СПОСОБ КОНСЕРВИРОВАНИЯ НАПИТКОВ
BEVERAGES PRESERVATION METHOD

Данное изобретение касается нового способа консервирования напитков.
Тенденция по отношению к натуральным пищевым продуктам остается актуальной, то есть потребитель оказывает предпочтение продуктам питания без искусственных добавок. В случае напитков при разливе, как правило, требуются консервирующие добавки или технологии. В настоящее время существует целый ряд возможных стабилизирующих агентов, которые, однако, по своей активности еще требуют усовершенствования. Иногда эти, часто искусственные, добавки также являются подлежащими декларированию, что влечет за собой отрицательные моменты по крайней мере при подготовке таких напитков к продаже.
Диалкилдикарбонаты используются в производстве напитков для холодной стерилизации безалкогольных насыщенных углекислым газом или негазированных фруктовых напитков, фруктовых соков, вин, безалкогольных вин, сидра, холодного чая и других напитков. Эта технология стабилизации напитков имеет ряд преимуществ. При этом значительное преимущество обосновывается тем фактом, что вкус и цвет не подвергаются воздействию, в противоположность горячей фасовке. Также по сравнению с устойчивыми консервирующими веществами, такими как бензоат или соответственно бензойная кислота, или сорбат, или соответственно сорбиновая кислота, преимущество, в частности, состоит в отсутствии какого бы то ни было нанесения вреда вкусовым ощущениям. В отношении холодного асептического разлива особенно известны в качестве преимущества при использовании диалкилдикарбонатов в основном довольно незначительные инвестиционные затраты на технологическое оборудование.
Класс веществ диалкилдикарбонатов обладает особенным свойством - при контакте с соответствующими (содержащими воду) напитками гидролизоваться до соответствующих получающихся из него спиртов и диоксида углерода. По этой причине напиток, обработанный соответствующим образом, на момент употребления в прямом смысле не содержит больше консервирующего вещества, то есть эти напитки после вскрытия упаковки являются восприимчивыми в отношении поражения микроорганизмами. Таким образом, речь скорее идет о техническом вспомогательном веществе, а не о добавке, отчего во многих странах применение диалкилдикарбонатов, среди прочего, не должно быть указано на этикетке напитка.
Так, настоящее изобретение имеет в своей основе задачу дополнительно улучшить стабилизирующие характеристики при разливе напитков. Так, неожиданным образом был обнаружен способ, с помощью которого возможно дополнительно улучшить стабилизирующее действие диалкилдикарбонатов.
Так, был найден новый способ стабилизации напитков, который отличается тем, что
A) напиток смешивают с лимоненом или композициями, содержащими лимонен, а также
B) далее к напитку добавляют диалкилдикарбонат, в частности, диметилдикарбонат.
Лимонен может использоваться, например, в виде D-лимонена (R(+)-лимонена), в виде L(-)-лимонена или в виде смеси их обоих, или соответственно в виде их рацемата. D-лимонен (R(+)-лимонен), например, является компонентом кожуры цитрусовых. Хотя композиции, содержащие лимонен, уже были предложены для стабилизации напитков к действию микроорганизмов (патент США US 7.258.883), однако они являются только условно эффективными против многих из часто встречающихся микроорганизмов, наносящих ущерб напиткам, и поэтому приносят лишь ограниченную пользу при консервировании на предприятиях по разливу напитков. По сравнению с уровнем техники этот способ обладает следующими преимуществами:
- смогли обнаружить синергетическое усиление активности воздействия отдельных компонентов по отношению к играющим важную роль микроорганизмам;
- этот способ в сумме дает расширение спектра действия, то есть неожиданно закрываются пробелы в активности;
- этот способ обладает тем преимуществом, что полученный в результате стабилизации напиток также сохраняется качественным на протяжении времени, то есть кратко- и долговременная эффективности дополняют друг друга;
- этот способ обладает тем преимуществом, что напитки после применения способа не содержат искусственных консервирующих веществ;
- для того, чтобы достичь желаемой эффективности, оказалась важной последовательность добавления.
При этом лимонен может использоваться в различных формах. Подходящими являются как экстракты природного происхождения, так и лимонен, полученный синтетическим путем. Использование лимонена из кожуры цитрусовых предоставляет то преимущество, что дополнительные примеси содержащихся терпенов также могут вносить вклад в активность. Однако в целесообразном варианте лимонен применяется в виде эмульгированного в воде лимонена. В качестве со-растворителей, или соответственно эмульгаторов, предпочтительно могут быть использованы все эмульгаторы, официально допустимые для пищевых продуктов, такие как, например, карраген, полисорбат 80, агар, пектин, лецитин, соевый лецитин, Tween 80, Tween 60 или Tween 20, а также вода, алифатические моноспирты, прежде всего, спирты с числом атомов углерода от 1 до 6, как например, этанол, н-пропанол или изопропанол, гликоли, в частности, этиленгликоль или диэтиленгликоль, а также диметилсульфоксид (ДМСО). Также предпочтительно могут использоваться смеси этих эмульгаторов или соответственно растворителей.
Предпочтительно лимонен используется в виде натурального экстракта с содержанием лимонена более 85% мас., предпочтительно более 90%. Этот экстракт имеет содержание деканаля и октаналя в сумме предпочтительно менее 5% мас., в частности, менее 1% мас.
Также может применяться L(-)-лимонен, причем в данном случае предпочтительно находят применение экстракты из пихты благородной или масла перечной мяты. Природный или синтетический рацемический лимонен также может быть использован.
Имеющая преимущества использованная эмульсия лимонена предпочтительно является водной и предпочтительно имеет содержание лимонена от 2 до 30% мас., особенно предпочтительно от 5 до 25% мас.
Эмульгаторы или соответственно со-растворители, которые предпочтительно также применяются совместно, предпочтительно используются совместно в количестве от 0,05 до 15% мас., в частности, от 0,5 до 10% мас., в пересчете на эмульсию. Предпочтительно в качестве эмульгатора используется соевый лецитин, карраген, полисорбат 80, агар или пектин, прежде всего, соевый лецитин.
В качестве дополнительных добавок, которые при необходимости следует применять совместно, рассматривают, например, пчелиный воск, а также гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, такие как KOH, NaOH и CaOH. Предпочтительно эти дополнительные добавки используют в количестве менее 2% мас., в пересчете на композицию, в частности, на водную эмульсию. Пчелиный воск предпочтительно добавляется в количестве от 0,01 до 1% мас.
Использованный диалкилдикарбонат предпочтительно представляет собой диметилдикарбонат и имеет чистоту предпочтительно больше 99,8%.
В качестве напитков, помимо зеленого чая, черного чая, а также других видов чая и напитков на основе чая, также можно назвать насыщенные углекислым газом и негазированные безалкогольные прохладительные напитки, фруктовые соки, фруктовые нектары, вина, безалкогольные напитки, сидр, холодный чай, алкогольные коктейли, ароматизированную воду или напитки, употребляемые при занятиях спортом. Эти напитки предпочтительно также могут быть дополнительно консервированы с помощью сорбиновой кислоты или сорбатов. Предпочтительные напитки содержат сорбиновую кислоту или сорбат.
Добавление лимонена или композиций из лимонена к напитку предпочтительно осуществляется в смесительной емкости при размешивании готового напитка, однако может также производиться уже к концентрату напитка, который следует разбавить. Как правило, лимонен добавляется в количествах от 10 до 5000 частей на млн предпочтительно от 50 до 2000 частей на млн, прежде всего от 50 до 1000 частей на млн, особенно предпочтительно от 50 до 500 частей на млн. Температуры при этом составляют от 0 до 30°C. Также возможно добавление с помощью дозирующих насосов, таких как те, что применяются для добавления ароматических веществ.
Добавление диалкилдикарбоната, в частности, диметилдикарбоната (ДМДК) к напитку предпочтительно осуществляется при температурах от 0 до 25°C, причем предпочтительными являются количества от 1 до 250 частей на млн в пересчете на напиток, в частности, от 40 до 250 частей на млн и добавляются они, в частности, непосредственно в поток напитка с помощью дозирующего насоса. При этом дозирование, пропорциональное количеству напитка, может обеспечиваться при помощи расходомера, помещенного в поток напитка. При этом добавление диалкилдикарбоната осуществляется, в частности, в течение 100 часов, предпочтительно 10 часов, прежде всего, в течение 1 часа после добавления лимонена.
Особенно предпочтительно способ согласно изобретению используется для борьбы со следующими штаммами: Saccharomyces sp., Lactobacillus sp., Acetobacter sp., Penicillium sp., Aspergillus sp., Leuconostoc sp., Zygosaccharomyces sp. и другими.
Примеры
Пример 1
Была протестирована активность отдельных компонентов - диметилдикарбоната (ДМДК) и лимонена (в композиции), а также активность смеси из ДМДК и лимонена (в композиции) по отношению к Saccharomyces cerevisiae.
Для этого в напиток из яблочного сока внесли Saccharomyces cerevisiae в концентрации 375 микроорганизмов на мл и добавили активные вещества до концентраций, приведенных в Таблице 1. В этой таблице ДМДК обозначает диметилдикарбонат, добавляемый как таковой. ЛК обозначает композицию с 10% лимонена (вода 80,9% мас., R(+)-лимонен из кожуры цитрусовых 10,2%, этанол 6,7%, соевый лецитин 2,0%, гидроксид калия 0,1%, пчелиный воск 0,1%).
Сначала добавили ПК, а после этого ДМДК. По окончании этого смеси тщательно взболтали и выдерживали неделю при 26°C. После этого определяли имеющееся количество микроорганизмов. Результаты можно найти в Таблице 1.
Таблица 1
Засевание бактериями
375 микроорганизмов/мл, оценка спустя одну неделю
Концентрация
без ЛК
1500 мг/л ЛК
2000 мг/л ЛК
2500 мг/л ЛК
5000 мг/л ЛК
без ДМДК
+/+
+/+
+/+
+/+
+/+
10 частей на млн ДМДК
+/+
+/+
+/+
+/+
н.п.
25 частей на млн ДМДК
+/+
+/+
+/244
+/82
н.п.
50 частей на млн ДМДК
+/+
-/-
-/-
-/-
н.п.
100 частей на млн ДМДК
+/+
-/-
-/-
-/-
н.п.
150 частей на млн ДМДК
152/+
-/-
-/-
-/-
н.п.
Единицы: колониеобразующие единицы на 1 мл исследованной пробы напитка
+=>300 микроорганизмов, -=микроорганизмы визуально не различаются, н.п.=не проводилось
Эти эксперименты в каждом из случаев были проведены дважды.
Можно увидеть, что смесь проявляет значительно лучшую активность, чем отдельные компоненты.
Активность, определенная как отсутствие микроорганизмов, для индивидуального ДМДК лежит выше 150 частей на млн. Активность ПК лежит выше 5000 частей на млн активность подходящей смеси лежит в области менее 50 частей на млн ДМДК и 1500 частей на млн ЛК. С помощью этого рассчитывается значение индекса комбинации CI (сокр. от англ. Combination Index) (смотрите публикацию Ting-Chao Chou, «Theoretical Basis, Experimental Design and Computerized Simulation of Synergism and Antagonism in Drug Combination Studies», Pharmacological Reviews 58 (3) 2006, 621-681):
CI=[с(ДМДК в смеси)с/только ДМДК)]+[с(ЛК в смеси)/с (только ЛК)]
CI=50/150+1500/5000=0,63 (более точно<0,63).
Таким образом, смесь обладает синергетической активностью
Пример 2
Активность ДМДК против Lactobacillus brevis сравнивали с активностью лимонена. В то время как активность ДМДК в общем очень широко направлена против многих микроорганизмов, в данном случае спектр активности очень хорошо дополняется лимоненом.
В Таблице 2 показаны результаты микробиологического подсчета колоний. Для этого стерилизованная матрица из напитка (яблочный сок/вода 1:1) была заражена различными посевами бактерий L.brevis, затем к ней прибавили ДМДК или лимонен в указанных концентрациях, пробы хорошо встряхнули и произвели определение соответствующего количества присутствующих микроорганизмов спустя 24 часа на подходящих пластинках из агара (в каждом случае дважды).
«Эмульгированный лимонен» обозначает раствор синтетического R(+)-лимонена (10 % мас.) и соевого лецитина (2 % мас.) в воде. Непосредственно перед использованием эта смесь снова эмульгируется при помощи механического сдвигающего усилия.
«Композиция из лимонена» обозначает смесь из воды 80,9 % мас., R(+)-лимонена из кожуры цитрусовых 10,2 %, этанола 6,7 %, соевого лецитина 2,0 %, гидроксида калия 0,1 %, и пчелиного воска 0,1 %, которая подвергалась эмульгированию с помощью подходящего сдвигающего усилия.
Таблица 2
Микроорганизмдля испытаний
Lactobacillus brevis, определение количествамикроорганизмов спустя 24 часа
Приблизительноезасеваниебактериями
100 микро-организмов/мл
1000 микро-организмов/мл
10000 микро-организмов/мл
Активное вещество
Концентрации
без активного вещества
88/91
+/+
+/+
ДМДК
54/75
+/+
+/+
Лимонен эмульгир. 500 частей на млн
-/1
1/5
33/44
Композиция из лимонена 500 частей на млн
3/1
8/13
106/111
Единицы: колониеобразующие единицы на 1 мл исследованной пробы напитка, + = >300микроорганизмов, -=
микроорганизмы визуально не различаются
Пример 3
Напиток из апельсинового сока (примерно 20 % апельсинового сока, приблизительно 8 градусов Брикса) без добавления сорбата смешивали сначала с 500 м.д. эмульгированной смеси из воды 80,9 % мас., R(+)-лимонена из кожуры цитрусовых 10,2 %, этанола 6,7 % и соевого лецитина 2,0 %, а затем (в течение 5 часов) добавляли 200 частей на млн ДМДК.
После этого напиток был разлит непосредственно на линии для разлива напитков (10000 л/ч) в бутылки из ПЭТ емкостью 0,5 л.
При этом смесь, содержащая лимонен, добавлялась в процессе перемешивания напитка, в то время как для добавления ДМДК применялся установленный перед разливочной машиной электромагнитный дозирующий насос.
В качестве эксперимента для сравнения аналогичный напиток был разлит без консервирования или, соответственно, будучи обработанным только ДМДК, или только лимоненом.
Затем образцы подвергались экспертизе как обычно оптически и органолептически.
Результаты: приведены значения устойчивости образцов к микроорганизмам при хранении.
(a) Консервирован с ДМДК и лимоненом: >100 дней
(b) без консервирования: приблизительно 2 дня
(c) консервирован с ДМДК: приблизительно 20 дней
(d) консервирован с лимоненом: приблизительно 2 дня.
Пример 4
Напиток из апельсинового сока (примерно 20% апельсинового сока, приблизительно 8 градусов Брикса), содержащий сорбиновую кислоту в виде сорбата калия (соответствующего 100 частей на млн сорбиновой кислоты), смешивали сначала с 500 частями на млн эмульгированной смеси из воды 80,9% мас., R(+)-лимонена из кожуры цитрусовых 10,2%, этанола 6,7%, соевого лецитина 2,0%, гидроксида калия 0,1% и пчелиного воска 0,1%, а затем (в течение 5 часов) добавляли 200 частей на млн ДМДК. После этого напиток был разлит непосредственно на линии для разлива напитков (10000 л/ч) в бутылки из ПЭТ емкостью 0,5 л.
При этом смесь, содержащая лимонен, добавлялась в процессе перемешивания напитка, в то время как для добавления ДМДК применялся установленный перед разливочной машиной электромагнитный дозирующий насос.
В качестве эксперимента для сравнения аналогичный напиток был разлит без консервирования или, соответственно, будучи обработанным только ДМДК, или только лимоненом.
Затем образцы подвергались экспертизе как обычно оптически и органолептически.
Результаты: приведены значения устойчивости образцов к микроорганизмам при хранении.
(e) Консервирован с сорбиновой кислотой, ДМДК и лимоненом: >100 дней
(f) только с сорбиновой кислотой: приблизительно 6 дней
(g) консервирован с сорбиновой кислотой и ДМДК: >100 дней
(h) консервирован с сорбиновой кислотой и лимоненом: приблизительно 5 дней.