МЕТОД ГИГИЕНЫ ПИЩИ И ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ
METHOD OF FOOD HYGIENE AND FOOD PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу сокращения количества жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности мяса, а также обработанных таким образом мясных продуктов
Введение
Пищевые патогены представляют важную и серьезную угрозу для здоровья человека и животных. Различные виды микроорганизмов присутствуют в естественных условиях на различных видах пищевых продуктов, некоторые из которых способны вызывать заболевания у человека (и других животных) при попадании внутрь. Разумные меры предосторожности, такие как тщательное приготовление при соответствующей температуре, соблюдение надлежащих правил хранения сырых и вареных пищевых продуктов, а также следование должным гигиеническим стандартам при обращении с пищевыми продуктами может сократить, но не исключить возникновение таких заболеваний.
Среди патогенов, вызывающих заболевания, Campylobacter является наиболее распространенным агентом, приводящим к бактериальному обсеменению пищевых продуктов. Ежегодно с этим возбудителем связано около 62000 зарегистрированных случаев заболеваний в Великобритании; однако, полагают, что фактический уровень заболеваемости гораздо выше и составляет порядка 600000 случаев, поскольку считается, что большинство индивидов, пострадавших от этого патогена, не обращаются за медицинской помощью. Общее количество случаев, связанных с кампилобактерной инфекцией в странах Евросоюза, ежегодно составляет около 9 миллионов.
Инфицированность Campylobacter также чрезвычайно часто обнаруживается при реализации домашней птицы в торговой сети. По результатам двух методов проверки 927 образцов мяса кур, взятых из торговой сети Великобритании, 65,2% оказалось поражено Campylobacter (информационный лист исследования качества пищевых продуктов Food Survey Information sheet 04/09, Исследование заражения свежего мяса кур Campylobacter и Salmonella в Великобритании, Британское агентство по пищевым стандартам).
Таким образом, Campylobacter является одним из ключевых организмов, с которым борются организации здравоохранения для сокращения уровня заболеваний пищевого происхождения. Campylobacter обнаруживается в мясе, непастеризованном молоке и неочищенной воде; однако существуют убедительные доказательства, что домашняя птица является наиболее распространенным источником заболеваний.
Campylobacter в естественных условиях присутствует у многих птиц и часто обнаруживается в слепой кишке. Считается, что попадание на кожу происходит при убое и потрошении птицы.
Уничтожение или удаление Campylobacter (и других патогенов) из мяса, в частности мяса птицы и птицепродуктов, предназначенных для употребления человеком (или животным), чрезвычайно востребовано.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известный способ дезинфекции тушек птиц включает опрыскивание или погружение тушек в воду, содержащую противомикробные агенты. Однако, в Европе в соответствии с законодательством для промывки тушек должна применяться питьевая вода.
GB 2105570 (A) раскрывает способ уменьшения "течи" при упаковке свежего мяса птицы, включающий вначале этапы промывания тушек проточной неохлажденной водой для их предварительного охлаждения и увлажнения, затем обработку тушек во вращающемся барабане для равномерного распределения впитавшейся влаги в каждой тушке, для уменьшения общего уровня впитавшейся влаги до некоторой степени, естественного отделения влаги с поверхности тушек под действием гравитации и, наконец, помещения их в переохлажденную атмосферу, которую, например, можно создать при обдувании тушек потоками выпускаемого сжиженного диоксида углерода с высокой скоростью в течение времени, необходимого для подмораживания верхнего слоя тушек.
"Подмораживание верхнего слоя" вызывает стягивание кожи и выдавливает впитавшуюся влагу из подкожного жирового слоя, снижая уровень впитавшейся влаги до допустимого уровня 8%, и отбирает достаточное количество тепла, так что после выравнивания температуры в объеме всей тушки она на очень короткое время оказывается ниже точки замерзания воды, но выше точки замерзания мякоти -3,30°C. Считается, что этот способ сокращает потерю сока птицепродуктами, обрабатываемыми подобным образом.
Считается, что данный способ подавляет рост бактерий и таким образом продляет срок годности. Однако способ, обладающий каким-либо бактерицидным действием, не описан.
US 3637405 описывает способ упаковки и консервирования мяса для обеспечения длительного срока хранения и придания мягкости. Разделенные на порции или целые куриные тушки подвергают воздействию холодного воздуха с температурой -40°C в течение 1 часа. Быстрозамороженное мясо кур затем выдерживают при 0°C по меньшей мере в течение 3 часов. Считается, что данный способ подавляет рост бактерий и таким образом увеличивает срок годности. Однако способ, обладающий каким-либо бактерицидным действием, не описан.
WO 2004080189 раскрывает способ, применяемый для снижения жизнеспособности бактерий в мясе, состоящий в быстром интенсивном охлаждении мяса при воздействии температур ниже -10°C в течение времени, достаточного для подмораживания верхнего слоя мяса и охлаждения мяса с подмерзшим верхним слоем за счет воздействия на указанное мясо с замерзшим верхним слоем температуры охлаждения, превышающей температуру быстрого интенсивного охлаждения, но не выше приблизительно +10°C для повышения температуры поверхности мяса и поддержания температуры его поверхности не выше температуры замерзания мяса в течение времени, по меньшей мере, достаточного для того, чтобы вызвать летальное повреждение и/или уничтожение бактерий. Утверждается, что данный способ может найти особое применение в обработке мяса птицы для уничтожения бактерий, включая виды Campylobacter и/или Salmonella.
Несмотря на то, что способ, описанный в WO 2004080189, очевидно позволяет добиться сокращения числа Campylobacter (и других видов бактерий), домашняя птица, обработанная таким способом, не может продаваться в Евросоюзе как "свежая". Продажа домашней птицы в виде целых тушек или разделанной на порции регулируется Регламентом ЕС 1906/90, касающимся требований к реализации в торговой сети мяса домашней птицы (включенном в общий Регламент EC 1234/2007, регулирующий маркетинговую деятельность). В данном Регламенте предусмотрены категории мяса домашней птицы и разрешена реализация домашней птицы в торговой сети только в свежем, замороженном или быстрозамороженном виде. Свежая домашняя птица определяется как «'свежее мясо домашней птицы»' и означает мясо домашней птицы, жесткость которого не увеличивалась за счет охлаждения в какой-либо момент времени, перед хранением при температуре не ниже -2°C и не выше +4°C. Не разрешается реализовывать в торговой сети под видом охлажденной/свежей домашней птицы ранее замороженную и впоследствии размороженную.
10
Были проведены исследования для определения скорости инактивации Campylobacter jejuni на домашней птице, подвергнутой воздействию различных температур охлаждения и замораживания (Reduction of С.jejuni on the Surface of Poultry by Low Temperature (J. Food Prot, 66, 4, 2003, 652-655)). Смесь трех штаммов С. jejuni, исходно выделенных из домашней птицы, инокулировали в куриные крылышки. Хранение крылышек при температуре -20 и -30°C в течение 72 ч приводило к уменьшению популяции С. jejuni на крылышках на 1,3 и 1,8 log КОЕ/г соответственно. Были разработаны протоколы для переохлаждения куриных крылышек в жидком азоте при -80, -120, -160 и -196°C, так что внутренняя часть каждого крылышка быстро достигала температуры -3,3°C, но не замерзала. Исследование показало, что в промышленных условиях переохлаждение домашней птицы до температуры, не вызывающей замораживания внутренней поверхности, с малой вероятностью может вызвать существенное сокращение популяции Campylobacter на свежих продуктах.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом аспекте изобретение относится к способу сокращения количества жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности мясных продуктов, включающему этапы:
a) предоставления необработанного мясного продукта;
1
b) помещения мясного продукта в атмосферу с температурой T;
2
c) быстрого снижения температуры атмосферы с выбранной скоростью охлаждения до температуры T ниже -20°C;
2
d) возможно, поддержания температуры атмосферы T в течение выбранного периода времени;
3
e) обеспечения прогрева мясного продукта, возможно, при выбранной медленной скорости прогрева, путем доведения температуры атмосферы до температуры T;
характеризующемуся тем, что:
1
2
3
выбранные температуры T, T и T, выбранная скорость охлаждения, выбранный период времени и выбранная скорость прогрева выбираются таким образом, что количество жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности, снижается, тогда как температура мясного продукта не снижается ниже -2°C и он остается незамороженным.
В другом аспекте изобретения предложен способ сокращения количества жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности мяса, включающий этапы:
a) предоставления необработанного мясного продукта, имеющего поверхностную мембрану и мышечную ткань, на поверхностной мембране указанного необработанного мясного продукта присутствуют жизнеспособные микроорганизмы;
b) охлаждения поверхностной мембраны с выбранной скоростью охлаждения до достижения поверхностной мембраной первой выбранной температуры;
c) возможно, поддержание поверхностной мембраны при первой выбранной температуре в течение выбранного периода времени;
d) обеспечения прогревания поверхностной мембраны до выбранной второй температуры, превышающей первую температуру, для получения обработанного мясного продукта;
характеризующийся тем, что:
выбранная скорость охлаждения, выбранная первая температура, выбранный период времени и выбранная вторая температура выбираются таким образом, чтобы количество жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхностной мембране, снижалось, тогда как активность β-гидроксиацил-CoA дегидрогеназы (HADH) мышечной ткани не повышалась существенным образом в обработанном мясном продукте по сравнению с необработанным мясным продуктом.
Согласно третьему воплощению предлагается мясной продукт, полученный с помощью способа по изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности и в толще тушки индейки, обработанной в течение 4 минут, и температуру атмосферы.
Фиг. 2 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности и в толще тушки индейки, обработанной в течение 40 секунд, и температуру атмосферы.
Фиг. 3 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности и в толще тушки индейки, обработанной в течение 1,5 минут, и температуру атмосферы.
Фиг. 4 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности и в толще тушки индейки, обработанной в течение 2 минут, и температуру атмосферы.
Фиг. 5 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности и в толще тушки индейки, обработанной в течение 1 минуты, и температуру атмосферы.
Фиг. 6 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением данных, полученных для неохлажденной птицы в день K+1.
Фиг. 7 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением полученных для неохлажденной птицы в день K+1.
Фиг. 8 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением данных, полученных для неохлажденной птицы в день K+1.
Фиг. 9 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением данных, полученных для неохлажденной птицы в день K+1 при обработке в течение 2 мин.
Фиг. 10 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением данных, полученных для неохлажденной птицы в день K+1 при обработке в течение 2,5 мин.
Фиг. 11 представляет собой график, показывающий сводные данные о количестве Campylobacter на мясе кур, за исключением данных, полученных для неохлажденной птицы в день K+1 при обработке в течение 2,5 мин.
Фиг. 12 представляет собой график, показывающий температурный профиль мясного продукта, обработанного согласно воплощению изобретения.
Фиг. 13 представляет собой график, показывающий температуру на поверхности, в толще тушки курицы, обработанной в течение 1 мин, и температуру атмосферы.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термин "мясо" здесь обозначает любой вид съедобной (для человека или животного) мякоти туш и включает свинину, ягнятину, баранину, телятину, говядину, оленину, рыбу, ракообразных, моллюсков и домашнюю птицу, не ограничиваясь ими. Способы по изобретению особенно подходят для обработки домашней птицы.
"Домашняя птица" в данном контексте включает съедобных птиц любого типа. Примерами домашней птицы являются курица, индейка, фазан, куропатка, утка, гусь, цесарка и лебедь. Курица и индейка являются наиболее предпочтительными.
Термин "мясной продукт" охватывает цельные тушки животных как непотрошеные, так и потрошеные, а также части мяса (отрубы), состоящие, по меньшей мере, частично из мышечной ткани. Примерами мясных продуктов являются цельные потрошеные тушки кур, а также куриные грудки, бедра, окорочка, ножки и крылышки.
Термин "необработанный мясной продукт" обозначает мясной продукт согласно описанию выше, которые не был подвергнут способу по изобретению. Он может (и предпочтительно будет) проходить ряд предварительных стадий, общепринятых при подготовке мяса, таких как оглушение, забой, потрошение, ошпаривание, отсечение головы и лап, ощипывание, охлаждение водой или воздухом и разделка.
Термин "микроорганизм" обозначает любой организм, способный вызывать заболевание или расстройство у человека или животных. Примеры микроорганизмов включают бактерии, грибы, архебактерии и простейшие. Предпочтительные микроорганизмы, регулируемые способами по изобретению, включают Campylobacter spp., Clostridium perfringens, Escherichia coli, Salmonella spp., Bacillus cereus, Shigella spp., Staphylococcus aureus, Streptococcus, Listeria monocytogenes, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio vulnificus, Yersinia enterocolitica, Yersinia pseudotuberculosis, Coxiella burnetii, Brucella spp., Corynebacterium ulcerans, и Plesiomonas shigelloides. Более предпочтительными микроорганизмами являются Campylobacter spp. и Salmonella spp.Особенно предпочтительными являются грамотрицательные бактерии, особенно виды Campylobacter, включающие Campylobacter jejuni и Campylobacter coli, особенно Campylobacter jejuni.
Термин "жизнеспособный микроорганизм" обозначает микроорганизм согласно описанию выше, способный вызывать заболевание или расстройство при попадании внутрь. Он охватывает «некультивируемые» бактерии, которые находятся в состоянии очень низкой метаболической активности и не делятся, но являются живыми и способны поддаваться культивированию после выхода из состояния покоя, а также культивируемые и размножающиеся микроорганизмы.
Термин "мембрана" обозначает любой биологический слой, который покрывает или прилипает к поверхности мясного продукта, подлежащего обработке, которая не является мышечной тканью. Он включает, например, кожу (дерму и эпидермис), а также слои жира или хрящи. Он также включает внутреннюю мембрану полости тушки потрошенной домашней птицы.
Термин "активность β-гидроксиацил-CoA дегидрогеназы (HADH)" обозначает активность митохондриального фермента мышц, β-гидроксиацил-CoA-дегидрогеназы, который высвобождается во внутриклеточную жидкость при повреждении мембран митохондрий в процессе заморозки и оттаивания.
Активность β-гидроксиацил-CoA дегидрогеназы (HADH) определяют согласно протоколу, описанному в публикации "The Effect of Superchilling and Rapid Freezing on the HADH Assay for Chicken and Turkey", J. Assoc. Publ. Analysts, 2010, 38, 13-23, модификации метода, описанного в публикации "Verification of Labelling of Previously Frozen Meat and Poultry by Measurement of HADH Activity" Hargin, K., J. Assoc. Publ. Analysts, 1997, 33, 1-46. Эти документы включены сюда путем ссылки. Протокол кратко изложен ниже.
Для исследования HADH используется кусочек мякоти кубической формы размерами приблизительно 30×30 мм и высотой 20 мм. Образец ткани домашней птицы должен иметь 6 поверхностей среза.
Предпочтительно кубический образец берется на заданной глубине под поверхностной мембраной, например на глубине от 1 до 10 мм от поверхности.
+
Любой избыток жидкости на поверхности образца промокают салфеткой. Из образца выжимают мясной сок и разводят фосфатным буфером. К разведенному выжатому соку добавляют аликвоты ЭДТА, фосфатного буфера и NADH с последующим добавлением в кварцевую кювету спектрофотометра раствора ацетоацетил-кофермента А. С помощью УФ спектрофотометра определяют скорость превращения NADH в NAD по скорости уменьшения поглощения раствора. Определяют экстинкцию при 340 нм. Разница между двумя показателями ДЕ представляет собой уменьшение поглощения при 340 нм.
где V=объем исследуемой смеси=3 мл
C=коэффициент экстинкции NADH при 340 нм=6,3
d=толщина светопоглощающего слоя=1 см
a=объем разведенного мясного сока=0,1 мл
T=время в минутах, после которого определяется уменьшение поглощения
ΔE/мин=экстинкция в начале реакции - экстинкция во время Т, мин
Уравнение принимает вид:
(* например, 200 для говядины)
0
1
1
0
Сок, отжатый из мяса, подвергшегося замораживанию и оттаиванию, будет проявлять более высокую активность HADH по сравнению с мясом, которое ранее не замораживали. Поскольку некоторое количество HADH может высвобождаться при разрезании мяса в ходе подготовки образца, метод является сравнительным, при этом активность HADH определяют в необработанном мясном продукте при его получении (X), а затем после обработки (X). Соотношение активностей HADH (X/X) обозначают как показатель Рм. Если показатель менее 1,2, предпочтительно менее 1,1, более предпочтительно менее 1,05, то активность HADH мяса или домашней птицы считается несущественно повышенной.
Охлаждения можно достичь любым из нескольких способов. Мясные продукты можно помещать в камеру, в которой находится воздух (или другой охлаждающий газ), имеющий необходимую температуру для получения выбранной скорости охлаждения. Можно использовать одно или несколько устройств, обеспечивающих циркуляцию газа (например, вентиляторы, воздуходувы и т.д.), для усиления потока холодного воздуха, обдувающего мясной продукт, для увеличения скорости охлаждения поверхностной мембраны.
Возможно и предпочтительно охлаждать поверхностную мембрану мясного продукта с помощью криогенного вещества. Подходящие криогенные вещества включают сжиженные газы, такие как жидкий азот, жидкий воздух, жидкий диоксид углерода и жидкий аргон, и твердые вещества, такие как твердый диоксид углерода ("сухой лед", предпочтительно в мелкодисперсной форме), а также их сочетания. Предпочтительным криогенным веществом является жидкий азот.
Криогенное вещество можно наносить на поверхностную мембрану орошением, пульверизацией или погружением. Предпочтительно криогенное вещество наносят пульверизацией. Можно применять различные типы распылителей, например разбрызгивающие головки или форсуночные стойки, в зависимости от размера и формы мясного продукта, подлежащего обработке.
Предпочтительно криогенное вещество применяют в сочетании с ударным воздействием струй газа. Ударное воздействие струй газа направляет криогенное вещество к поверхностной мембране мясного продукта и таким образом повышает скорость охлаждения. Подходящие газы для создания ударных струй включают азот, воздух и диоксид углерода, а также их смеси. Давление ударных струй газа и количество относительно криогенного вещества подбирают таким образом, чтобы добиться необходимой скорости охлаждения.
В одном воплощении способа применяется ударное воздействие струй криогенных газов, например таких как диоксид углерода или азот, подаваемых в виде направленных проходящих потоков. Мясной продукт помещают в один конец установки и удаляют с противоположного конца, когда поверхностная мембрана принимает заданную первую температуру. Для транспортировки мясного продукта внутри охлаждающей установки в ходе способа можно применять транспортеры или движущиеся подвески.
В некоторых воплощениях мясной продукт транспортируется для охлаждения поверхности вдоль прохода, находящегося между двумя ударными пластинами, через которые для охлаждения поверхностной мембраны циркулирует охлаждающий поток криогенного газа, такого как диоксид углерода или азот. В альтернативном воплощении ударные пластины могут размещаться с одной стороны, в отличие от варианта, когда они располагаются под воздуходувом, обеспечивающим циркуляцию криогенного газа. В воплощениях, в которых мясной продукт представляет собой тушку домашней птицы, конвейер представляет собой конвейер с подвесками.
В альтернативном воплощении используется низкотемпературный морозильный шкаф для пищевых продуктов. Подходящим устройством является CRYOLINE CF, поставляемый LINDE AG, Linde Gases Division, Seitnerstrasse 70 82049 Pullach, Germany. Это воплощение лучше подходит для способов серийного замораживания и охлаждения, для которых поточная система не подходит.
В одном воплощении криогенное вещество поступает внутрь мясного продукта благодаря распылителю, присоединенному к канюле или зонду. Данное воплощение, например, подходит для стерилизации полости тушки потрошеной птицы изнутри.
В данном описании "температура мясного продукта" обозначает среднюю температуру в толще продукта. В некоторых воплощениях температура мясного продукта не снижается ниже -2°C в любой момент времени в ходе процедуры. Предпочтительно, ни один участок мясного продукта не охлаждается ниже -2°C в любой момент времени в ходе процедуры. Предпочтительно ни один участок мясного продукта не замерзает в любой момент времени в способе по изобретению.
В данном описании "температура поверхности" означает среднюю температуру всей или части поверхности мясного продукта, измеренной термоэлектрическим датчиком для измерения поверхностной температуры.
В данном описании "внутренняя температура" обозначает среднюю температуру на заданной глубине под поверхностью мясного продукта, измеренную температурным датчиком-щупом. Предпочтительно внутренняя температура измеряется на глубине по меньшей мере 3 мм под поверхностью, более предпочтительно по меньшей мере 5 мм. Предпочтительно, температура внутри не снижается ниже -2°C в любой момент времени в ходе способа по изобретению.
Температура мясного продукта может быть (например, в случае тушек свежезабитой домашней птицы) приблизительно равна или незначительно ниже, чем температура тела, например, между 25 и 37°C. В альтернативном случае внутренняя температура может быть приблизительно равна комнатной температуре, например, между 15 и 25°C.
Однако оказалось предпочтительно, чтобы температура мясного продукта была ниже комнатной температуры, например, ниже 20°C. Более предпочтительно внутренняя температура составляет менее 15°C. Еще более предпочтительно внутренняя температура составляет менее 10°C. Еще более предпочтительно внутренняя температура составляет менее 5°C. При таких исходных температурах удается контролировать численность бактерий и добиваться воспроизводимых результатов.
Предпочтительно температура мясного продукта составляет более 0°C. Более предпочтительно внутренняя температура составляет более 1°C. Еще более предпочтительно внутренняя температура составляет более 2°C.
1
1
1
Необработанный мясной продукт помещают в атмосферу с первоначальной температурой T. Атмосферой может быть воздух, азот или любой другой подходящий газ. Предпочтительно T находится между -5 и 20°C.Более предпочтительно T составляет от -3 до 10°C.
1
2
1
2
1
1
-1
В данном описании термин "заданная скорость охлаждения" обозначает среднюю скорость охлаждения от исходной температуры T до стационарной температуры T. Она схематически проиллюстрирована на Фиг. 12, и рассчитывается как разница между T и T (обозначается как ΔT), разделенная на время, потраченное на достижение такого снижения (обозначается как Δt), и выражается в °C×c. Для специалиста в данной области понятно, что линейное снижение температуры не всегда бывает осуществимо или целесообразно.
-1
-1
Заданная скорость охлаждения предпочтительно составляет от 0,1 до 10°C×c, более предпочтительно от 0,3 до 1,5°C×c.
2
2
2
2
Температура T предпочтительно составляет от -20 до -120°C. Температура T более предпочтительно составляет от -20 до -100°C. Более предпочтительно, температура T составляет от -25 до -95°C. Более предпочтительно, она составляет от -40 до -90°C. Еще более предпочтительно, T составляет от -50 до -80°C.
2
2
В предпочтительных воплощениях в атмосфере поддерживается выбранная температура T. В этой стационарной фазе могут происходить небольшие колебания поверхностной температуры, поскольку периодически производится охлаждение. Предпочтительно такие отклонения от T не превышают ±20°C, более предпочтительно ±15°C, еще более предпочтительно ±10°C.
2
2
В предпочтительных воплощениях в атмосфере поддерживается выбранная температура T на протяжении выбранного периода времени. Период времени выбирают для оптимизации контроля численности бактерий во время процесса в целом, при этом избегая замораживания какой-либо части мясного продукта. Было установлено, что, в частности, длительность стационарной фазы (т.е. выбранный период времени, на протяжении которого атмосфера поддерживается при T) является фактором, который в некоторых воплощениях определяет скорость нагревания на последующих этапах процесса.
2
Предпочтительно атмосфера поддерживается при выбранной температуре T в течение периода от 10 секунд до 10 минут, более предпочтительно от 30 секунд до 5 минут, еще более предпочтительно от 1 минуты до 4 минут.
3
3
2
3
В третьей фазе в некоторых воплощениях атмосфера прогревается с выбранной скоростью прогревания до температуры T. Температура T находится выше температуры T, например выше -20°C, более предпочтительно выше -10°C, более предпочтительно выше 0°C. Предпочтительно T составляет от -1 до 4°C.
Прогревание может осуществляться любым стандартным способом, наиболее удобно достигается просто за счет прекращения охлаждения. В этом случае скрытое тепло, накопленное внутри мясного продукта, будет высвобождаться через поверхность мяса. В альтернативном случае мясной продукт можно перенести в более теплое окружение или на его поверхность можно воздействовать теплым воздухом или другим теплым газом.
В альтернативном воплощении окружающая температура постепенно повышается при прохождении мясного продукта через область, имеющую температурный градиент, например через туннельный аппарат, температура которого изменяется на его протяжении.
2
3
2
3
2
2
-1
В данном описании термин "выбранная скорость нагревания" обозначает среднюю скорость нагревания от стационарной температуры T до финальной температуры T. Она схематически проиллюстрирована на Фиг. 12 и рассчитывается как разница между T и T (обозначается как ΔT), разделенная на время, потраченное на достижение такого снижения (обозначается как Δt) и выражается в °C×c. Для специалиста в данной области понятно, что линейное повышение температуры не всегда осуществимо или целесообразно.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Предпочтительно выбранная скорость нагревания составляет менее 20°C×c, более предпочтительно менее 10°C×с, более предпочтительно менее 5°C×c1, более предпочтительно менее 2°C×c, более предпочтительно менее 1°C×c, еще более предпочтительно менее 0,5°C×c, наиболее предпочтительно менее 0,1°C×c.
2
3
Неожиданно было обнаружено, что нагревание мясного продукта при более медленной скорости нагревания от стационарной температуры T до финальной температуры T приводит к усиленному снижению количества жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности мясного продукта. Это противоречило ожиданиям авторов изобретения, и причины данного феномена непонятны.
2
1
1
На скорость нагревания влияет ряд факторов. Сюда входит стационарная температура T, выбранный период времени, в течение которого мясной продукт выдерживается при этой температуре, исходная температура T, масса мясного продукта и соотношение площади его поверхности к массе. В частности, низкой скорости нагревания, способствующей контролированию численности бактерий, в свою очередь способствует низкая температура T.
В некоторых воплощениях поверхностная мембрана мяса подвергается охлаждению до тех пор, пока поверхностная мембрана не достигнет выбранной первой температуры. Выбранная первая температура подбирается таким образом, что, по меньшей мере, часть жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности, становится нежизнеспособной при прогревании до второй выбранной температуры.
Из уровня техники известно, что для достижения успешного контроля над микроорганизмами, присутствующими на поверхности мяса, необходимо быстрое охлаждение до температуры ниже -10°C в течение достаточного времени для образования подмерзшего слоя на мясе, с последующим нагреванием, при необходимости. Неожиданно авторы изобретения обнаружили, что чрезвычайно эффективный антимикробный эффект достигается при быстром охлаждении поверхности до температур значительно выше -10°C. Кроме того, из уровня техники известно, что подмерзший слой необходим для достижения стерилизующего эффекта. Неожиданно авторы изобретения обнаружили, что образование подмерзшего слоя не является необходимым условием, и в некоторых случаях наилучшие результаты получаются, когда поверхностная мембрана остается незамороженной.
Предпочтительно выбранная первая температура составляет менее 2°C. Более предпочтительно выбранная первая температура составляет менее 1°C. Более предпочтительно выбранная первая температура составляет менее 0,5°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура составляет менее 0°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура составляет менее -0,5°C. Предпочтительно выбранная первая температура составляет более -5°C. Более предпочтительно выбранная первая температура составляет более -4°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура составляет более -3,5°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура составляет более -3°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура составляет более -2,5°C. Наиболее предпочтительно выбранная первая температура составляет более -2°C. Применение температур выше -2°C имеет то преимущество, что мясо, обработанное согласно способу, соответствует требованию, чтобы «'свежее мясо домашней птицы»' в любой момент времени находилось при температуре не ниже -2°C.
Предпочтительно выбранная первая температура находится в диапазоне между -5°C и 2°C. Более предпочтительно выбранная первая температура находится в диапазоне между -3°C и 1°C. Еще более предпочтительно выбранная первая температура находится в диапазоне между -2°C и 0,5°C
Выбранная первая температура и выбранная вторая температура обозначают температуру поверхности, измеренную инфракрасным термометром или зондом, погруженным в мембрану или непосредственно под мембрану.
Перед воздействием на поверхностную мембрану этапа охлаждения по изобретению мясной продукт может иметь комнатную температуру (например, между 20°C и 29°C) или он может быть (и предпочтительно бывает) предварительно охлажден до температуры ниже комнатной. В одном воплощении мясной продукт предварительно охлажден до температуры ниже комнатной, так что температура мясного продукта является, по существу, однородной по всей толще мясного продукта. Предпочтительно мясной продукт предварительно охлаждают до температуры ниже 15°C, более предпочтительно ниже 10°C, еще более предпочтительно ниже 5°C, еще более предпочтительно ниже 2°C.
Однако реализация способа по изобретению в отношении мясных продуктов, прошедших предыдущие стадии на перерабатывающем заводе, может оказаться более удобной без предварительного этапа охлаждения.
Скорость охлаждения выбирается таким образом, что желаемое снижение температуры поверхностной мембраны происходит достаточно быстро, так что температура нижележащего мышечного слоя существенно не изменяется. Специалист способен определить подходящую скорость охлаждения для каждого конкретного мясного продукта.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В наиболее предпочтительном воплощении мясной продукт охлаждают путем снижения окружающей температуры (т.е. температуры атмосферы, окружающей мясной продукт) со скоростью от 0,1°C×c до 5°C×c, более предпочтительно со скоростью от 0,2°C×c до 3°C×c, наиболее предпочтительно со скоростью от 0,5°C×с до 3°C×с.
Предпочтительно температура атмосферы, окружающей мясо, снижается до температуры приблизительно между -10°C и -150°C, более предпочтительно между -20°C и -100°C, еще более предпочтительно между -30°C и -90°C.
Предпочтительно мясной продукт помещают в условия, приводящие к охлаждению поверхности на как можно более короткое время. Это обеспечивает высокий температурный градиент в объеме всего мясного продукта и поддержание большой разницы между температурой поверхностной мембраны и температурой нижележащего мышечного слоя.
Возможно и предпочтительно поверхностная мембрана мясного продукта поддерживается при заданной температуре в течение определенного периода времени. Этот период времени выбирается таким образом, чтобы количество тепла, выделяемого из мышечного слоя мяса, было недостаточным, чтобы вызвать существенное повышение активности HADH.
В одном предпочтительном воплощении охлаждение достигается за счет применения туннельного охладителя с заданным температурным профилем. Скорость прохождения мясных продуктов через туннельный аппарат регулируется так, чтобы добиться необходимой скорости охлаждения. Данное воплощение особенно удобно, если способ по изобретению составляет часть производственного процесса по подготовке мясных продуктов.
Предпочтительно поверхностная мембрана мясного продукта поддерживается при выбранной первой температуре в течение периода времени от 30 секунд до 20 минут, предпочтительно между 1 минутой и 10 минутами, более предпочтительно между 1,5 минутами и 7 минутами, наиболее предпочтительно между 2 и 6 минутами.
В альтернативном случае мясной продукт не требуется поддерживать при выбранной первой температуре, но после достижения выбранной первой температуры вместо этого его можно нагреть или дать ему прогреться до выбранной второй температуры.
Выбранная вторая температура превышает выбранную первую температуру. Разница между выбранной первой и выбранной второй температурой подбирается таким образом, чтобы снизить количество жизнеспособных микроорганизмов, а также чтобы обеспечить эффективную подготовку к последующим этапам обработки мясного продукта. Предпочтительно выбранная вторая температура составляет более -1°C. Предпочтительно выбранная вторая температура составляет менее 20°C, более предпочтительно менее 15°C, еще более предпочтительно менее 10°C, еще более предпочтительно менее 5°C, наиболее предпочтительно менее 4°C. Очень предпочтительно, чтобы выбранная вторая температура находилась между -1°C и 4°C. Поддержание температуры не выше +4°C в любой момент времени соответствует требованиям, предъявляемым европейским законодательством к свежему мясу домашней птицы.
Количественная оценка численности жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхностной мембране, проводится в соответствии с надлежащими протоколами. Например, количественное определение Campylobacter выполняется в соответствии с ISO/TS 10272-2:2006(E) "Microbiology of food and animal feeding stuffs - Horizontal method for detection and enumeration of Campylobacter spp. - Part 2: Colony-count technique". Количественное определение других микроорганизмов можно выполнять с помощью различных методик. Термин "количество живых микроорганизмов" для специалиста в данной области означает количество таких микроорганизмов, присутствующих на единицу площади поверхности поверхностной ткани.
Скорость охлаждения, выбранная первая температура и выбранная вторая температура подбираются таким образом, чтобы наблюдаемое снижение количества жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих на поверхности, было, по меньшей мере, статистически достоверным в рамках использовавшегося метода количественного определения. Предпочтительно, достигается снижение количества присутствующих микроорганизмов по меньшей мере на порядок (10-кратное). Более предпочтительно достигается снижение количества присутствующих микроорганизмов по меньшей мере на два порядка (100-кратное).
1
Предпочтительно R активности HADH в обработанном продукте составляет менее 2, более предпочтительно менее 1,5, более предпочтительно менее 1,2, более предпочтительно менее 1,1.
Поскольку мышечная ткань в основном не затрагивается при обработке кожи (или другой поверхностной мембраны) согласно данному изобретению, мясной продукт сохраняет органолептические и питательные свойства свежего мяса.
После обработки согласно способу по изобретению обработанные мясные продукты могут проходить через любой другой процесс, общепринятый при подготовке свежего мяса, например разделку, охлаждение (предполагается охлаждение воздухом и водой), а также упаковку и заворачивание. Предпочтительно способ по изобретению осуществляется на одной из последних стадий производственного процесса перед упаковкой для предупреждения возможности повторной контаминации обработанного мясного продукта.
В некоторых воплощениях данные способы гигиены пищи могут сочетаться с дополнительной обработкой для обеспечения гигиены пищи. Подходящая дополнительная обработка включает химическую обработку (такую как хлором, хлорамином, хлоритом, диоксидом хлора, озоном, органическими кислотами (такими как лимонной и молочной кислотами), пероксидом водорода и перманганатом калия. Другие способы обработки включают гамма-облучение, обработку паром, обработку электризованной водой и подмораживание поверхностного слоя.
Способ может также включать другие этапы, такие как сушку, копчение, засаливание, маринование или варку.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В ходе способа использовали аппарат CRYOLINE CF, имеющий систему терморегулирования и возможность инжектировать в устройство криогенные газы в целях охлаждения.
Шкаф имел внутреннюю камеру, в которую за лапы вывешивались тушки забитой птицы, что позволяло коже шеи свободно свисать и открывало доступ в полость тела птицы.
У аппарата выставляли температуру, обеспечивающую быстрое охлаждение кожи птицы и других внешних или экспонированных мембран, так чтобы достигалась температура ниже -2°C, и ни в одном участке температура не опускалась ниже - 3,8°C. Этого добивались с применением распределительной трубки для распыления криогенного газа, запускающей в шкаф жидкий азот, а также циркуляторного вентилятора, позволяющего создавать ударное воздействие или быстрое изменение температуры экспонированных мембран.
Мякоть тушки птицы не замерзала, но кожа и мембраны быстро охлаждались. После этого тушку вынимали из аппарата и давали ее температуре подняться до значений, соответствующих обычному охлажденному состоянию в диапазоне от -1°C до +4°C.
Этот процесс предназначался для быстрого охлаждения поверхностной мембраны и бактерий Campylobacter, присутствующих на поверхности тушек, и для приведения их в холодное кондиционированное состояние, схожее с тем, что наблюдалось непосредственно перед прохождением продукта через фазу выделения скрытой теплоты, что таким образом позволяло избежать полного замораживания тушек домашней птицы. Кратковременный холодовой шок, воздействующий на бактерии, присутствующие на птице, вызывал их повреждение, так что при возвращении температуры к значениям, соответствующим обычному охлажденному состоянию, бактерии Campylobacter серьезно повреждались или погибали, что предупреждало развитие инфекции.
Птицу быстро охлаждали в шкафу и этот процесс занимал приблизительно от 30 секунд до 5 минут, в зависимости от размера тушек и температуры на входе, и не сопровождался замерзанием мускулатуры птиц.
Пример 1
Шкаф настраивали на температуру -80°C (другие температуры позволяли добиться того же результата, но занимали больше или меньше времени для достижения холодного кондиционированного состояния).
В некоторых случаях бактерии Campylobacter полностью разрушались и во всех случаях их количество снижалось более чем на два порядка. Такое повреждение и разрушение Campylobacter достигалось более быстрым и простым способом по сравнению с каким-либо из ранее описанных процессов.
В Таблице 1 указано количество Campylobacter после обработки естественным образом зараженных тушек кур или индеек в соответствии с данным протоколом.
На Фиг. с 1 по 5 показан температурный профиль поверхности тушек индеек, помещенных в условия быстрого охлаждения i) на поверхности и ii) на глубине 5 мм в области крылышек и грудной мышцы.
Пример 2
Птицу предварительно охлаждали до 4°C после завершения внешнего тестирования. Их обрабатывали в течение времени от 30 секунд до 2 минут в тех же условиях, которые использовались в Примере 1. Снижение количества Campylobacter показано в Таблице 2.
Пример 3
В данном примере использовали только мясо кур. Птицу предварительно охлаждали до 4°C. Обработку проводили в течение времени от 1 минуты до 2,5 минут в условиях, использовавшихся в Примере 1. Снижение количества Campylobacter показано в Таблице 3.
Пример 4
Охлажденные тушки индеек (всего 10) при 4°C обрабатывали в условиях, описанных в Примере 1, и выдерживали в низкотемпературном шкафу в течение 2 минут до достижения средней температуры поверхности -2°C. Затем всем индейкам давали прогреться до 4°C. Пяти индейкам давали дополнительно прогреться в течение 1 минуты. Оставшимся индейкам давали прогреться в течение 10 минут. Скорость прогрева варьировали, обеспечивая подачу воздуха комнатной температуры с различной скоростью. На тушках, которые прогревались более медленно, обнаруживали более низкое количество Campylobacter по сравнению с теми, которые прогревались в течение 1 минуты.
Пример 5
Охлажденные тушки цыплят (всего 10), имеющие температуру 4°C, обрабатывали согласно условиям, описанным в Примере 1, и выдерживали в низкотемпературном шкафу в течение 1 минуты или 45 секунд при температуре атмосферы -80°C. Некоторых птиц вынимали из шкафа непосредственно после обработки и давали им прогреться до 4°C. Следующую партию птиц после прекращения охлаждения оставляли в шкафу на время от 45 секунд до 2 минут (обозначено "с выдерживанием"). Снижение количества Campylobacter показано в Таблице 4.
Выводы:
- обработка в течение 45 секунд без выдерживания в шкафу давала почти такие же результаты, как в контроле.
- обработка в течение 45 секунд с выдерживанием в шкафу приводила к небольшому различию, равному 0,1 log.
- обработка в течение 1 минуты оказывалась более эффективной по сравнению с более коротким временем пребывания.