Przedmiotem wynalazku jest sposób przechowywania produktów spozywczych, w szczególnosci miesa, w srodowisku mieszaniny gazów o scisle okreslonym skladzie.Jakosc przechowywanych produktów spozywczych stosunkowo szybko ulega obnizeniu, w wyniku oddzialywania czynników fizykochemicznych, biochemicznych oraz mikrobiologicznych.Dotychczas znanych jest wiele fizycznych i chemicznych sposobów zapobiegania niekorzystnym zmianom przechowywanej zywnosci. Sposoby fizyczne polegaja na suszeniu, soleniu, wedzeniu, kwaszeniu, pasteryzacji, sterylizacji termicznej i radiacyjnej, konserwowaniu czy pakowaniu prózniowemu. Sposoby chemiczne polegaja natomiast na dodawaniu do zywnosci przeciwutleniaczy lub antybiotyków. Sposoby te powoduja jednak zmiane naturalnego skladu produktów spozywczych, zmiane cech organoleptycznych, a niektóre z nich wplywaja na obnizenie wartosci odzywczych.Wyzsza jakosc produktów w stosunku do utrwalania zywnosci sposobami fizycznymi i chemicznymi, mozna uzyskac przez mrozenie i chlodzenie. W przypadku owoców i warzyw mrozenie powoduje jednak nieodwracalne zmiany, przede wszystkim konsystencji miazszu, w wyniku czego mozliwosci wykorzystania produktów utrwalanych tym sposobem sa ograniczone. W produktach miesnych utrwalanych przez mrozenie zachodza zmiany fizyko-chemiczne i biochemiczne, glównie denaturacja ich skladników bialkowych. W zwiazku z tym jakosc miesa, w stosunku do swiezego, jest nizsza. Korzystniejsze wyniki, ze wzgledu na odwracalnosc procesu, uzyskuje sie stosujac chlodzenie. Jednakze czas przechowywania w dotychczas stosowanych warunkach, w porównaniu z przechowywaniem produktów miesnych skladowanych w temperaturze 0—4 C wynosi 3—14 dni.Glównymi skladnikami atmosfer gazowych stosowanych do przedluzenia czasu przechowywania miesa sa azot, dwutlenek wegla i tlen.Znane sa równiez prace z zastosowaniem innych gazów, takich jak podtlenek azotu (N20) i ozon (03).Mozliwosci wykorzystania podtlenku azotu (patent PRL nr 53410) sa ograniczone, nie tylko ze wzgledu na jego ocene, lecz glównie ze wzgledu na koniecznosc stosowania podwyzszonego cisnienia. Azot i dwutlenek wegla dzialaja hamujaco na rozwój drozdzy, plesni i tlenowych bakterii psychrofilnych.2 107 416 W przypadku produktów miesnych gazy te dzialaja powierzchniowo i nie wywieraja istotnego wplywu na psucie sie wewnetrznych warstw produktu. Obnizenie stezenia tlenu w stosowanych atmosferach, w porównaniu z jego zawartoscia w powietrzu, zwiania szybkosc przebiegu niekorzystnych procesów oksydacyjnych, na przyklad utlenianie tluszczów i mioglobiny oraz zapobiega rozwojowi niektórych grup drobnoustrojów.W przypadku produktów pochodzenia roslinnego obnizenie stezenia tlenu i zwiekszenie stezenia C02 powoduje korzystne zmiany zawartosci tych gazów w tkance roslinnej, w wyniku czego metabolizm ulega zwolnieniu. Od zawartosci tlenu zalezy bowiem intensywnosc oddychania. Dwutlenek wegla spelnia role regulatora procesów enzymatycznych towarzyszacych przemianie kwasów organicznych. Zwiekszenie zawartosci C02 w atmosferze zwalania reakcje dekarboksylacji takich kwasów jak szczawiowego, jablkowego, bursztynowe¬ go, pirogronowego, ketoglutarowego, a takze obniza aktywnosc niektórych enzymów tkankowych. Jak potwier¬ dzily badania wlasne istnieja graniczne przedzialy stezen 02 i C02, ponizej i powyzej których moga przebiegac niekorzystne zjawiska. Na przyklad przy zawartosci 02 ponizej 2% i C02 powyzej 10% moga zachodzic niekorzystne procesy anaerobowe oraz wystepuja choroby owoców i warzyw.Z publikacji Golovkin i Kondratev Prace Leningradzkiego Technologicznego Instytutu Przemyslu Chlodni¬ czego 1974, s. 25—34 znane jest przechowywanie prób miesa w nastepujacych srodowiskach gazowych: 99% N2 + 1% powietrza, 95% N2 + 5% powietrza, 90% N2 +10% powietrza, 99% C02 + 1% powietrza, 90% C02 + 10% powietrza, 20% C02 + 80%,powietrza 99% 02 + 1% powietrza, 97% N2 + 1% powietrza + 2% CO, 88% N2 + 10% powietrza+ 2% CO, 18% N2 + 79% C02 + 1% powietrza +2% CO w temperaturze od —5 —2°C. Z wykonanych badan wynika ze barwa miesa przechowywanego w atmosferze azotu zawierajacej niewielkie ilosci tlenu ulega pogorszeniu. Powierzchnia miesa pokrywa sie warstwa sluzu w wyniku rozwoju drobnoustrojów. Wysokie stezenie C02 hamuje wzrost drobnoustrojów, lecz nie zapobiega utlenianiu mioglobi¬ ny. Dodatek tlenku wegla wplywa korzystnie na utrwalenie barwy miesa.Wedlug publikacji Kulikovskaja i Baladina Cholodilnaja Technika 1973, 50 (3), s. 45 znane jest badanie wplywu atmosfera skladzie: 90% N2 + 10% 02,95% N2 + 5% 02,99,8% N2 + 0,2% 02, na czas przechowywa¬ nia miesa wolowego w temperaturze 0°C. Na podstawie szczególowych analiz mikrobiologicznych stwierdzono, ze w najkorzystniejszej atmosferze 99,8% N2 +0,2% 02 mieso zachowuje dobra jakosc wciagu 25 dni.W powietrzu oznaki zepsucia miesa wystepuja juz po 6 dniach przechowywania. Przewazajaca czesc mikroflory miesa przechowywanego w powietrzu stanowia bakterie z rodzaju Achromobacter i Flavobacterium, w atmosfe¬ rze zawierajacej 99,8% N2 bakterie Lactobacillus. Atmosfery zawierajace 5 i 10% 02 praktycznie nie daja zadnych korzysci w stosunku do przechowywania w powietrzu.Wedlug publikacji Partmana, Frank i Gutschmidt (Fleischwirtschaft 1970, 50, s. 1205 oraz Kaltetechnik 1971,23, s, 113) znane jest przechowywanie miesa wolowego, wieprzowego i cielecego w temperaturze 3 i 7°C przy wilgotnosci wzglednej 87-97% w nastepujacych mieszaninach gazów: 97% N2 + 3% 02, 99% N2 + 1% 02, 100% N2/02 ponizej 0,5%/, 30% C02 + 70% powietrza i 70% C02 + 30% powietrza. Na podstawie wyników oznaczen fizykochemicznych, mikrobiologicznych oraz oceny sensorycznej stwierdzono, ie mieso najlepiej przechowuje sie w atmosferze zawierajacej 100% N2(02 ponizej 0,5%). Atmosfera zawierajaca 70% C02 + 30% powietrza powoduje pociemnienie barwy miesa mimo zachowania dobrej jakosci. Czas przechowywania wynosi 6-8 dni. Równiez wedlug Pohja i Niinivadry (Fleischwirtschaft 1968, 37, s. 193) oraz Sacharowa (Pultry Meat, 1970, vol. 21/8 s. 32) azot o róznym stezeniu niejednakowo wplywa na jakosc miesa.Wedlug publikacji Jasineckij i Stefanovic (Cholodilnaja Technika 1972, 49 (10), s. 39) znane sa zmiany jakosci wolowiny przechowywanej przy temperaturze 0°C w powietrzu o zawartosci C02 podwyzszonej do 10% i-wilgotnosci wzglednej wynoszacej 90—95%. Czas przechowywania miesa w tych warunkach wynosi 30 dni. Po obnizeniu temperatury do —2°C, czesciowe wymrozenie wody, czas przechowywania wydluza sie o dalsze 10 dni (Stefanowie i inni: Mjasnaja Industrija SSSR, 1972 42 (11), s. 26).W podobnych warunkach odbywa sie równiez przewóz swiezego miesa z Australii i Nowej Zelandii do Anglii (Paszkowski: Chlodnictwo 1971, 6 (6), s. 23). Atmosfera ta stosowana jest takze do przedluzenia trwalosci drobiu i kielbasek frankfurdzkich (Przemysl Spozywczy 1969, 23, s. 72).Wedlug opisu patentowego RFN nr 1 916 749 do przedluzenia okresu trwalosci miesa, produktów mies¬ nych, ryb i drobiu, szczególnie uformowanych w male porcje opakowane w woreczki z folii gazoszczelnej, naj¬ lepiej nadaje sie srodowisko gazowe zawierajace co najmniej 70% objetosciowych tlenu. W przypadku gdy opa¬ kowane produkty miesne nie sa zamrozone srodowisko gazowe powinno zawierac takze, oprócz 70% objetos¬ ciowych tlenu, co najmniej 10% objetosciowych dwutlenku wegla. Wysokie stezenie tlenu w stosowanym sro¬ dowisku gazowym zapobiega rozwojowi drobnoustrojów na powierzchni opakowanych produktów, a w przypa¬ dku miesa czerwonego sprzyja takze zachowaniu przez nie korzystnej jasnoczerwonej barwy, znamiennej dla mie¬ sa swiezego.107 416 3 Zdania badaczy odnosnie wplywu wysokiego stezenia C02 na barwe przechowywanego miesa sa podzielone. Przykladowo wedlug Haines, Scott, Brooks i Ledward (Journal Food Science 1970, 35, s. 33) stezenia C02 wyzsze od 30% powoduja niekorzystna zmiane barwy podczas gdy Partmann i Bomar (Fleischwir- tschaft 1976, 56, s. 550) stwierdzili rozjasnienie barwy wolowiny przechowywanej w 100% C02. W innej pracy Partmann i Bomar (Fleischwirtschaft 1975,55, s. 1441) podali przydatnosc misszanin gazów do przechowywania wolowiny w temperaturze 1°C. Sposród trzech stosowanych w do&viadczeniach atmosfer 1/ 20% C02 +80% 02, 2/ 20% C02 + 10% 02 +70% N2 3/ 20% C02 + 50% 02 +30% N2 najkorzystniejsza, po 4 tygodniach przechowywania miesa, okazala sie atmosfera 1.Nadto stwierdzili, ze wysoka zawartosc tlenu w srodowisku gazowym stosowanym do przechowywania miesa sprzyja zachowaniu naturalnej jego barwy jedynie w poczatkowym okresie przechowywania, do 4 tygo¬ dni, pózniej nastepuje szybkie brunatnienie produktu. Z tego wzgledu stosowanie wysokich stezen 02 w czasie przechowywania miesa jest niecelowe, tym bardziej, ze w przypadku miesa i produktów miesnych o duzej za¬ wartosci tluszczu, tlen przyspiesza proces ich zepsucia na skutek przebiegu procesów oksydacyjnych. W czasie przechowywania owoców i warzyw wysokie stezenie tlenu w otoczeniu tych produktów prowadzi do szybkie¬ go ich zepsucia.Nad zastosowaniem róznych atmosfer do przedluzenia czasu przechowywania miesa pracowali równiez Nauman i Balasundram (Fleischwirtschaft 1975, 55, s. 555) Show i Nicol (XVth European Meat. Res. Workers Conf. Helsinki 1969), Huffman, Davis Mc Curie (Journal Food Science 1975, 40, s. 1229), D'Alessandria i Pagliaro (Fleischwirtschaft 1975, 55, s. 4582), Ruckij (Miedzynarodowa Konferencja. Obróbka chlodnicza i przechowy¬ wanie szybko psujacych sie produktów. Leningrad 1973), 0'Keef i Hood (Fleischwirtschaft 1975, 55, s. 553 i inni.Na podstawie wyników przedstawionych prac nie mozna jednoznacznie ustalic najkorzystniejszych warunków w odniesieniu do czasu przechowywania miesa. Zadna z opublikowanych prac nie uwzglednia mozliwosci równoczesnego stosowania mieszaniny gazów o scisle okreslonym skladzie i temperatury krioskopo- wej bez mozliwosci tworzenia sie krysztalów lodu w przechowywanym produkcie.Celem wynalazku jest przedluzenie okresu chlodniczego przechowywania produktów zywnosciowych w szczególnosci miesa, przy równoczesnym zachowaniu wysokiej ich jakosci oraz wartosci odzywczej.Istota wynalazku jest przedluzenie okresu przechowywania zywnosci w srodowisku skladajacym sie z mieszaniny gazów o scisle ustalonym skladzie przy równoczesnym stosowaniu temperatury krioskopowej oraz odpowiedniej wilgotnosci wzglednej. Srodowisko ochronne wytwarza sie wokól przechowywanego produktu po uprzednim usunieciu powietrza. Sklad mieszaniny gazów w zaleznosci od wlasciwosci przechowywanego produktu przedstawia sie nastepujaco: tlen 02 -,nie wiecej niz 3% dwutlenek wegla C02-10-30%, tlenek wegla CO ewentualny dodatek w ilosci nie wiekszej niz 1%, azot N2 — uzupelnienie skladu mieszaniny do 100%, W przypadku, miesa wolowego najkorzystniejsza atmosfera jest mieszanina gazów skladajaca sie z 18% C02 +81% N2 + 1% 02. Podany sklad mieszaniny gazów dziala ze skutkiem istotnym i zaskakujacym w temperaturze krioskopowej przechowywanego produktu, powodujac 3—4 krotne przedluzenie czasu przecho¬ wywania swiezego miesa, w stosunku do dotychczas stosowanych metod przchowywania w warunkach chlod¬ niczych (srodowisko powietrza, temperatura 0—4°).Wedlug wynalazku swieza zywnosc umieszcza sie w gazoszczelnych pojemnikach, w gazoszczelnych komorach chlodniczych, w opakowaniach gazoszczelnych itp. a nastepnie z pojemnika usuwa sie powietrze wprowadza azot oraz dwutlenek wegla w ilosci potrzebnej do uzyskania zadanego skladu mieszaniny gazów.Wraz z powietrzem usuwa sie z otoczenia produktu róznego rodzaju zanieczyszczenia i zakazenia, co w odróznie¬ niu od innych metod wplywa dodatkowo na polepszenie warunków przechowywania. Produkty przechowuje sie w temperaturze równej ich temperaturze krioskopowej.Zadany sklad mieszaniny gazów mozna uzyskac kilkoma sposobami: A/ przez wypieranie powietrza z pojemnika za pomoca azotu lub dwutlenku wegla, B/ przez wypieranie powietrza z pojemnika mieszanina gazów, w której przechowywane sa produkty spozywcze, C/ przez ewakuacje powietrza z pojemnika za pomoca pompy prózniowej, a nastepnie dodanie do pojemnika poszczególnych gazów w ilosciach potrzebnych do uzyskania zadanego skladu mieszaniny, D/ przez ewakuacje powietrza z pojemnika za pomoca pompy prózniowej, a nastepnie wypelnienie go mieszanina gazów o wczesniej ustalonym skladzie. Ze wzgledu na male zuzycie gazów najkorzystniej jest stosowac sposoby C i D. Wymagaja one jednak uzycia pojemników o odpowiedniej wytrzymalosci scian.Mieszanine gazów mozna tez stosowac w czasie pakowania zywnosci w gazoszczelne opakowania. Dodatkowy efekt przedluzenia czasu przechowywania zywnosci mozna uzyskac przez stosowanie, oprócz mieszaniny gazów i temperatury krioskopowej, promjeniowania gamma dawce 0,5—5,0 kGy.4 107 41& Sposób wedlug wynalazku ilustruje blizej podany przyklad.Przyklad. Próby miesa wolowego (musculus biceps femoris) pobrano bezposrednio z Zakladów Miesnych i umieszczono w pojemnikach gazoszczelnych znajdujacych sie w komorze chlodniczej o temperaturze —1°C. Poszczególne pojemniki napelniono jedna z osmiu atmosfer gazowych: 1/ 100% N2, 2/ 100% C02 3/ 99% C02 + 1% 02, 4/ 95% C02 + 5% 02, 5/ 10% C02 + 89% N2 + 1% 02, 6/ 18% C02 + 81% N2 + 1% 02, 7/ 30% C02 +69% N2 i 1% 02 8/ powietrze. Pojemniki napelniono w ten sposób, ze najpierw usuwano z nich powietrze, a nastepnie doprowadzano poszczególne skladniki atmosfer. Powietrze z pojemników usuwano przez wypieranie go azotem lub dwutlenkiem wegla wzglednie przez odessanie powietrza za pomoca pompy prózniowej. Ocene jakosci przechowywanego miesa prowadzono w odstepach 7 dniowych, stosujac nastepujace oznaczenia analityczne: zabarwienie powierzchni miesa, stezenie jonów wodorowych, zdolnosc utrzymywania wody, wyciek termiczny, naturalne ubytki masy, zawartosc azotu ogólnego i niebialkowego, zawartosc azotu rozpuszczalnego i aminowego, ocena mikrobiologiczna oraz ocena organoleptyczna. Ocena mikrobiologiczna obejmowala ogólna liczbe drobnoustrojów liczbe i charakter drobnoustrojów w mikroskopowym preparacie odcinkowym obecnosc gronkowców chorobotwórczych, wystepowanie paleczek z grupy duru i czerwonki miano laseczek beztlenowych przetrwalnikujacych, miano enterokoków oraz miano coli.Po uplywie 14 dni mieso przechowywane w powietrzu wykazywalo wyrazne cechy zepsucia a po 3 tygodniach mieso to nie nadawalo sie w ogóle do spozycia. Wystapil wyrazny zapach gnilny, a powierzchnia miesa pokryta byla warstwa sluzu. Stwierdzono równiez rozluznienie konsystencji miesa. W tym czasie na próbach miesa przechowywanych w atmosferze 1 pojawil sie sluz, nastapila zmiana barwy oraz byl wyczuwalny obcy zapach. Próby przechowywane w pozostalych atmosferach odznaczaly sie dobra jakoscia, przy czym w przypadku mieszanin 3 i 4 stwierdzono istotne pogorszenie barwy powierzchni miesa. Po 4 tygodniach próby przechowywane w atmosferze 1 byly calkowicie zepsute, w mieszaninie 4 powierzchnia prób miesa miala zmieniony wyglad, wystapil sluz i wyczuwalny obcy zapach. W warunkach atmosfer 2 i 3 zaobserwowano silne brunatnienie zewnetrznych warstw miesa przenikajace stopniowo w glab tkanki. Pierwsze oznaki obnizenia jakosci miesa przechowywanego w mieszaninie 5 wystapily po 35 dniach, w tym czasie jakosc miesa w atmosfe¬ rach 6 i 7 byla jeszcze wysoka. Po 43 dniach mieso przechowywane w mieszaninie 5 nie nadawalo sie do bezposredniego spozycia. Próby pozostale to znaczy przechowywane w waiunkach 6 i 7 mogly byc spozywane bez zastrzezen, z tym jednak, ze barwa prób w atmosferze 7 byla ciemniejsza niz w atmosferze 6. Wskazniki mikrobiologicznej oceny jakosci miesa przechowywanego w mieszaninach 6 i 7 odpowiadaly wymaganiom dobrej jakosci miesa. Próby skladowane w warunkach 2 i 3 odznaczaly sie równiez dobra jakoscia pod wzgledem mikrobiologicznym., lecz zabarwienie powierzchni tych prób bylo zmienione w takim stopniu, ze nie nadawaly sie one do spozycia.Z przytoczonego przykladu wynika, ze najkorzystniejsza do dlugotrwalego przechowywania swiezego miesa wolowego jest mieszanina gazów o skladzie 18% C02 + 81% N2 + 1% 02. Czas przechowywania miesa w tych warunkach jest ponad 3-krotnie dluzszy od czasu przechowywania miesa w powietrzu o temperaturze krioskopowej.W stosunku do dotychczas stosowanych warunków chlodniczych (temperatura 0—4°C) czas ten jest nawet 4-7 razy dluzszy. Ubytki naturalne miesa sa okolo 2-krotnie nizsze niz w powietrzu. Badania wykazaly równiez ze sposób napelniania pojemnika mieszanina gazów nie wywiera wplywu na jakosc przechowywanego produktu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przechowywania produktów spozywczych przez obnizenie szybkosci niekorzystnego dzialania czynników fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych, przy uzyciu srodowiska gazowego zawierajacego dwutle¬ nek wegla, tlen i azot, znamienny tym, ze swieze produkty spozywcze umieszcza sie w pojemnikach ga¬ zoszczelnych lub opakowaniach, które po uprzednim usunieciu z nich powietrza wypelnia sie mieszanina gazów o skladzie: tlen nie wiecej niz 3%, dwutlenek wegla w zaleznosci od wlasciwosci produktu 10—30% i ewentualny dodatek tlenku wegla w ilosci nie wiekszej niz T%, azot uzupelnienie do 100%, przy czym stosuje sie tempera¬ ture mieszaniny gazów równa temperaturze krioskopowej przechowywanych produktów, a wilgotnosc wzgledna 92-94%. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze korzystnie stosuje sie mieszanine gazów o skladzie: 18% C02 + 81% N2 + 1% 02. 3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze powietrze usuwa sie z pojemników lub opakowan przez wypieranie go azotem lub dwutlenkiem wegla. 4. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze powietrze usuwa sie z pojemników lub opakowan za pomoca pompy prózniowej.Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 zl PL