СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ УПАКОВАННОЙ ТВЕРДОЙ ПИЩИ
DECONTAMINATION METHOD OF PACKAGED SOLID FOOD

Предмет изобретения
Настоящее изобретение относится к методу обеззараживания упакованных твердых пищевых продуктов таким образом, что обеззараживание выполняется парами эфирных масел (ЭМ), образуемых и применяемых в вакууме, перед закрытием контейнеров или после него, и/или до их погрузки.
Предмет изобретения, преимущественно, относится к области технологий по обеззараживанию поверхностей свежих или обработанных твердых пищевых продуктов; пищевых продуктов растительного происхождения, целых или нарезанных свежих плодов и овощей, салатов любого вида и состава; пищевых продуктов животного происхождения: нарезанного мяса, нарезанных сыров; хлебобулочных изделий, нарезанного хлеба, мучных изделий, а также приготовленных блюд, которые могут подвергнуться определенному виду поверхностного загрязнения до упаковки или после нее, и до запечатывания запайкой.
Предпосылки создания изобретения
В последние годы наблюдался растущий спрос на пищевые продукты, готовые к употреблению (ГУ), например, такие как готовые к употреблению салаты с зеленолистными овощами, или готовая нежирная ветчина в виде нарезки. Данный спрос продолжает расти, и также ожидается его рост в будущем. Эта устойчивая тенденция совпадает со все возрастающей заинтересованностью людей в приобретении привычки к более здоровому питанию.
В то же самое время, было обнаружено, что овощи ГУ и овощные салаты, а также приготовленные мясные продукты в виде нарезки довольно часто являлись причиной вспышек пищевых отравлений во многих частях мира. Как в Европе, так и в США было явно доказано, что существует связь между некоторыми патогенными агентами и некоторыми из этих ГУ продуктов во время большинства из недавних вспышек заболеваний пищевого происхождения.
Что касается овощных салатов, ввиду того, что они имеют высокое поверхностное/массовое соотношение и относительно низкий уровень pH, они представляют собой подходящую среду для развития крупной микробной популяции, в частности, бактерий, которые могут вносить свой вклад в естественное разложение отдельных вегетативных органов растений (Нгуен-Тхе и Карлин, 1994 г.; Рагерт и соавт., 2007 г.). Такие патогены, как Listeria monocytogenes, Salmonella и Escherichia coli O157-H7, могут загрязнить продукт при сборке, обработке и упаковке салатов (Франц и ван Брюгген, 2008 г.). Ввиду неровностей поверхности листьев, поражения растительных тканей, включения биопленок в филлосферы или интернализации в растение кишечные патогены и микроорганизмы могут быть защищены от воздействия дезинфицирующих средств, наносимых при промывке овощей (Гомес-Лопес и соавт., 2008 г.). Кроме того, хранение при низкой температуре и регулируемом составе воздуха (РСВ) может представлять слабое препятствие быстрому распространению холодолюбивых патогенных микроорганизмов, таких как Listeria (Джекссенс и соавт., 2001; Джунттила и соавт., 1988 г.; Сцифо и соавт., 2009 г.). Именно таким образом при различных микробиологических исследованиях данных салатов ГУ было обнаружено наличие кишечных патогенных бактерий, Escherichia coli, колиморфных бактерий, аэробных бактерий и микроорганизмов, вызывающих порчу, таких как грибки и дрожжи (Абадиас и соавт., 2008 г.; Фредер и соавт., 2007 г.; Лонкаревич и соавт., 2005 г.; Паван да Силва и соавт., 2007 г.; Пьянетти и соавт., 2008 г.; Валентин-Бон и соавт., 2008 г.) В большинстве случаев общая численность аэробных бактерий составляла от 4 до 8 log КОЕ/г, а колиморфных - от 0,7 (предел обнаружения) до 6 log КОЕ/г.
Более того, согласно работам Капонигро и соавт. (2010 г.) изначальный уровень загрязнения несильно влиял на скорость возрастания микробных популяций в течение срока хранения салата, потому что их количество уже было весьма высоко в недавно расфасованном салате. По существу, во время этих исследований было обнаружено, что в более чем 20% анализируемых проб изначальная нагрузка превышала 6 log КОЕ/г. Это очень высокая микробиологическая нагрузка, несмотря на промывку и обеззараживание согласно рекомендациям действующего законодательства. Таким образом, по истечении срока годности общая численность аэробных бактерий превысила 7,2 log КОЕ/г в 50% образцов и 7,7 log КОЕ/г - в 25% образцов.
Промывка исключительно водой снижает микробиологическую нагрузку на салаты в 10 раз, в то время как с хлорированной водой достигается 100-кратное снижение. Такое обеззараживание наряду с использованием регулируемого состава воздуха и холодного хранения позволяет регулировать обычную микробиологическую нагрузку, но оно не сможет остановить быстрого разрастания численности холодолюбивых патогенных микроорганизмов, таких как Listeria monocytogenes,, которые могут расти при обычной низкой температуре хранения от 3 до 7°С. Это соответствует тому, что уже наблюдали и ранее обсуждали Капонигро и соавт. (2010 г.).
В заключение, явным образом показано, что текущие методы обработки и упаковки овощных салатов, по-отдельности или в сочетании, не обеспечивают значительных гарантий безопасности пищевых продуктов от провоцирования всплеска пищевых отравлений.
2
Вышеизложенное создало объективные предпосылки для предложений новых технологий промывки и обеззараживания, которые, по существу, более эффективны для применения в промывке салатов перед их фасовкой (Гиль и соавт., 2009 г.; Артес и соавт., 2009 г.) Были внесены предложения относительно решений по противомикробным средствам в воде (гидроперекись ацетила, диоксид хлора, пероксид водорода, органические кислоты, электролизованная вода), обработки горячей водой, УФ облучением в С-спектре, озонированной водой, сверхатмосферным кислородом (в сочетании с моноаммонийфосфатом), моноаммонийфомфатом, обогащенным инертными газами (Ar, Не, Хе) или NO (Артес и соавт., 2009 г.; Грача и соавт., 2011 г.). Однако большинство предложений так и не превзошли по эффективности промывку хлорированной водой. Фактически их часто представляют в качестве альтернативы такому методу промывки во избежание использования хлора (Исса-Закариа и соавт., 2011 г.).
Что-то подобное происходит и в случае, к примеру, с приготовленной ветчиной в виде нарезки, а также нарезанными кусками аналогичных приготовленных мясных продуктов, например, свининой или индейкой, или со свежими нарезаемыми молочными продуктами. В упаковке они могут обладать высоким микробным числом, включая как патогенные микроорганизмы (например, Listeria monocytogenes), так и микроорганизмы, вызывающие порчу (например, молочнокислые бактерии). Без применения эффективного консерванта и при отсутствии пастеризации или стерилизации перед запаковыванием контейнера или после этого фасованный продукт может переносить патогенные микроорганизмы, а также содержать нагрузку микроорганизмов, вызывающих порчу, что значительно сокращает его срок хранения ( и соавт., 2014 г.; Хан и соавт., 2014 г.; Барбоса и соавт., 2014 г.).
Эфирные масла (далее - ЭМ) - это вещества GRAS (в целом признанные безопасными), которые можно использовать в пищевых продуктах в качестве противомикробных веществ, в то же время обладающие ароматическими свойствами, которые могут представлять конкретный интерес относительно пищевых продуктов (Морейра и соавт., 2005 г.).
ЭМ, или эссенции ароматических растений, - это летучие вещества с масляной консистенцией, которые обычно вырабатываются растениями. Они синтезируются всеми органами растения, т.е., побегами или почками, цветками, листьями, стеблями, ветвями, семенами, плодами, корнями, древесиной или корой. Существует более 3000 видов эфирных масел, хотя на продажу на рынке предлагаются только около 300 видов. С другой стороны, эфирные масла - сложные смеси из более чем 100 летучих компонентов, биосинтезируемых растениями, включая, в основном, терпены и терпеноиды, а также ароматические и неароматические составляющие, каждая из которых отличается низкой молекулярной массой. Большая часть противомикробного действия ЭМ обеспечивается соединениями окисленных терпеноидов (например, фенольными терпенами и спиртами), хотя некоторые углеводороды также обладают противомикробным действием. Некоторые исследования показали, что чистые ЭМ, т.е., ЭМ, которые включают все свои компоненты, в целом обладают более высоким противомикробным действием, чем смеси их основных компонентов, что приводит к предположению, что мелкие компоненты могут быть критичными для достижения определенного противомикробного действия против данных микроорганизмов. С другой стороны, было обнаружено, что в определенных случаях смесь чистых эфирных масел с данными основными и мелкими компонентами этих эфирных масел может обеспечить большее противомикробное воздействие (Иноуэ и соавт., 2006 г.; Бассоле и Джулиани, 2012 г.).
2
2
2
Было явно продемонстрировано, что пары линалоола и цитраля, которые являются компонентами некоторых ЭМ, сокращают микробиологическую нагрузку грамположительных бактерий на лист капусты, достигая сокращения численности бактерий до 6,5 log КОЕ/2 см на образец (Фишер и Филлипс, 2006 г.). Пары ЭМ бергамота, линалоола и цитраля с минимальными сдерживающими дозами (МСД) от 2 до 0,06% были испытаны против штаммов Arcobacter butzleri в капустном листе, и наблюдалось сокращение микробиологической нагрузки (7 log КОЕ/2 см) до неопределяемого уровня (Фишер и соавт., 2009 г.). Это соответствует более ранним исследованиям, что наглядно демонстрирует, что МСД паров ЭМ в отношении сдерживания патогенов ниже, чем МСД тех же масел, но в жидком виде (Иноуэ, 2003 г.; Фишер и Филлипс, 2006 г.). Например, когда относительно Escherichia coli используется метод разведений в агаре, минимальная сдерживающая концентрация (МСК, мкг/мл) и МСД (мкг/см) для разных эфирных масел соответственно составляют:
Также были проведены наблюдения характера воздействия того же ЭМ на микроорганизм S. Aureus (Иноуэ, 2003 г.). Результаты представляют огромный интерес для использования эфирных масел цитрусовых плодов в пищевых продуктах, так как необходимые концентрации для применения в парообразном виде намного ниже, чем в жидком. Это могло бы стать способом решения проблемы ограничения использования ЭМ ввиду возможного нежелательного воздействия на аромат и/или вкус пищевых продуктов (Фишер и соавт., 2009 г.).
Фактически существует ряд работ, в которых предлагается применение эфирных масел для обеззараживания и хранения пищевых продуктов, включая продукты ГУ, но, как правило, предлагалось их использование в виде жидких масел, а не паров (Питтман и соавт., 2010 г.). Масла использовались при хранении салатов, но в виде жидкости, а не пара (Беллетти и соавт., 2008 г.). Единственная работа, которую можно найти в литературе, и в которой предлагается применение паров эфирных масел цитрусовых плодов для обеззараживания поверхности салатов - работа Фишера и соавт. (2009 г.). Однако в данном случае работа сосредоточена на исследовании только Enterococcus faecium и Enterococcus faecalis.
Подводя итоги, несмотря на наличие интереса к применению паров эфирных масел для обеззараживания твердых пищевых продуктов (любого типа, начиная от цельных и нарезанных плодов и овощей до хлебобулочных и мучных изделий, мясных, молочных продуктов и готовых блюд) (Клоучек и соавт., 2012 г.), что было научно продемонстрировано, авторы настоящего изобретения не обнаружили каких-либо патентов, которые определяют промышленно целесообразный метод выпаривания и применения пара эфирного масла (отдельно и в сочетаниях) для непрерывного промышленного обеззараживания твердых пищевых продуктов. Единственная обнаруженная заявка на патент - это GB 2460468 А (К. ФИЛЛИПС и К. ФИШЕР, 2009 г.), в которой описывается метод выпаривания смеси эфирных масел апельсина и бергамота, что включает нагрев этой смеси при температуре от 30 до 50°С в течение 10-20 минут для достижения полного испарения дозы, которую надлежит применить к пищевому продукту для обеззараживания его поверхности. Далее в этой заявке предлагается обработка пищевых продуктов, подлежащих обеззараживанию, паром с интервалами от 30 секунд до 1 часа. Однако такие интервалы испарения смеси эфирных масел не являются действительно целесообразными при непрерывных промышленных процессах обработки пищевых продуктов.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили заявку на патент WO 2014001201 А1, которая относится к устройству для испарения эфирных масел, поглощаемых абсорбирующими подставками в виде полос, которые надлежит применять для обеззараживания в закрытых пространствах, таких как теплицы. При этом, так же, как и в заявке, приведенной ранее, возникают сложности для применения при непрерывном промышленном обеззараживании твердых пищевых продуктов до их фасовки или во время нее. В двух заявках на патент, упомянутых выше, используется испарение в количествах, избыточных для применения при непрерывных процессах обеззараживания твердых пищевых продуктов на промышленном уровне. В заявках на патенты, упомянутых выше, не принимается в расчет то, что все вещества обладают энтальпией испарения (выражаемой в Дж/г, т.е., Джоулях на грамм вещества, или Дж/моль, т.е., в Джоулях на моль-грамм вещества), и что время испарения будет зависеть от энергии, используемой для их нагревания, без изменения температуры испарения. Например, в таблице 1 ниже приводятся показатели энтальпии испарения некоторых эфирных масел и их основных компонентов.
Источник: Мартине и соавт. (2011 г.).
Так, если использовать достаточное количество энергии (выражаемой в Дж/с) применительно к известной массе (в граммах) эфирного масла, можно добиться испарения эфирного масла через несколько секунд. Также в случае уменьшения давления можно снизить температуру испарения так, чтобы, если пары применяются к продукту с температурой выше этих паров, не происходила быстрая конденсация компонентов паров этих эфирных масел, и они сохраняли парообразное состояние в течение более продолжительного периода времени при контакте с поверхностью пищевых продуктов.
Описание изобретения
Основываясь на вышеизложенном, настоящее изобретение относится к новому методу микробиологического обеззараживания фасованных твердых пищевых продуктов для применения в промышленных масштабах, выполняемого до этапа закрытия контейнера или во время него, например, до и/или во время запечатывания запайкой, или даже до погрузки контейнера.
Метод, выполняемый посредством использования эфирных масел, ЭМ, новым способом, включает в себя:
a) испарение ЭМ в вакуумной камере при температуре от 20 до 150°С, предпочтительно от 50 до 100°С таким образом, что испарение длится 1-40 секунд, а предпочтительно - 1-30 секунд,
b) применение паров ЭМ из этапа а) к фасованным твердым пищевым продуктам в вакуумной камере или шкафу, в котором образуемые в вакууме пары вытягиваются воздухом или смесью пищевых газов и направляются в указанный шкаф в соответствии с массовым/объемным соотношением 10-120 мг испаряемых и вытягиваемых эфирных масел на литр транспортирующего воздуха или смеси транспортирующих газов (этот объем измеряется при атмосферном давлении и при температуре 25°С), которые направляются в шкаф, где пищевые продукты разложены в открытых контейнерах, для их обеззараживания.
Этап а) испарения проводится при абсолютном давлении от 1 до 990 гПа, а предпочтительно - от 5 до 500 гПа.
Этап b) применения эфирных масел проводится при абсолютном давлении от 1 до 990 гПа, а предпочтительно - от 5 до 800 гПа.
Кроме того, пары ЭМ могут быть применены на этапе b) при соотношении 15-60 мг испаряемых ЭМ на каждый литр воздуха или смеси газов с измерением этого объема при атмосферном давлении и температуре 25°С.
Дополнительно перед этапом b) применения паров масел проводится вакуумное охлаждение продуктов, подлежащих обеззараживанию.
ЭМ, подлежащие использованию, могут быть чистыми эфирными маслами растительного происхождения, отобранными из побегов или почек, цветков, листьев, стеблей, ветвей, семян, плодов, корней, древесины или коры, такие как, к примеру, эфирные масла цитрусовых плодов: апельсина, лимона, мандарина, лайма, грейпфрута, бергамота, лимонного сорго; или орегана, розмарина, тимьяна, цимбопогона, корицы, базилика, мяты, укропа или любой части или плода древесного растения, или травянистых растений, помимо прочего, таких, как, к примеру, чайное дерево, гвоздика, фенхель, перец. Однако, помимо прочего, можно также использовать один или несколько компонентов этих ЭМ, независимо от того, являются ли они основными компонентами, отобранными из терпенов, терпеноидов, или ароматическими или неароматическими составляющими, такими как, к примеру, лимонен, тимол, карвакрол, коричный альдегид, цимол, эвгенол, линалоол, цитраль, гераниаль.
Дополнительно эфирное масло, подлежащее использованию по настоящему методу, является смесью предыдущих чистых эфирных масел. Этот вариант может предполагать добавление или недобавление одного или нескольких из их компонентов, независимо от того, являются ли они основными, таких как отобранные из терпенов, терпеноидов, или, помимо прочего, ароматическими или неароматическими составляющими, такими как, к примеру, тимол и карвакрол. В таком случае смесь формируется конкретно с данными пропорциями каждого ЭМ, входящими в ее состав, с включением или невключением одного или нескольких из их компонентов, например, указанных выше, помимо прочего, тимола, карвакрола. Эти смеси должны быть сформированы для каждого применения. По существу, посредством экспериментирования можно обнаружить, что для подавления активности каждого типа целевого микроорганизма требуется определенное эфирное масло или определенная их комбинация, с включением или невключением одного или нескольких из их компонентов (отобранных из терпенов, терпеноидов или, помимо прочего, ароматических или неароматических составляющих, таких как, к примеру, тимол, карвакрол).
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 изображен промышленный вариант осуществления процесса обеззараживания поверхности твердых фасованных пищевых продуктов, при котором пары ЭМ применяются к каждому контейнеру перед его закрытием или запечатыванием запайкой.
На фигуре 2 изображен другой промышленный вариант осуществления процесса обеззараживания поверхности твердых пищевых продуктов, при котором пары ЭМ применяются к нескольким контейнерам одновременно.
На фигуре 3 изображен промышленный вариант осуществления процесса обеззараживания поверхности фасованных твердых пищевых продуктов, при котором используется канал обработки непрерывного действия.
На фигуре 4 изображен вариант осуществления микробиологического обеззараживания поверхности фасованных свежесобранных растительных продуктов, таких как плоды и овощи, ранее подвергшихся вакуумному охлаждению.
Варианты осуществления
На фигуре 1 приводится неисключительный вариант осуществления настоящего изобретения. Это установка, в которой выпаривание ЭМ под вакуумом выполняется в вакуумной камере 1, нагреваемой кожухом 2, который может быть монолитным (изготовленным из алюминия или другого металла или сплава) или полым, и через который проходит жидкий теплоноситель, греющей средой в котором может служить резистор, водяной пар, горячая вода или масляный теплоноситель; с ручной или автоматической системой управления, позволяющей нагревать камеру 1 при заданной температуре, зависящей от вида используемого эфирного масла, но она должна составлять от 20 до 150°С, а предпочтительно - от 50 до 100°С.
Эфирное масло в камере 1 дозируется при атмосферном давлении посредством трубки 3 с помощью дозировочного насоса 16 (который может представлять собой стандартный дозировочный насос или дозировочный микронасос для небольших доз), перекачивающего его в накопительную колбу 15. При дозировании эфирного масла в камере 1 клапаны 14 и 18 закрыты, в то время как клапан 17 открыт. Перед дозированием клапан 1 подвергается предварительному нагреву до требуемой температуры в зависимости от вида используемого эфирного масла. Далее либо до, либо во время дозирования эфирного масла в камеру 1 образуется вакуум посредством вакуумного насоса 9 при открытом клапане 10 и закрытом клапане 18 в камере 6, в которой находится контейнер 7 с пищевым продуктом 8 (в камере 6 дополнительно могут размещаться несколько контейнеров 7). Данный пищевой продукт может быть растительного или животного происхождения, включая морепродукты, такие как рыба и моллюски, или же это может быть готовое блюдо с разными ингредиентами, мучные, хлебобулочные изделия или любой другой твердый пищевой продукт. Абсолютное давление в камере 6 должно составлять от 1 до 200 гПа, а предпочтительно - от 5 до 150 гПа. После образования вакуума в камере 6 один клапан 10 закрывается, а клапан 18 открывается, соединяя камеру 6 с камерой 1 посредством трубки 5. Это приводит к практически мгновенному испарению горячих эфирных масел, потому что это происходит приблизительно на уровне вакуума камеры 6. Далее через несколько секунд открывается клапан 14 (при открытых ручном редукционном 13 и отсечном клапане 12 для перекрытия газового баллона 11, содержащего требуемую смесь газов для фасовки рассматриваемого пищевого продукта при наиболее подходящем регулируемом составе воздуха). Таким образом, пары ЭМ, образованные в камере 1, всего за несколько секунд вытягиваются этой смесью газов до заполнения каждого контейнера 7 с пищевым продуктом 8. Далее выполняется запечатывание контейнера запайкой, так как этот контейнер уже был предварительно установлен в шкафу 6, который является частью устройства для упаковки запайкой.
Дополнительно установка по фигуре 1, описанная выше, может быть расположена в устройстве для упаковки запайкой 36 (приведенном на фигуре 3).
Доза паров эфирного масла, которую надлежит ввести в каждый контейнер, измеряется в миллиграммах (мг) эфирного масла на литр транспортирующих газов, заполняющих каждый контейнер с пищевым продуктом (этот объем измеряется при атмосферном давлении и температуре 25°С), и ее надлежит определять для каждого пищевого продукта и каждого используемого вида смеси ЭМ так, чтобы она оказывала эффективное воздействие на микробиологическую нагрузку, которая может оказываться на пищевой продукт. При введении паров ЭМ в каждый контейнер достигается начальное снижение микробиологической нагрузки, которая может оказываться на пищевой продукт, и это противомикробное действие и воздействие, уменьшающее микробиологическую нагрузку, которые оказываются на пищевой продукт, можно поддерживать в течение определенного времени в течение срока хранения продукта. Тем самым, срок хранения пищевого продукта продлевается, и в то же время повышается безопасность этого продукта ввиду того, что микробиологическая нагрузка, соответствующая патогенным микроорганизмам, также уменьшается. В некоторых случаях противомикробное действие может быть настолько эффективным, что использование РСВ становится необязательным. В таком случае газ, используемый для вытягивания паров эфирного масла и заполнения контейнера до получения атмосферного давления, может быть представлен воздухом из баллона или атмосферы.
Другие неисключительные варианты осуществления метода по настоящему изобретению приведены на фигурах 2 и 3.
На фигуре 2 приведена установка, в которой этап выпаривания ЭМ под вакуумом выполняется в вакуумной камере 20, нагреваемой кожухом 28, который может быть монолитным (изготовленным из алюминия или другого металла или сплава) или полым, и через который проходит жидкий теплоноситель, греющей средой в котором может служить резистор, водяной пар, горячая вода или масляный теплоноситель; с ручной или автоматической системой управления, позволяющей нагревать камеру 20 при заданной температуре, зависящей от вида используемого эфирного масла, но она должна составлять от 20 до 150°С, а предпочтительно - от 50 до 100°С.
Посредством трубки 3 и дозировочного насоса 16 (который может быть стандартным дозировочным насосом или дозировочным микронасосом для небольших доз) выполняется дозирование и введение эфирного масла из накопительной колбы 15 в камеру 20 при атмосферном давлении. Перед дозированием и введением масла камера 20 подвергается предварительному нагреву до требуемой температуры в соответствии с видом используемого эфирного масла, которое подлежит использованию. При дозировании эфирного масла в камере 20 клапаны 14 и 25 остаются закрытыми, в то время как клапан 17 открыт. Далее либо до, либо во время дозирования эфирного масла в камеру 20 в камере 37 образуется вакуум посредством вакуумного насоса 26 при открытом клапане 24 и закрытом клапане 25. Абсолютное рабочее давление в камере 20 должно составлять от 1 до 990 гПа, предпочтительно от 5 до 200 гПа. После образования вакуума в камере 37 клапан 24 закрывается, а клапан 25 открывается, соединяя камеру 37 с камерой 20 посредством трубок 5, 21, 22 и 23. Это приводит к практически мгновенному испарению горячих ЭМ, потому что это происходит приблизительно на уровне вакуума камеры 37. Далее через несколько секунд открывается клапан 14 (при открытом ручном клапане 13 для взаимодействия с наружным воздухом посредством трубок 29 и 4). Таким образом, пары ЭМ, образуемые в 20, вытягиваются наружным воздухом, поступающим через 29 (дополнительно этот воздух может фильтроваться посредством высокоэффективного сухого воздушного НЕРА-фильтра, расположенного перед клапаном 14, и/или он может поступать из баллона со сжатым воздухом до заполнения камеры 37, в которой находятся контейнеры 27 с пищевыми продуктами, подлежащими обеззараживанию). Далее комплект контейнеров 27 можно вводить в канал 33 (аналогичный приведенному на фигуре 3, в котором поддерживается атмосферное давление), чтобы, находясь в нем, пищевые продукты взаимодействовали с парами. Затем эти контейнеры могут быть запечатаны запайкой или иным способом или оставлены открытыми. Пищевые продукты, обрабатываемые таким способом, могут быть растительного или животного происхождения, например, цельными или нарезанными овощами и плодами, свежим мясом или готовыми мясными продуктами, рыбой и моллюсками или любым другим пищевым продуктом с разными ингредиентами, такими как готовые блюда.
На фигуре 3 изображена установка, в которой камера 37, упомянутая выше, может быть включена в канал обработки для обработки с помощью ЭМ фасованных твердых пищевых продуктов в открытых контейнерах, таких как миски, глубокие подносы, подносы, корзины, блюда, которые могут быть более или менее глубокими, из пластмассы или другого материала для хранения пищевых продуктов. Эти контейнеры будут запечатаны запайкой с применением РСВ (регулируемого состава воздуха) или без него в устройстве для упаковки запайкой 36. Контейнеры с продуктами, подлежащими обеззараживанию, проходят по лентам 30 и 31 и посредством элемента 32 подаются в канал 33. Для этого открывается люк 38 и пропускает контейнеры с продуктами в шкаф 37, расположенный внутри канала обработки 33. Этот шкаф или камера 37, также закрываются посредством люка 39. Дополнительно шкаф 37 может быть открыт откидыванием всей его верхней части (включая потолок и стенки), которая отделяется от его основания, для того, чтобы контейнеры с пищевыми продуктами можно было обработать парами эфирных масел внутри или снаружи.
При образовании вакуума в шкафу 37 люки 38 и 39 закрываются, и шкаф или камера 37 полностью герметизируются. После этого пары ЭМ применяются к пищевым продуктам, расположенным в открытых контейнерах 27 (приведено на фигуре 2). Абсолютное давление в камере 37 должно составлять от 1 до 990 гПа, а предпочтительно - от 5 до 200 гПа. Соединение между камерами 20 и 37 должно выдерживаться от 1 до 60 секунд, а предпочтительно - от 5 до 30 секунд. По истечении этого времени люк 39 (или оба люка - 38 и 39) открывается, и лента канала 33 выводит контейнеры из шкафа 37 и перемещает их далее по циклу в канал 33. Далее лента останавливается, люк 39 закрывается, а люк 38 открывается (либо оба люка - 38 и 39 - остаются открытыми), позволяя запустить новую партию контейнеров 27 с пищевыми продуктами в шкаф 37, в котором происходит обработка ЭМ, образованными в камере 20.
В канале 33 сменятся несколько этапов, или циклов, поступательных движений и остановки, включающих пребывание полных контейнеров внутри канала от, 10 до 300 секунд, а предпочтительно - от 10 до 120 секунд. Открытые и заполненные контейнеры, обработанные парами ЭМ, выходят через канал 33 по ленте 34 и направляются в устройство для упаковки запайкой 36 по ленте 35. Дополнительно лента 35 и место ее пересечения с лентой 34 могут быть закрыты каналом во избежание повторного загрязнения частицами из наружного воздуха, а в канал, закрывающий ленту 35, может подаваться фильтрованный воздух через высокоэффективный сухой воздушный НЕРА-фильтр. Лента 34 будет закрываться посредством люков 40 и 41, которые позволят вытягивать остаточный пар, остающийся в открытых контейнерах, так, чтобы он не попадал в помещение, в котором располагается установка, приведенная на фигуре 3. В настоящей установке пары ЭМ образуются в испарительном агрегате 20 установки, приведенном на фигуре 2. Кроме того, для улучшения воздействия паров ЭМ при обеззараживании поверхности пищевых продуктов вместе с газами РСВ, применяемыми в устройстве для упаковки запайкой 36, может быть введено то же сочетание паров ЭМ, которое используется в камере 37, или другое отличающееся сочетание с разными парами ЭМ, что даст установку, аналогичную той, которая изображена на фигуре 1, для образования и применения этих паров ЭМ. Следовательно, сочетание паров ЭМ, применяемых к фасованным продуктам в камере 37, может, помимо прочего, оказывать конкретное воздействие на такие патогенные микроорганизмы, как Е. coli, Listeria monocytogenes или Salmonella, в то время как сочетание ЭМ, применяемых для контейнеров во время запечатывания запайкой посредством установки, приведенной на фигуре 1, которая располагается в устройстве для упаковки запайкой 36, можно подобрать так, чтобы оно оказывало конкретное воздействие на микроорганизмы, вызывающие порчу, на основании вида продукта, дрожжей или бактерий.
Как отмечалось ранее, доза паров эфирных масел, которую надлежит добавить в воздух в шкафу 37 для обеззараживания продуктов в каждом контейнере (измеряется в мг эфирного масла на литр воздуха в этом шкафу или камере 37, и этот однолитровый объем измеряется при атмосферном давлении и температуре 25°С), устанавливается для каждого пищевого продукта и вида смеси ЭМ так, чтобы оказывать эффективное воздействие на указанную микробиологическую нагрузку (патогенные микроорганизмы и/или микроорганизмы, вызывающие порчу), которая может быть оказана на пищевые продукты. При введении паров ЭМ в каждый контейнер в канале обработки 33 достигается начальное снижение микробиологической нагрузки, которая может оказываться на пищевой продукт, и это противомикробное действие и воздействие, уменьшающее микробиологическую нагрузку, которые оказываются на пищевой продукт, можно поддерживать в течение определенного времени в течение срока хранения продукта. Тем самым, срок хранения продукта продлевается, и в то же время повышается безопасность этого продукта ввиду того, что микробиологическая нагрузка, соответствующая патогенным микроорганизмам, также уменьшается.
На фигуре 4 приведен другой неисключительный вариант осуществления настоящего изобретения. Это промышленная установка, в которой для микробиологического обеззараживания поверхности таких свежих растительных продуктов, как плоды и овощи, фасованные в ящики 43 из картона, дерева или пластмассы, выпаривание под вакуумом выполняется в камере 20, а применение паров ЭМ под вакуумом выполняется в камере или шкафу 42 (сразу после этапа вакуумного охлаждения). Выпаривание ЭМ под вакуумом выполняется в вакуумной камере 20, нагреваемой кожухом 28, который может быть монолитным (изготовленным из алюминия или другого металла или сплава) или полым, и через который проходит жидкий теплоноситель. Греющей средой может служить резистор, водяной пар, горячая вода или масляный теплоноситель; с ручной или автоматической системой управления, позволяющей нагревать камеру 20 при заданной температуре, зависящей от вида используемого эфирного масла, но она должна составлять от 20 до 150°С, а предпочтительно - от 50 до 100°С.
Эфирное масло в камере 20 дозируется при атмосферном давлении посредством трубки 49 с помощью дозировочного насоса 46 (который может представлять собой стандартный дозировочный насос или дозировочный микронасос для небольших доз), перекачивающего его в накопительную колбу 48. При дозировании эфирного масла в камеру 20 клапаны 44 и 51 закрыты, а клапан 47 открыт. Перед дозированием камера 20 подвергается предварительному нагреву до требуемой температуры согласно используемому эфирному маслу. До, во время или после выполнения предшествующего дозирования эфирного масла в камеру 20 в камере или шкафу 42 образуется вакуум посредством вакуумного насоса 52 при закрытом клапане 51 и открытом клапане 53. Абсолютное давление в камере 42 должно составлять от 1 до 500 гПа, а предпочтительно - от 5 до 200 гПа. После образования требуемого вакуума в камере 42 открывается клапан 52, вакуумный насос 52 останавливается, а клапан 53 закрывается. Таким образом, камера 42 соединяется с камерой 20 через трубку 50. Это приводит к практически мгновенному испарению горячих ЭМ и их вытяжке в парообразном виде в камеру 42. После этого пары ЭМ окончательно вытягиваются посредством воздуха, поступающего снаружи, когда клапаны 44 и 45 открываются (они открываются после открытия клапана 51, который удерживает клапаны 47 и 53 в закрытом состоянии). В камере или шкафу 42 находится определенное количество контейнеров или ящиков 43, которые могут быть установлены на паллеты, с пищевыми продуктами, подлежащими обработке (обычно растительного происхождения). По завершении применения паров ЭМ, что длится от 10 до 300 с, а предпочтительно - от 10 до 120 с, шкаф или камера 42 открывается для распределения фасованных продуктов в ящики и погрузки последних в грузовые автомобили.
Как отмечалось ранее, доза паров эфирных масел, которую надлежит добавить в воздух в шкафу 42 для обеззараживания продуктов в каждом контейнере, измеряемая в мг эфирного масла на литр воздуха в этом шкафу или камере 42, устанавливается для каждого пищевого продукта и используемого вида смеси ЭМ так, чтобы оказывать эффективное воздействие на указанную микробиологическую нагрузку, связанную с патогенными микроорганизмами и/или микроорганизмами, вызывающими порчу, которая может быть оказана на пищевые продукты. При введении паров ЭМ в каждый контейнер в камере 42 достигается начальное снижение микробиологической нагрузки, которая может оказываться на пищевой продукт, и это противомикробное действие и воздействие, уменьшающее микробиологическую нагрузку, которые оказываются на пищевой продукт, можно поддерживать в течение определенного времени в течение срока хранения продукта. Тем самым, срок хранения продукта продлевается, и в то же время повышается безопасность этого продукта ввиду того, что микробиологическая нагрузка, соответствующая патогенным микроорганизмам, также уменьшается.
Конструктивные сведения, касающиеся гигиенического исполнения оборудования, приведенного на фигуре 3, должны соответствовать техническими условиям гигиенического исполнения оборудования для обработки и фасовки пищевых продуктов, например, в документах 8, 10 и 17 EHEDG (Европейская группа гигиенического проектирования) (EHEDG, «Критерии гигиенического проектирования оборудования», издание второе, апрель 2004 г., Чиппинг Кэмпден, международный стандартный номер книги: 0907503136, док. 8; EHEDG: «Гигиеническое проектирование закрытого оборудования для обработки жидких пищевых продуктов», ноябрь 2003 г., Чиппинг Кэмпден, док.10; EHEDG, «Метод оценки легкости чистки оборудования для обработки пищевых продуктов», издание 3, июль 2004 г., Чиппинг Кэмпден, международный стандартный номер книги: 0907503179, док. 2. EHEDG: «Гигиеническое проектирование насосов, гомогенизаторов и устройств, контактирующих с жидкостями», издание 2, сентябрь 2004 г., Чиппинг Кэмпден, международный стандартный номер книги: 0907503187, док. 17). Особенно это касается (1) хорошего качества полировки или отделки поверхностей, таких как, к примеру, зеркала, внутренних компонентов такого оборудования (канал обработки паром ЭМ 33 и элементы для транспортирования и манипуляций с контейнерами с продуктами, такие как ленты 30, 31, 34 и 35, а также лента канала 33); (2) закругленных пересечений между стенками разных компонентов канала 33 и устройства упаковки запайкой 36; (3) компонентов станций запайки (устройства упаковки запайкой 36), в которых не должно быть каких-либо мест, труднодоступных для автоматической чистки и обеззараживания, где может накапливаться грязь; (4) отсутствия систем смазки в зоне запайки или транспортировки контейнеров с продуктами; (6) нижних частей зон, находящихся в пределах зоны транспортировки контейнеров с продуктами, которые должны иметь гигиеничное исполнение, позволяющее осуществлять слив, для гарантии отсутствия отработанных воды или промывочного или обеззараживающего раствора при полном сливе во время работ по промывке и обеззараживанию. Дополнительно оборудование на фигуре 3 может оснащаться автоматической системой промывки и обеззараживания, обеспечивающей функции промывки и обеззараживания оборудования без необходимости его разборки.
Промышленное применение
Способ, описанный в настоящем документе, имеет промышленное применение для обеззараживания поверхности следующих твердых, свежих или обработанных пищевых продуктов:
- растительного происхождения, таких как цельные или нарезанные свежие плоды и овощи, салаты любого вида и состава;
- животного происхождения, таких как мясные продукты в виде цельных кусков или нарезки; сыры в виде цельных кусков или нарезки; рыба в цельном или разделанном виде, потрошенная, в виде кусков или филе; морепродукты в цельном виде или кусками);
- хлебобулочных изделий, таких как нарезанный хлеб;
- мучных изделий;
- кондитерских изделий в цельном виде или кусками, а также
- готовых блюд любого вида, поверхность которых могла подвергнуться загрязнению до их фасовки или после нее и перед упаковкой запайкой или закрытием и/или погрузкой.
В частности, в настоящем изобретении предлагается новый промышленный метод выпаривания и применения ЭМ под вакуумом в парообразном виде для обеззараживания поверхности фасованных твердых пищевых продуктов до упаковки запайкой или закрытия и/или погрузки.
Перечень ссылочных документов:
М. АБАДИАС, X. УСАЛЛ, М. АНГУЕРА, К. СОЛСОНА, И. ВИНЬЯС, 2008 г. Микробиологическая чистота минимально обработанных свежих плодов, овощей и проростков с предприятий розничной торговли. Международный журнал пищевой микробиологии 123, 121-129.
Ф. АРТЕС, П. ГОМЕС, Э. АГУАЙО, В. ЭСКАЛОНА, Ф. АРТЕС-ЭРНАНДЕС, 2009 г. Рациональные технические средства санитарной гигиены для поддержания качества и безопасности свежесобранных растительных продуктов. Послеуборочные биология и технология 51, 287-296.
Л.Н. БАРБОСА, Ф.К.Б. АЛЬВЕС, Б.Ф.М.Т. АНДРАДЕ, М. АЛЬБАНО, И. КАСТИЛЬО, В.Л.М. РАЛЛЬ, А.Ф. ХУНИОР, 2014 г. Воздействие эфирного масла Ocimum basilicum, магнолии и гексаметафосфата натрия на срок хранения свежих куриных сосисок. Журнал защиты пищевых продуктов 77 (6), 981-986.
И.Х.Н. БАССОЛЕ, Х.Р. ДЖУЛИАНИ, 2012 г. Сочетания эфирных масел и их противомикробные свойства. Molecules 17 (4), 3989-4006.
Н. БЕЛЛЕТТИ, Р. , Ф. ПАТРИНЬЯНИ, Ф. ГАРДИНИ, 2008 г. Противомикробная эффективность эфирного масла цитрона против микроорганизмов, вызывающих порчу, и патогенных микроорганизмов в фруктовых салатах. Журнал пищеведения 73, М331-М338.
В. КАПОНИГРО, М. ВЕНТУРА, И. ЧИАНКОНЕ, Л. АМАТО, Э. ПАРЕНТЕ, Ф. ПИРО, 2010 г. Изменение микробиологической нагрузки и визуальное качество готовых к употреблению салатов в зависимости от вида овощей, времени года, обработки и оператора розничной торговли. Пищевая микробиология 27, 1071-1077.
К. ФИШЕР, К. ФИЛЛИПС, Л. МАКУОТТ, 2009 г. Использование противомикробного цитрусового пара для снижения численности Enterococcus sp в салатах. Международный журнал пищеведения и пищевых технологий 44, 1748-1754.
К. ФИШЕР и К. ФИЛЛИПС, 2006 г. Воздействие эфирных масел лимона, апельсина и бергамота и их компонентов на выживание Campylobacter jejuni, Escherichia coli O157, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus и Staphylococcus aureus in vitro и в пищевых системах. Журнал прикладной микробиологии 101, 1232-1240.
Э. ФРАНЦ, А.Х.К. ВАН БРЮГГЕН, 2008 г. Экология Е. coli O157:Н7 и Salmonella enterica в первичной производственной цепочке овощей. Рецензии по микробиологии 34, 143-161.
Х. , К.Г. МАРТИНС, К.И. ДЕ СУЗА, М. ЛАНДГРАФ, Б. ФРАНКО, М.Т. ДЕСТРО, 2007 г. Минимально обработанные овощные салаты. Оценка микробиологической чистоты. Журнал защиты пищевых продуктов 70, 1277-1280.
М.И. ГИЛЬ, М.В. СЕЛМА, Ф. ЛОПЕС-ГАЛЬВЕС, А. АЛЛЕНДЕ, 2009 г. Средства санитарной гигиены свежесобранных продуктов и обеззараживание промывочной воды. Проблемы и решения. Международный журнал пищевой микробиологии 134, 37-45.
В.М. ГОМЕС-ЛОПЕС, П. РАГЕРТ, ДЖ. ДЕБЕВЕРЕ, Ф. ДЕВЛЬЕГЕРЕ, 2008 г. Самые современные методы обеззараживания для продления срока хранения минимально обработанных овощей. Рецензии в журнале «Пищеведение и питание» 48, 487-495.
А. ГРАЧА, М. АБАДИАС, М. САЛАЗАР, К. НУНЕС, 2011 г. Использование электролизированной воды в качестве дезинфицирующего средства для минимально обработанных яблок. Послеуборочные биология и технология 61, 172-177.
ДЖ.Х. ХАН, Д. ПАТЕЛЬ, ДЖ.Э. КИМ и С.К. МИН, 2014 г. Замедление разрастания Listeria monocytogenes в сыре моцарелла при использовании саше с содержанием масел розмарина и тимьяна. Журнал пищеведения 79 (11), Е2272-Е2278.
С. ИНОУЭ (2003 г.). Лаборатория по оценке газообразных эфирных масел (часть 1). Международный журнал ароматерапии 13, 95-107.
А. ИССА-ЗАКАРИЯ, И. КАМИТАНИ, Н. МИВА, X. МУХИМБУЛА, К. ИВАСАКИ, 2011 г. Применение слабокислой электролизированной воды в качестве потенциального нетермического дезинфицирующего средства для обеззараживания свежих готовых к употреблению овощей и проростков. Санитарный контроль 22, 601-607
Л. ДЖЕКССЕНС, Ф. ДЕВЛЬЕГЕРЕ, ДЖ. ДЕБЕВЕРЕ, 2001 г. Зависимость срока хранения от температуры при росте микроорганизмов и органолептические качества свежих продуктов, фасованных при равномерно регулируемом составе воздуха. Послеуборочные биология и технология 26, 59-73.
ДЖ.Р. ДЖУНТИЛЛА, С.И. НЕМЕЛА, ДЖ. ХИРН, 1988 г. Минимальная температура роста Listeria monocytogenes и негемолитической листерии. Журнал прикладной бактериологии 65, 321-327.
П. КЛОУЧЕК, ДЖ. СМИД, А. ФРАНКОВА, Л. КОКОСКА, И. ВАЛТЕРОВА, Р. ПАВЕЛА, 2012 г. Метод быстрого отбора для оценки противомикробного действия эфирных масел в парообразной фазе. Международные пищевые исследования 47 (2), 161-165.
С. ЛОНКАРЕВИЧ, Г.С. ЙОХАННЕССЕН, Л.И. РОРВИК, 2005 г. Бактериологическое качество листового салата, выращенного органическим способом в Норвегии. Записки в журнале «Прикладная микробиология» 41, 186-189.
П. МАРТИНС, П. СБЕТ, К. БЕНИТЕС, М. МАСИЕЛЬ, 2011 г. Тепловая характеристика эфирных масел апельсина, цимбопогона и базилика. Химико-технологические протоколы 24, 463-468.
М.Р. МОРЕЙРА, А.Г. ПОНСЕ, С.Э. ДЕЛЬ БАЛЛЕ, С.И. РОУРА, 2005 г. Ингибирующие параметры эфирных масел для снижения количества патогенов пищевого происхождения. LWT - международный журнал пищеведения и пищевых технологий 38 (5), 565-570.
К. НГУЕН-ТХЕ, Ф. КАРЛИН, 1994 г. Микробиология минимально обработанных свежих плодов и овощей. Рецензии на пищеведение и питание 34, 371-401.
С.Р. ПАВАН ДА СИЛВА, С.Э. ФРИЦЦО ВЕРДИН, Д.С. ПЕРЕЙРА, A.M. ШАТКОСКИ, М.Б. РОТТ, Г. КОРСАО, 2007 г. Микробиологическая чистота минимально обработанных овощей, продаваемых в Порту-Алегри, Бразилия. Бразильский журнал микробиологии 38, 594-598.
А. ПЬЯНЕТТИ, Л. САБАТИНИ, Б. ЦИТТЕРИО, Л. ПЬЕРФЕЛИЧИ, П. НИНФАПИ, Ф. БРУСКОЛИНИ, 2008 г. Изменения микробных популяций в готовых к употреблению салатах в течение срока хранения. Итальянский журнал пищевой микробиологии 20, 245-254.
К.И. ПИТТМАН, С. ПЕНДЛТОН, Б. БИША, К.А. , К.Э. БЕЛК, Л. ГУДРИДЖ, П.Г. КРЭНДАЛЛ, С.К. РИК, 2010 г. Воздействие цитрусовых эфирных масел на Escherichia coli O157:Н7 и Salmonella spp и на говядину подсортовой разделки при охлаждении. Журнал пищеведения 76 (6), М433-М438.
П. РАГЕРТ, Ф. ДЕВЛЬЕГЕРЕ, ДЖ. ДЕБЕВЕРЕ, 2007 г. Роль микробиологических и физиологических механизмов порчи при хранении минимально обработанных овощей. Послеуборочные биология и технология 44, 185-194.
Г. СЦИФО, К.Л. РАНДАЦЦО, К. РЕСТУЧЧА, Г. ФАВА, К. ГАДЖА, 2009 г. Рост Listeria innocua в свежесобранных смешанных листовых салатах, фасованных при регулируемом составе воздуха. Санитарный контроль 20, 611-617.
Й.С. , , X.Л. ЧУН, Х.К. ЮК. 2014 г. Растительные эфирные масла как активные противомикробные вещества. Рецензии в журнале «Пищеведение и питание» 54 (5), 625-644.
И. ВАЛЕНТИН-БОН, А. ЯКОБСОН, С.Р. МАНДЕЙ, П.Ч.Х. ФЭН, 2008 г. Микробиологическая чистота смеси фасованных резаного шпината и латука. Прикладная экомикробиология 74, 1240-1242.