте ED композицию используют для консервирования рецептурных пищевых продуктов. Более конкретно, ED композиция может быть введена в рецептуру пищевого продукта прямой или частичной заменой воды, обычно присутствующей в рецепте. Рецептурные продукты длительного хранения, такие как напитки, десерты, приправы, соусы, подливки, подливы, пастообразные продукты, закуски, макаронные изделия, хлопья и выпечка, изготовляют прямым включением количества ED композиции с предварительно установленным рН в рецептуру пищевого продукта, эффективную для получения подкисленного пищевого продукта, причем этого количества достаточно для установления конечного рН около 4,6 или менее, предпочтительно около 4,2 или менее. Подкисленный пищевой продукт затем помещают в термостойкий герметизируемый при нагревании контейнер. Контейнер герметизируют с последующей термической обработкой пищевого продукта в герметизированном контейнере при температуре и в течение времени, эффективных для пастеризации пищевого продукта. Требуемую стадию пастеризации можно достичь простым горячим заполнением контейнера подкисленным пищевым продуктом. Обычно желательно охлаждение термически обработанного пищевого продукта для снижения температуры ниже около 25°С. Консервированные пищевые продукты не имеют нежелательного кислого вкуса или посторонних запахов, часто связанных с использованием пищевых подкислителей, и стабильны при условиях окружающей среды в течение по меньшей мере 6 месяцев, но обычно - порядка от 9 до 12 месяцев.
В другом аспекте настоящее изобретение, в особенности в сочетании со способом обработки внутри упаковки, может быть использовано для консервирования пищевых продуктов, включающих твердые пищевые частицы (такие как овощи, мясо, бобы и т.п.) и жидкий или текучий компонент (такой как соус, приправа, подлива и т.п.). Жидкий компонент содержит предварительно определенное количество ED композиции, эффективное для достижения рН конечного продукта, включая как твердые, так и жидкие компоненты, после осуществления способа и установления равновесия менее чем 4,6 и предпочтительно менее чем 4,2.
Предпочтительно пищевые продукты по данному изобретению заключены в термостойкий, герметизируемый пластиковый пакет, такой, что пищевые продукты могут быть пастеризованы непосредственно в пакете и позднее нагреты или сварены непосредственно в пакете (например, на кипящей водяной бане или в микроволновой печи) окончательным потребителем. Действительно, одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что пищевые продукты, изготовленные способом по данному изобретению, можно непосредственно потреблять из пакета как закуску (например, в случае овощей, мяса) или разогревать или готовить отдельно или, при желании, с другими ингредиентами (например, с макаронными изделиями) с обеспечением вкуса, структуры и внешнего вида свежеприготовленной пищи. Пищевые продукты по настоящему изобретению можно разогревать или готовить в первоначальном контейнере (например, пакете) или извлекать из первоначального контейнера для разогревания или приготовления отдельно или с другими ингредиентами.
В одном аспекте бланширование, варку, подкисление и пастеризацию проводят в разных стадиях способа. Требуемые пищевые продукты, в которых отдельные компоненты предпочтительно нарезаны до требуемого размера, соединяют с ED композицией. рН ED композиции представляет собой такой, что рН консервированного пищевого продукта менее чем около 4,6 и предпочтительно менее чем около 4,2. Обычно рН ED композиции будет меньше, чем около 4,5, и предпочтительно меньше, чем 3,5. Подкисленный пищевой продукт затем подвергают термической обработке. Термообработку можно производить за счет температуры ED композиции, находящейся в диапазоне от около 70 до около 100°C и предпочтительно от около 90°С до около 100°С. В качестве альтернативы, термообработку можно проводить нагреванием пищевого продукта и ED композиции до сходных температур. В любом случае, термообработку продолжают до достижения требуемого рН, и он составляет менее чем около 4,6, предпочтительно менее чем около 4,2, и обычно он будет достигнут за период от около 2 до около 15 минут. В случае продуктов, чувствительных к термической обработке, таких как определенные овощи (например, сладкий перец), могут быть использованы воздействия более низких температур и/или более низких рН (в течение времени, пока не будет достигнут конечный или равновесный рН консервированного пищевого продукта менее чем около 4,6, предпочтительно менее чем около 4,2) для улучшения качества продукта за счет минимизации термического воздействия. После сцеживания избытка ED композиции обработанный пищевой продукт может быть необязательно промыт холодной ED композицией (обычно того же состава, что и начальная ED композиция) для снижения температуры ниже около 25°С. Обработанный таким образом пищевой продукт затем герметизируют в теплоустойчивом контейнере и затем пастеризуют. Контейнер можно, при необходимости, герметизировать таким образом, чтобы по меньшей мере уменьшить содержание кислорода в контейнере (например, вакуумная упаковка, инертная атмосфера и т.п.) для обеспечения дополнительной защиты от ухудшения запаха за счет окисления. Герметизированный контейнер затем пастеризуют и термически воздействуют на пищевой продукт для эффективного повышения температуры пищевого продукта до температуры по меньшей мере около 70°С в течение по меньшей мере одной минуты (или сходными условиями пастеризации). Обычно пастеризацию можно проводить нагреванием герметизированного контейнера на горячей водяной бане от около 70 до около 100°С в течение от около 1 до около 30 минут и более предпочтительно от около 90°С до около 100°С в течение от около 1 до около 10 минут. После пастеризации пищевой продукт быстро охлаждают до температуры ниже чем 25°С в течение около 10 минут и затем хранят при условиях окружающей среды.
В другом аспекте подкисление и пастеризацию вместе с гидратацией (например, макаронные изделия), бланшированием и варкой проводят в значительной степени одновременно для того, чтобы минимизировать общее термическое воздействие на пищевой продукт, как в случае способа обработки внутри упаковки. Требуемые пищевые продукты, в которых отдельные компоненты предпочтительно нарезаны до требуемого размера, соединяют с ED композицией в требуемом соотношении (т.е. достаточной подкислительной силы для обеспечения требуемого рН в конечном консервированном продукте). Пищевой продукт и ED композицию можно соединять в отдельной стадии и затем помещать в требуемый термостойкий контейнер или соединять непосредственно в требуемом термостойком контейнере. рН ED композиции представляет собой такой, что рН конечного консервированного пищевого продукта менее чем около 4,6 и предпочтительно меньше, чем около 4,2. Обычно рН ED композиции будет меньше, чем около 4,5, и предпочтительно меньше, чем 3,5. Температура ED композиции должна быть выше 0°С и предпочтительно выше 70°С и более предпочтительно выше около 90°С для минимизации времени термической обработки в случае чувствительных к температуре продуктов (например, овощей) или для ускорения гидратации или способа приготовления крахмалистых продуктов (например, макаронных изделий). К обработанному пищевому продукту можно добавлять необязательные ингредиенты через кислый раствор или в любое время до герметизации контейнера. Пищевой продукт и ED композицию вместе с любыми добавленными необязательными ингредиентами герметизируют в термостойком контейнере и затем пастеризуют.
Ginkgo biloba
ED композиции, используемые для соединения с пищевыми продуктами, могут также содержать другие необязательные ингредиенты или компоненты, такие как, например, соли, подсластители, эмульгаторы, загустители, специи, ароматизаторы, красители, консерванты, питательные вещества, витамины, минералы, антиоксиданты, травы, пищевые добавки и т.п., в таком количестве, чтобы они не оказывали в значительной степени отрицательного эффекта на органолептические свойства и/или стабильность. Таким образом, ED композиция может представлять собой маловязкий раствор, маловязкий маринад, средне- или сильновязкий соус и т.п. Пригодные соли включают, например, хлорид натрия, также как и другие обычные соли (например, хлорид кальция, хлорид калия и т.п.), которые можно добавлять в других целях, помимо обеспечения «соленого вкуса». Пригодные природные и искусственные подсластители включают, например, сахарозу, фруктозу, кукурузный сироп, ацесульфам К, сукралозу и т.п. Пригодные загустители и желирующие агенты включают, например, смолы и крахмалы. Пригодные масла включают пищевые ароматизированые или неароматизированые масла. Предпочтительны устойчивые к окислению растительные масла (например, оливковое масло, каноловое масло и т.п.). Можно включать эмульгаторы (например, лецитин) для улучшения ощущения в полости рта или уменьшения липкости. Пригодные витамины, которые можно включать в кислый раствор, включают, например, витамин А, витамин С, витамин D, витамин Е, витамины В, ниацин, фолиат, фолиевую кислоту и т.п., также как и их смеси. Пригодные минералы включают, например, соли металлов питательных веществ, где металлы выбраны из кальция, магния, меди, железа, цинка, хрома, и т.п., также как их смесей; соли неорганических минералов, такие как, например, фосфат, сульфат, хлорид и т.п., также как могут быть использованы и их смеси. Пригодные антиоксиданты включают, например, пропилфенолят, октилфенолят, додецилфенолят, бутилированный гидроксианизол, бутилированный гидрокситолуол, а также их смеси. Пригодные травы включают, например, зверобой, женьшень,  и т.п., также как и их смеси. Специалисты в данной области, несомненно, поймут, что в настоящем изобретении могут быть также использованы другие витамины, минералы, антиоксиданты и травы. Количество таких необязательных ингредиентов может, несомненно, в значительной мере изменяться, в зависимости от конкретного добавляемого питательного вещества или минерала (и их рекомендуемой суточной дозы) и целевого потребителя. Например, макроэлементы (например, кальций) можно добавлять в относительно больших количествах (т.е. до 5 процентов), тогда как следовые минералы, витамины и другие добавки (т.е. обычно вещества, суточная доза которых для взрослого находится на уровне миллиграмма или менее) будут, естественно, добавляться в значительно меньших количествах.
Как показано на фиг. 4, пищевые продукты (например, овощи, макаронные изделия) можно подкислять или консервировать при использовании непрерывного противоточного способа. В этом способе пищевой продукт, такой как макаронные изделия, вводят в варочный аппарат, который может поддерживать температуру от около 70 до около 100°С, предпочтительно от 90 до 100°С. Пищевой продукт типично загружают с одного конца варочного аппарата со скоростью, соответствующей времени, требуемому для подкисления и/или варки продукта, обычно в диапазоне от около 30 секунд до около 30 минут. ED композицию (рН от около 1 до около 4,5) вливают в варочный аппарат с другого конца варочного аппарата по принципу противотока или в противоположном направлении по отношению к пищевому продукту со скоростью, определяемой объединенным действием температуры/времени, ED композиции (например, рН), соотношения пищевого продукта и ED композиции в варочном аппарате, типа и геометрии (т.е. размера и формы) пищевых продуктов; выходит из варочного аппарата в том месте, где в варочный аппарат поступают необработанные пищевые продукты. Подкисленные и приготовленные пищевые продукты удаляют из варочного аппарата через вход, через который ED композицию с низким рН вводят в варочный аппарат, и варочную воду (например, использованную ED композицию с рН типично более чем около 5) удаляют с противоположного конца варочного аппарата.
Последующие примеры иллюстрируют способы выполнения изобретения и должны восприниматься как иллюстративные, но не ограничивающие область применения изобретения, определенную прилагаемой формулой изобретения.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1
2
Кислую водную ED композицию получали при использовании ED, оснащенного конфигурацией мембран катионная монополярная-биполярная-катионная монополярная, как показано на фиг. 2. 8 л раствора обрабатывали 6,1 В/элемент с электрическим потенциалом 1000 А/м в течение 67 минут до установления рН 1,7. Ионные профили подаваемого (перед ED) водного раствора и обработанного (после ED) водного раствора представлены в таблице ниже.
Концентрация ионов (мН)
До ED
После ED
Кальций
11,97
0,50
Магний
0,30
<0,01
Калий
6,93
2,42
Натрий
17,75
0,47
Хлор
17,54
17,54
Сульфат
9,37
9,37
<b>рН</b>
<b>7,79</b>
<b>1,67</b>
Все катионы
36,95
3,39
Обработанный кислый раствор не имеет нежелательного запаха. При разбавлении деионизованной водой до рН 3,25 полученная смесь представляет собой практически безвкусную.
ПРИМЕР 2
Одну часть красного сладкого перца (RBP), свеженарезанного на части размером 0,5 дюйма на 0,5 дюйма, и от 0,55 до 0,65 части ED композиции с рН 1,5 помещали в термостойкий герметизируемый при нагревании гибкий пакет. Пакет герметизировали и погружали в воду (около 210°F) на период около 3 мин, время от времени переворачивая для обеспечения равномерного распределения ED композиции. После нагревания пакет охлаждали при 40°F. Полученный RBP имеет конечный равновесный рН от около 3,7 до около 3,9. RBP имел хрустящую текстуру и не имел нежелательного кислого вкуса и представлял собой стабильный при хранении при условиях окружающей среды при 20°С.
ПРИМЕР 3
Поштучно быстро замороженную (IQF) нарезанную кукурузу (USDA Grade B) смешивали с 1,0, 1,1, 1,2, или 1,3 частями ED композиции (рН 1,56) и нагревали в термостойком пластиковом пакете почти до кипения в микроволновой печи с последующим непрерывным нагреванием на водяной бане (от около 90 до около 100°С) в течение пяти дополнительных минут после герметизации пакета. Образцы охлаждали в холодной воде и сравнивали с традиционно полученными при использовании молочной кислоты (рН 3,95) образцами в дегустационных испытаниях (n=6). Дегустаторы единодушно заключили, что все образцы, полученные при использовании ED композиции, представляли собой в значительной степени более предпочтительные благодаря в значительной степени уменьшенному кислому вкусу, обычно ассоциированному с традиционным образом подкисляемой кукурузой. Равновесные рН образцов, полученных при использовании ED воды, составляли 4,18, 4,00, 3,87 и 3,67 соответственно.
ПРИМЕР 4
Одну часть сухих ротини варили в 5,8 частях ED композиции (рН 1,94) при температуре около 95-100°С в течение ровно 14 минут. Сваренные макаронные изделия горячими паковали в пластиковый пакет и охлаждали в холодильнике в течение около 12 часов. Полученный образец (рН от 3,9 до 4,0) после повторного нагревания в микроволновой печи испытывали по сравнению с контролем (коммерчески устойчивые при хранении, подкисленные молочной кислотой ротини, рН от 3,9 до 4,0) с и без сырного соуса. Образцы, полученные при использовании ED композиции, оценивали по меньшей мере семь дегустаторов и единодушно нашли их лишенными нежелательного кислого привкуса с и в отсутствие сырного соуса. Сходные испытания при использовании макаронных изделий, подкисленных молочной кислотой, показали, что при сравнимых рН (рН 2,5-3,5), образцы, обработанные молочной кислотой, были чрезвычайно резкими и неприемлемыми по сравнению с образцами, подкисленными ED композицией.
ПРИМЕР 5
Высококачественное, стабильное при хранении мясо с низким рН (<4,2) получали сперва варкой сырого мяса (грудка цыпленка) до состояния требуемой готовности или по меньшей мере до получения внешне полностью готового вида. Например, кусок грудки цыпленка (425 г) разрезали на ломтики толщиной около 1/4 дюйма и варили в кипящей воде в течение около 30 секунд. Сваренные ломтики переносили в стеклянную банку, содержащую 2× (по массе от вареной курицы) ED воды с рН 1,29. Содержимое и стеклянную банку доводили до кипения в микроволновой печи. Банку закрывали, затем оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Через 48 часов определяли рН сваренного ломтика как 4,16. Обработанную грудку цыпленка дегустировала в натуральном виде, без каких-либо добавок, небольшая группа дегустаторов. Результаты показали, что образец имеет нормальный запах цыпленка и внешний вид с неожиданно нежной текстурой. Что более важно, не было отмечено нежелательного кислого привкуса.
ПРИМЕР 6
Этот эксперимент показывает, что уменьшенное использование ED композиции может быть достигнуто за счет использования нескольких стадий способов окисления или непрерывного противоточного способа. Сухие ротини варили в 4 частях использованной ED композиции (т.е. ED композиция или варочная вода уже была до этого использована для варки ротини, с рН около 2,5) в течение 7 минут. Затем ротини переносили в 4 части только что закипевшей ED композиции (с рН около 1,94) и варили еще 7 минут. После варки ротини высушивали и упаковывали в горячем состоянии в большой (24 дюйма × 24 дюйма) термосвариваемый пластиковый пакет. Полученные сваренные ротини (рН 3,9-4,0) имели превосходную текстуру и запах. Органолептическим анализом (n=7) было показано, что они не имеют кислого привкуса, обнаруженного у контроля со сходным рН, традиционно подкисленного молочной кислотой.
ПРИМЕР 7
Этот эксперимент показывает, что простой эффективный одновременный способ подкисления/варки/пастеризации внутри упаковки при использовании ED композиции в качестве подкисляющего агента можно успешно проводить для получения высококачественных, устойчивых при хранении пищевых продуктов, в особенности крахмалистых продуктов, таких как макаронные изделия. ED композицию (125 граммов), имеющую температуру около 95°С и рН около 1,3, добавляли к 100 граммам сухих ротини в термостойком пластиковом пакете. Пакет герметизировали и нагревали на кипящей водяной бане в течение 12 минут с частым переворачиванием для равномерного распределения ED воды в пакете и, таким образом, равномерной гидратации макаронных изделий. Герметизированные пакеты необязательно охлаждали в холодной воде из-под крана до комнатной температуры (около 25°С). Полученные сваренные ротини (рН 3,91) имели превосходные текстуру и запах. Органолептическим анализом (n=7) было показано, что они не имеют кислого привкуса, обнаруженного у контроля, традиционно подкисленного молочной кислотой, со сходным рН. Способ обработки внутри упаковки также хорошо работал при использовании подкислителей (например, молочной кислоты). Однако продукты, полученные подобным способом, имели более низкое качество (нежелательный кислый привкус).
ПРИМЕР 8
Этот эксперимент показывает, что ED композиции могут быть непосредственно использованы для полной или частичной замены воды в приготовленных или рецептурных пищевых продуктах, таких как подливки, соусы, подливы, пастообразные продукты, приправы и т.п., для обеспечения стабильности при хранении в условиях окружающей среды. Сухие ингредиенты, перечисленные далее ниже, смешивали в пластиковом пакете и затем смешивали с жидкостью. Смеси нагревали до более чем 185°F в течение около 2 минут и горячими наполняли пластиковые термостойкие пакеты. Наполненный пакет оставляли остывать до комнатной температуры до момента измерения рН. рН контроля, подкисленного лимонной кислотой, и образца, подкисленного ED композицией, составляли 4,1 и 3,85 соответственно.
С лимонной кислотой
С ED композицией
Крахмал, Col Flo 67
3,5
3,5
Лук в порошке
0,5
0,5
Цыпленок в порошке с жиром
1,8
1,8
Петрушка
0,04
0,04
Перец
0,04
0,04
Орегано
0,10
0,10
Соль
1,0
1,0
Сахар
1,5
1,5
Карамель в порошке
0,02
0,02
Лимонная кислота
0,20
0
Соевое масло
2,5
2,5
Вода
88,81
4,01
ED вода
0
85,0
Образцы оценивали при использовании группы из 5 дегустаторов. Результаты показали, что образцы, полученные с ED композицией, не имели кислого вкуса даже при несколько более низком рН, чем в случае контроля. Все члены группы посчитали контроль неприемлемым из-за его сильной кислотности.