Спосіб обсмажування і пастеризації поверхні насіння олійних культур

Реферат: Винахід належить до способу обсмажування і пастеризації поверхні насіння олійних культур, таких як мигдаль, фундук, горіх-пекан, волоський горіх, арахіс, висівки, пластівці, кава і подібні продукти. Спосіб обсмажування і пастеризації включає обробку у вологому середовищі, яку здійснюють при сукупній температурі на початку фази пастеризації > 100 °С, при цьому пастеризацію виконують в процесі обсмажування, а температуру на поверхні продукту на фазі пастеризації задають в межах від 0 °С до 8 °С нижче за вибрану точку роси гарячого повітря з парою, при цьому тривалість пастеризації складає від 1 до 30 хвилин, а водоконденсат, що виникає на поверхні продуктів харчування, видаляють на етапі здійснення або в ході процесу обсмажування, що призводить до мінімального вбирання води продуктами харчування. UA 97674 C2 (12) UA 97674 C2 UA 97674 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб відноситься до способів обсмажування і пастеризації поверхні продуктів харчування, зокрема, насіння олійних культур, таких як, мигдаль, фундук, горіх-пекан, волоський горіх, а також, арахіс, висівки, пластівці, кава, какао і подібні продукти. За природою, в сільськогосподарських і харчових продуктах містяться нешкідливі, проте потенційно патогенні мікроорганізми. В більшості випадків сільськогосподарські продукти обробляються свіжими, але якщо необхідно зберегти ці продукти свіжими протягом якогось часу, застосовуються різні, відповідно за призначенням, технологічні засоби. Так до промислових способів зберігання відносяться, серед іншого, термічні обробки, стерилізація або пастеризація, а також, опромінювання іонізуючим випромінюванням, або наповнення продуктів смертельне небезпечними газами. Зокрема залучення двох останніх способів повинно бути обмеженим, оскільки використовування таких методів суворо регулюється законом. Протягом декількох останніх років було зареєстровано декілька випадків вмісту сальмонели в сирому мигдалі. В цілях безпеки влади США оголосили про те, що починаючи з осені 2007 року для всього урожаю мигдалю - пастеризація обов'язкова. Проте мигдаль і інше насіння олійних культур потребують особливих способів пастеризації. Не можна сильно збільшувати вміст води в мигдалі до або під час обробки, оскільки і придатність для зберігання, і цілісність мигдалю у такому разі порушується. Крім того, через інтенсивну термальну або механічну обробку шкірка навкруги сім'я сирого мигдалю може облущетись, що також в серйозному ступені сприяє погіршенню якості. До того ж влади США вимагають, щоб пастеризація здійснювалася тільки разом із звичними, давно прийнятими стадіями виробництва, наприклад, разом з бланшируванням або обсмажуванням. При цьому результатом обробки на всіх цих стадіях і етапах повинна стати достатня дезактивація. Існує досить велика кількість різних апаратів і способів обсмажування гарячим повітрям горіхів і мигдалю. їх описували Фінці (1965), Кляйнерт (1966), Гаупп (1978), Бокелманн (1987) або Перрен (1995). Загальною рисою відомих способів обсмажування гарячим повітрям є те, що горіхи обдають сухим, гарячим повітрям в 125 °C, а потім піднімають температуру до приблизно 600 °C, в результаті, горіхи нагріваються і обсмажуються протягом від 8 до 60 хвилин. Обсмажування характеризується тим, як саме формується етап обсмажування. При обсмажуванні вміст води зменшується на менш ніж 2,5 %, внаслідок чого горіх стає хрустким. Більш того, після обсмажування горіх стає від ясно коричневого до темно коричневого кольору, а також набуває характерний для жаріння приємний запах і смак. При зниженій активності води, як правило, відбувається ефективна теплова дезактивація мікроорганізмів. Проте на відміну від цього при сухому нагріванні мікроорганізми скорочуються лише в незначному ступені. Оскільки обсмажування гарячим повітрям здійснюється в сухому середовищі, належна дезактивація мікроорганізмів можлива тільки, якщо обсмажування гарячим повітрям здійснюється впродовж досить довгого відрізка часу, або відповідно, при дуже високій температурі. Параметри, необхідні для зниження ативності згаданих сурогатів сальмонели SE РТ 30 на порядок в діапазоні 4х логарифмічних одиниць, описані в "Рекомендаціях по контролю над якістю проведення процесів сухого обсмажування", випущених членами Ради Виробників Мигдалю штату Каліфорнія. Рівень вказаної температури продукту або, відповідно, часу, або і то і інше разом, що забезпечує мінімальну теплову дезактивацію в процесі обсмажування гарячим повітрям, настільки високі, що за таких умов етапи обсмажування при високій температурі, а відповідно, і потемніння, характерні для такого обсмажування, починаються самі по собі. Отже, зниження активності мікроорганізмів на порядок в діапазоні 4х логарифмічних одиниць можливе тільки на етапах обсмажування при дуже високій температурі, що згідно положенням, прийнятими Американськими владами, не відповідає класифікації "пастеризований". Двохетапний процес обсмажування, представлений Перрен і ін. (1996), включає зволоження гарячого повітря, яке приводить до підвищення вологості в атмосфері. Вказане підвищення вологості, приблизно на 10 % на першому етапі процесу, не достатнє для забезпечення середовища, яке гарантує дезактивацію рослинних мікроорганізмів. З другого боку способи стерилізації продуктів харчування, зокрема, мигдалю, все-таки описані. Дозволені способи пастеризації мигдалю перераховані на сайті Ради Виробників Мигдалю штату Каліфорнія (www.almondsarem.com). Багато відомих способів пастеризації включають окрему обробку продуктів у вологому середовищі при температурі в межах від 60 до 100 °C за нормальних умов тиску. Єдиною метою таких способів є зменшення кількості мікроорганізмів на поверхні мигдалю. Через те, що процес протікає протягом короткого відрізка часу, і вологе середовище також формується на достатньо 1 UA 97674 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 невеликий період, ці способи не можуть забезпечити умови для формування етапу обсмажування. Тобто такі методи не дозволяють забезпечити висушування продуктів на 100 °C, при цьому пастеризацію виконують в ході процесу обсмажування, а температуру на поверхні продукту на фазі пастеризації задають в межах від 0 °C до 8 °C нижче за вибрану точку роси гарячого повітря з парою, при цьому тривалість пастеризації складає від 1 до 30 хвилин, а водоконденсат, що виникає на поверхні продуктів харчування, видаляють на етапі здійснення або в ході обсмажування, що приводить до мінімального вбирання води продуктами харчування. Таким чином, створюються умови для дезактивації рослинних бактерій за оптимальних умов і протягом короткого періоду часу. Процес обсмажування слідує наступним кроком, відповідно, продукти обробляються при необхідній для обсмажування температурі. Оптимізація пастеризації полягає в тому, що обробка виконується у вологому середовищі, переважно, при температурі в межах 50 °C і 90 °C, і що під час пастеризації температура на поверхні продукту переважно залишається в діапазоні від 0 °C до 8 °C нижче за точку роси, вибраної в атмосфері. Переваги виконання способу згідно винаходу описуються в пунктах формули 3-5. Далі винахід описується більш детально за допомогою прикладів здійснення, показаних на: Фіг. 1, де зображена жарильна установка серії NR для обсмажування гарячим повітрям, оснащена пристроєм для закачування пари для пастеризації поверхні при обсмажуванні матеріалу, який підлягає обсмажуванню, і Фіг. 2 - приклад послідовності виконання двох етапів процесу обсмажування, з перервою на фазу пастеризації при сукупній температурі 105 °C. Спосіб, описаний тут, як приклад, застосований на жарильній установці для обсмажування гарячим повітрям серії NR як показано на Фіг.1. Продукт готується в спеціальному контейнері і потім поступає в зону обсмажування 1. Після цього, повітря виводиться за допомогою вентилятора 4, нагрівається на газі в печі 5 і розповсюджується по центру в зоні обсмажування 1. Гаряче повітря для обробки матеріалу, який підлягає обсмажуванню, поступає через клапан, що обертається 3. Як тільки температура поверхні матеріалу, який підлягає обсмажуванню, досягає заздалегідь заданої температури пастеризації в діапазоні 50 і 99 °C, починається фаза пастеризації. Під час фази пастеризації об'єм потоку повітря, яке проходить через зону обсмажування 1, 3 скорочують до 0-20 нм /ч/кг продукту за допомогою відкидної системи 13, при цьому додавання пари в гаряче повітря починається через клапан 11 і екран 12 на порядок в діапазоні від 0,0115,0 кг пари/ч/кг продукту харчування. Кількість повітря і пари повинна бути такою, щоб точка роси гарячого повітря, змішаного з парою, залишалася приблизно в межах від 0 до 8 °C вище за температуру поверхні матеріалу, який підлягає обсмажуванню. Через різницю температур, вода конденсуватиме на поверхні продукту до тих пір, поки не наступить рівновага між температурою на поверхні і точкою роси зволоженого гарячого повітря. Унаслідок конденсації води, на поверхні формується шар води, внаслідок чого забезпечуються оптимальні умови для дезактивації рослинних мікроорганізмів. Ці оптимальні умови пастеризації потім витримуються протягом 1-30 хвилин, при цьому вологе повітря безперервно поступає, а температура гарячого повітря залишається постійною, до тих пір, поки не буде досягнутий бажаний або запланований ефект від пастеризації. Слід зазначити, що, наприклад, при збільшенні температури продукту на 8 °C, вміст води в продукті харчування збільшиться максимум на 0,8 %, це відбувається через конденсацію водяної пари на поверхні, при співвідношенні приблизно 0,1 % вбирання на градус°С. Після фаз пастеризації, починається двохетапний процес обсмажування, в точності як описують Перрін і ін. (1996) і Перрін і Ешер (1997). Наприкінці фази надходження пари припиняють, а об'єм потоку гарячого повітря знову збільшують до заздалегідь заданого рівня. По ходу процесу, на першому етапі обсмажування відбувається також висушування продуктів харчування (а сам процес включає два етапи обсмажування). На другому етапі обсмажування 2 UA 97674 C2 5 10 15 20 25 здійснюється обжарювання при заздалегідь заданій температурі гарячого повітря на бажаному рівні. Приклад послідовності двохетапного процесу обсмажування разом з фазою пастеризації показаний на Фіг. 2. Щоб зменшити небажані якісні зміни в продуктах харчування, необхідно максимально скоротити вбирання води на фазі пастеризації. Цього можна добитися, якщо температура на поверхні співпадає з точкою роси, яка залежить від вибраного рівня потоку об'єму повітря і пари. Після цього слідує активна стадія фази пастеризації, необхідна для дезактивації мікроорганізмів. Приклади дії пастеризації на стадії чистої пастеризації з використанням мигдалю як функція, що забезпечує тривалість обробки, і початок температури на фазі пастеризації, показані в таблиці 1. Завдяки об'єднанню фази пастеризації і способу обсмажування гарячим повітрям, описаному тут, можна одним кроком здійснювати пастеризацію продуктів харчування і обсмажування гарячим повітрям. Крім того, пастеризація не залежить від ступеня обсмажування. Таким чином, можна дуже легко знов і знов здійснювати якісну пастеризацію мигдалю і інших продуктів харчування разом з обсмажуванням гарячим повітрям, при цьому при пастеризації немає загрози появи характерних для обсмажування потемнінь і високих температур. Спосіб пастеризації, описаний тут, також підходить для сумісної пастеризації і обсмажування іншого насіння олійних культур, таких як фундук, горіх-пекан, волоський горіх, включаючи, арахіс, висівки, пластівці, кава, какао і подібні продукти. У ході процесу обсмажування гарячим повітрям способом теплової обробки, представленим тут, забезпечується істотне зниження мікробного зараження поверхні мигдалю, насіння олійних культур і інших подібних продуктів харчування з середнім або низьким вмістом води, але при цьому якісні властивості продуктів, які необхідно обсмажити, не міняються. Відповідно, керуючись положеннями, прийнятими Американськими владами, цілком можна використовувати термін "пастеризація", оскільки завдяки цьому способу було здійснено зниження активності мікрофлори, зокрема, сальмонели SE ТР 30 на 5 логарифмічних одиниць. Таблиця 1 Технологічні параметри при пастеризації поверхні сирого мигдалю з інокулірованим стрептококом групи D NRRL-B2354, яка виконується в жарильній установці серії NR разом з обсмажуванням в ході двохетапного процесу обсмажування. Обсмажування було припинено по завершенню фази пастеризації і двох фаз першого етапу обсмажування (фаза 1: температура повітря 170 °C, тривалість 4 хвилини; фаза 2: температура повітря 133 °C, тривалість 4 хвилини) 7 для визначення ступеня впливу на фазі пастеризації. Первинне зараження Е було 2* 10 КОЄ/г. Умови на фазі пастеризації сукупна об'єм температура температура потоку гарячого на початку гарячого повітря пастеризації повітря вивід пари період часу середнє значення вмісту логарифмічне тиск стрептококу скорочення групи D після пастеризації 3 °С °С 105 105 105 110 100 105 90 91 90 94 88 92 нм /ч/кг кг/ч/кг хвилини мбар КОЄ/г а матеріал матеріал 2 12 2 -10 0,45 +/-0,89 2 12 5 -10 0,3 +/-0,80 2 12 10 -10 0,15 +/-0,37 2 12 5 -10 0,05 +/-0,22 2 12 5 -10 2,5 +/-4,24 2 12 5 -10 1,45 +/-2,93 7,7 7,8 8,1 8,6 6,9 7,2 1 Сукупна температура в жарильній установці серії NR є сумарною величиною, що враховує температуру поверхні горіха і температуру гарячого повітря, а також іншими факторами впливу. 30 Джерела інформації: Рада Виробників Мигдалю штату Каліфорнія, 2007, "Рекомендації по контролю над якістю проведення процесів сухого обсмажування". 3 UA 97674 C2 5 10 X. Бокелманн, 1987, "Актуальна ситуація в розвитку технології виробництва смажених і солоних горіхів", кондитерське виробництво 31 (1/2), 39-44. А. Фінці, 1965, "Довідник про продукти какао", видавництво "Шпрінгер", Берлін. Е. Гаупп, 1978, "Від світло до темно коричневого кольору", кондитерське виробництво 22 (8,22-29). Йо. Кляйнерт, 1966, "Способи обсмажування зерен какао", Гордіан 66, 3 17. Р. Перрен, 1995, Дослідження способів обсмажування лісових горіхів, дисертація ЕТН № 11390, Технічний Університет Швейцарії ЕТН, Цюріх. Р. Перрен - Еглі, Т.Керне, Д. Сандмайер, До. Маєр-Потшак, 1996, "Способи і пристрій для обсмажування насіння олійних культур", Європейська заявка на патент ЕР 0 729 705 А2. Р. Перрен, Ф. Ешер, 1997, "Дослідження в області обсмажування горіхів гарячим повітрям", виробництво кондитерських виробів 77 (6), 123-127. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 1. Спосіб обсмажування і пастеризації поверхні насіння олійних культур, таких як мигдаль, фундук, горіх-пекан, волоський горіх, а також, арахіс, висівки, пластівці, кава, какао і подібні продукти включає обробку у вологому середовищі, яку здійснюють при сукупній температурі на початку фази пастеризації >100 °С, яка є сумарною величиною температури поверхні продукту і температури гарячого повітря, при цьому пастеризацію виконують на етапі процесу обсмажування, а температуру на поверхні продукту на фазі пастеризації задають в межах від 0 °С до 8 °С нижче за вибрану точку роси гарячого повітря з парою, при цьому тривалість пастеризації складає від 1 до 30 хвилин, а водоконденсат, що виникає на поверхні продуктів харчування, видаляють на етапі здійснення або в ході обсмажування, що призводить до мінімального вбирання води продуктами харчування. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на фазі пастеризації обробку здійснюють у вологому середовищі, переважно, при температурі гарячого повітря в діапазоні 50-99 °С. 3. Спосіб за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що продукт готують в спеціальному контейнері, який подають в зону обсмажування (1), при цьому повітря подають за допомогою вентилятора (4), нагрівають на газі в печі (5) і розповсюджують по центру в зоні обсмажування (1), потім, як тільки температура поверхні продукту харчування, який підлягає обсмажуванню, досягає температури пастеризації, починають фазу пастеризації. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що під час фази пастеризації об'єм потоку повітря, яке проходить через зону обсмажування (1), скорочують, при цьому здійснюють додавання пари в гаряче повітря через клапан (11) і екран (12), при цьому кількість повітря і пари повинна бути такою, щоб точка роси гарячого повітря, змішаного з парою, залишалася приблизно в межах від 0 до 8 °С вище за температуру поверхні матеріалу, який підлягає обсмажуванню. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 3-4, який відрізняється тим, що при пастеризації температура поверхні продукту харчування співпадає з точкою роси, яка залежить від вибраного рівня об'єму потоку повітря і пари. 4 UA 97674 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5