Добавка, сохраняющая свежесть мясных пищевых продуктов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Добавка содержит лимонную кислоту, а также продукт взаимодействия компонента природного происхождения с раствором электроактивированной воды (анолитом), пропиленгликоля и глицерина, в котором соотношение пропиленгликоля к глицерину составляет 3:1. В качестве компонента природного происхождения используют CO₂ экстракт растительного сырья, включающий а) грейпфрут; б) розмарин. Изобретение позволяет получить добавку, которая обладает повышенной способностью сохранять свежесть мясных пищевых продуктов за счет улучшения ее антимикробных и антиоксидантных свойств. 6 табл.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для сохранения свежести пищевых продуктов, а именно мяса свинины и мяса кур.

По известным литературным источникам - при анодной электрохимической обработке (анолит) кислотность воды увеличивается, окислительно-восстановительный потенциал возрастает, увеличивается электропроводность, изменяется структура воды (Бахир В.М. Электрохимическая активация: теория и практика / В.М. Бахир // Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности. Первый международный симпозиум: Тез. докл. и краткие сообщения. - М., 1997. - С. 15-21). Электрохимически активированный анолит обладает универсальным спектром антимикробного действия, то есть оказывает повреждающее влияние на все крупные систематические группы микробов (бактерии, включая микобактерии туберкулеза; вирусы, включая вирусы полиомиелита и гепатита А, В, С; грибы, споры и простейшие), не причиняя вреда клеткам тканей человека и других высших организмов (Бахир В.М. Электрохимическая активация, электрохимический синтез, анолит АНК. Дезинфекция и стерилизация / В.М. Бахир // Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности. Третий международный симпозиум: Тез. докл. и краткие сообщения. - М., 2002. - С. 3-25).

В пищевой промышленности используют CO₂ экстракты грейпфрута, розмарина, которые получают путем надкритической флюидной экстракции диоксидом углерода природного происхождения без следов растворителя и тяжелых металлов. Рекомендуемая концентрация данных CO₂ экстрактов в пищевых добавках составляет для каждого 0,01-1%. CO₂ экстракт грейпфрута обладает антиоксидантной, антимикробной активностью. CO₂ экстракт розмарина обладает антимикробным, антиоксидантным действием и может применятся как консервант (http://www.biozevtika.ru/co2-extract-rosemary/).

В настоящее время для сохранения свежести мясных пищевых продуктов используются различные химические средства искусственного и природного происхождения. Например, для обеспечения длительного хранения некоторых продуктов используют добавление определенных пептидов (RU №2370102, публ. 20.10.2009), силикатов щелочных металлов (RU №2327372, публ. 27.06.2008), экстракта бересты (RU №2322160, публ. 20.04.2008).

Как правило, перечисленные методы являются трудоемкими и длительными, т.к. в них наряду с использованием химических средств, применяются еще определенные процедуры (например, облучение ультрафиолетом, температурная обработка, вакуумная обработка и др.).

Близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности являются известные добавки, сохраняющие свежесть пищевых продуктов, на основе компонента природного происхождения, пропиленгликоля и воды.

Известна добавка, сохраняющая свежесть пищевых продуктов, описанная в патенте RU №2316228, публ. 10.02.2008 и представляющая собой продукт взаимодействия компонента природного происхождения, аскорбиновой или лимонной кислоты, предварительно приготовленного водного раствора бензойной кислоты или ее щелочной или щелочноземельной соли и пропиленгликоля при

следующем соотношении компонентов, в расчете на сухой остаток, мас. %:

Пропиленгликоль	50,00-96.00
бензойная кислота или ее щелочная
или щелочноземельная соль	1,00-6,00
аскорбиновая или лимонная кислота	1,00-3,00
компонент природного происхождения	0,01-0,50
вода	остальное,

при этом в качестве компонента природного происхождения используют пропиленгликолевый или водно-пропиленгликолевый с содержанием воды до 50 мас. % экстракт растительного сырья, выбранного из группы, включающей листья подорожника, ягоды облепихи, цветки липы, шелуху овса, шелуху риса, корень лопуха, ягоды винограда и косточки винограда (RU №2316228, публ. 10.02.2008).

Основные недостатки:

- В отличие от технологии, в которой используют в качестве органического растворителя пропиленгликоль, при СО₂ экстракции не применяются высокие температуры, поэтому биологически активные вещества не разрушаются и не претерпевают изменений. В процессе экстракции в углекислой среде гибнут микроорганизмы. CO₂ экстракт является абсолютно натуральным и чистым продуктом, так как используемый в технологии углекислый газ легко улетучивается. Кроме того, экстракт не содержит посторонних примесей, растворителей и воды.

- Данная добавка содержит в качестве консерванта бензойную кислоту или ее щелочную или щелочноземельную соль. Бензойная кислота при определенных условиях может преобразовываться в бензол - это канцерогенное и токсичное вещество, которое может привести к раку мочевого пузыря. Эта реакция протекает при высокой температуре, поэтому не рекомендуется нагревать продукты, в которые добавляют бензойную кислоту как консервант.

- Известно, что экстракт подорожника, входящий в состав компонента природного происхождения, противопоказан при склонности к тромбообразованию вследствие ускорения коагуляции белков крови. Хотя подорожник применяется для лечения язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, но если заболевание развивается на фоне гиперсекреции желудочного сока, то в таком случае препараты подорожника противопоказаны. Кроме этого, облепиху следует осторожно применять людям с заболеваниями печени, панкреатите и холецистите, а также тем, у кого наблюдается воспаление двенадцатиперстной кишки, так как в облепихе содержится большое количество кислот.

За прототип предлагаемого изобретения выбрана добавка, сохраняющая свежесть пищевых продуктов, описанная в патенте RU №2415606, публ. 10.04.2011 и содержащая аскорбиновую или лимонную кислоту или соль лимонной кислоты, а также продукт взаимодействия компонента природного происхождения с раствором воды, пропиленгликоля и глицерина, в котором соотношение пропиленгликоля к глицерину составляет 3:1, при следующем соотношении исходных компонентов добавки мас. %:

аскорбиновая или лимонная кислота
или соль лимонной кислоты	1,00-3,00
пропиленгликоль	30,00-72,00
глицерин	10,00-24,00
компонент природного происхождения	0,01-0,50
вода	остальное,

при этом в качестве компонента природного происхождения используют пропиленгликолевый или водно-пропиленгликолевый с содержанием воды до 50 мас. % экстракт растительного сырья, выбранного из группы, включающей цветки липы, листья подорожника, ягоды облепихи, шелуху овса, розмарин, шелуху риса, корень лопуха, ягоды винограда и косточки винограда.

Основным недостатком является то, что добавка, выбранная в качестве прототипа, обладает недостаточными антисептическими и антиоксидантными свойствами.

Кроме этого, в качестве компонента природного происхождения используют пропиленгликолевый или водно-пропиленгликолевый с содержанием воды до 50 мас. % экстракт растительного сырья, недостатки которых по сравнению с CO₂ экстрактами растительного сырья были упомянуты выше по тексту.

Техническая задача изобретения состоит в повышении способности пищевой добавки сохранять свежесть мясных продуктов за счет улучшения ее антимикробных и аитиоксидантных свойств.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается добавка, сохраняющая свежесть мясных пищевых продуктов, содержащая лимонную кислоту, а также продукт взаимодействия компонента природного происхождения с раствором электроактивированной воды (анолитом), пропиленгликоля и глицерина, в котором соотношение пропиленгликоля к глицерину составляет 3:1, при следующем соотношении исходных компонентов добавки мас. %:

лимонная кислота	1,00-3,00
пропиленгликоль	30,00-72,00
глицерин	10,00-24,00
компонент природного происхождения	0,01-0,50
вода электроактивированная (анолит)	остальное,

при этом в качестве компонента природного происхождения используют CO₂ экстракт растительного сырья, включающий а) грейпфрут; б) розмарин.

Новый технический результат состоит в повышении эффективности сохранения мясными пищевыми продуктами, а именно мясом свинины и мясом кур (при использовании предлагаемой добавки), свежести за счет увеличения срока отсутствия роста культур микроорганизмов на обработанных предлагаемой добавкой мясных продуктах по сравнению с прототипом за счет включения в состав добавки компонента природного происхождения, обладающего выраженными антисептическими и антиоксидантными свойствами, и анолита, обладающего универсальным спектром антимикробного действия.

В ходе экспериментов исследовали свежее мясо свинины и свежее мясо кур. Проводили оценку сроков отсутствия роста культур микроорганизмов в питательной среде и на обработанных добавкой мясных продуктах; эти сроки оказались выше по сравнению со значениями, указанными в прототипе.

В отношении нового технического результата следует отметить, что предлагаемая добавка обладает лучшими, чем прототип, антимикробными и антиоксидантными свойствами.

Предлагаемое изобретение отвечает критериям «новизна» и «изобретательский уровень», т.к. впервые установлено, что при использовании отраженной в формуле изобретения совокупности существенных признаков возможно усиление в сравнении с прототипом антимикробных и антиоксидантных свойств.

Существенными для достижения нового технического результата являются все отраженные в формуле изобретения признаки, а именно:

- определенный качественный состав добавки;

- определенные количественные показатели ингредиентов (только в пределах указанных в формуле изобретения диапазонов);

- использование некоторых ингредиентов только в виде предварительно приготовленного продукта взаимодействия с другим(и) ингредиентом(ами), например это раствор электроактивированной воды (анолит), пропиленгликоля и глицерина, а также продукт взаимодействия компонента природного происхождения с указанным раствором электроактивированной воды, пропиленгликоля, глицерина;

- использование определенных компонентов природного происхождения (только из числа перечисленных в формуле изобретения).

Добавку готовят путем перемешивания. Последовательность приготовления добавки: 1) смешение пропиленгликоля, глицерина и анолита; 2) добавление компонента растительного происхождения в приготовленный раствор пропиленгликоля, глицерина и анолита и последующее длительное перемешивание; 3) введение в полученный продукт (продукт взаимодействия компонента природного происхождения с раствором анолита, пропиленгликоля и глицерина) лимонной кислоты. Необходимость приготовления добавки именно в такой последовательности обоснована теоретически и экспериментально. Сначала необходимо смешать пропиленгликоль, глицерин и анолит, чтобы получить раствор, обладающий способностью осуществить вытяжку отдельных веществ, входящих в состав компонента природного происхождения, и сформировать их структуру. Формирование указанной структуры достигается только в условиях поддержания определенной величины рН среды. Именно поэтому лимонную кислоту, способную резко изменить рН среды, необходимо вводить последней из всех используемых в предлагаемой добавке ингредиентов.

Эксперименты с приготовлением добавки путем не последовательного, а одновременного смешения всех ингредиентов, не приводили к достижению нового технического результата в сравнении с прототипом.

При составлении добавки необходимо, чтобы общее количество электроактивированной воды (анолита), пропиленгликоля, глицерина, а также содержание других компонентов находилось в пределах, указанных в формуле изобретения, а соотношение припиленгликоля и глицерина составляло 3:1.

Для сохранения свежести мясного пищевого продукта предлагаемую добавку либо наносят на поверхность продукта методом окунания.

С учетом санитарно-гигиенических требований, количество добавки выбирают таким образом, чтобы содержание пропиленгликоля в добавке составляло не более 0,3 мас. % от массы обрабатываемого продукта.

Микробиологические тестовые испытания проводили по методике испытаний, предложенной в книге Э. Люк, М. Ягер. «Консерванты в пищевой промышленности», С-П ГИОРД, 2003, стр. 54 и описанной в Фармакопее XI. В качестве питательной среды была выбрана питательная среда Сабуро №2 (ГОСТ 10444.12). При испытаниях в нее добавляли различные количества исследуемого состава или вещества и высевали чистую культуру тестируемого микроорганизма (Penicilium cyclopium Westling ВКМ F-265). После нескольких дней инкубации исследовали различия в развитии культур микроорганизмов на отдельных образцах.

Также оценивали сроки начала роста микроорганизмов на обработанных образцах мясных пищевых продуктов, хранимых при комнатной температуре, по макроскопическим признакам появления плесени и подобных свидетельств порчи продукта.

Антиоксидантную активность предлагаемой добавки оценивали потенциометрически с использованием комплексов металлов (RU №2532406, публ. 10.11.2014). Сущность способа заключается в том, что определение антиоксидантной активности проводят по разности потенциалов, один из которых измеряется после прохождения химической реакции между антиоксидантами/оксидантами анализируемого вещества (добавки) и используемым реагентом, а второй - после следующей добавки реагента или анализируемого вещества.

В качестве реагента может быть использована окисленная форма металла в составе комплексного соединения. В этом случае антиоксиданты в составе анализируемой добавки реагируют с окисленной формой реагента. Определение проводят по двукратной добавке анализируемого вещества. Антиоксидантную активность рассчитывают по формуле (RU №2532406, публ. 10.11.2014):

где АОА - антиоксидантная активность, Мэкв; С - концентрация окисленной формы реагента в исходном растворе, М; αАОА=10^{(Е1-E2)⋅n⋅F/R⋅2,303} Е1 - потенциал, измеренный после введения первой добавки раствора анализируемого вещества, В; Е2 - потенциал, измеренный после введения второй добавки раствора анализируемого вещества, В; h - отношение общего объема добавленного раствора к объему первой добавки раствора.

В таблицах от 1 до 6 приведены составы добавок и результаты их испытания, доказывающие достижение нового технического результата в сравнении с прототипом, а также причинно-следственную связь между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом.

В таблице 1 приведены результаты сравнительного исследования антимикробной активности предлагаемой добавки и прототипа. Показано, что предлагаемая добавка обладает на 19-31% лучшими, чем прототип, антимикробными свойствами на примере хранения свежего мяса свинины и на 7-20% лучшими, чем прототип, антимикробными свойствами на примере хранения свежего мяса кур.

Примечание: количественные значения составов 1. 2, 3 даны в таблице 3; указаны средние значения показателей, полученные в серии экспериментов; проводились серии экспериментов с использованием различных компонентов природного происхождения, перечисленных в формуле изобретения; результаты были аналогичны

В таблице 2 приведены результаты сравнительного исследования антиоксидантной активности предлагаемой добавки и прототипа. Показано, что предлагаемая добавка обладает более высокими, чем прототип, антиоксидантными свойствами.

Примечание: количественные значения составов 1, 2, 3 даны в таблице 3; указаны средние значения показателей, полученные в серии экспериментов

Таблица 4 отражает результаты экспериментов, подтверждающих необходимость и достаточность совокупности ингредиентов, указанных в формуле изобретения; исключение хотя бы одного ингредиента приводит к невозможности достижения нового технического результата.

Таблица 5 подтверждает существенность количественных показателей; выход за указанные в формуле изобретения диапазоны приводит к невозможности достижения нового технического результата.

Таблица 6 отражает результаты экспериментов по исследованию влияния вида компонента природного происхождения на достигаемый результат; установлено, что все перечисленные в формуле изобретения компоненты (грейпфрута, розмарина) дают аналогичные результаты.

Добавка, сохраняющая свежесть мясных пищевых продуктов, содержащая лимонную кислоту, а также продукт взаимодействия компонента природного происхождения с раствором электроактивированной воды анолитом, пропиленгликоля и глицерина, в котором соотношение пропиленгликоля к глицерину составляет 3:1, при следующем соотношении исходных компонентов добавки, мас. %:

лимонная кислота	1,00-3,00
пропиленгликоль	30,00-72,00
глицерин	10,00-24,00
компонент природного происхождения	0,01-0,50
вода электроактивированная анолит	остальное,

при этом в качестве компонента природного происхождения используют СO₂ экстракт растительного сырья, включающий а) грейпфрут; б) розмарин.