RS20090574A - Postupak za pečenje i površinsku pasterizaciju prehrambenih artikala - Google Patents

Abstract

Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za pečenje i površinsku pasterizaciju pojedinačnih prehrambenih artikala. Pečenje i površinska pasterizacija se mogu kombinovati i sjediniti tako da formiraju jedan proces, ako se prema pronalasku, obezbedi da se tretman u vlažnoj atmosferi izvodi na temperaturi > 100°C, da se pasterizacija izvodi u sistemu za pečenje tokom postupka pečenja, da se tokom faze pasterizacije temperatura na površini proizvoda održava nekoliko stepeni ispod izabrane temperature tačke rose atmosfere, da se pasterizacija izvodi u toku 1-3 min, i da se u toku napredovanja ili kontinualnog pečenja odstranjuje voda kondenzovana na površini prehrambenih proizvoda i da se apsorpcija vode na zadnje pomenutom minimizira.

Description

Postupak za pečenje i površinsku pasterizaciju prehrambenih artikala

Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za pečenje i površinsku pasterizaciju prehrambenih artikala, a naročito semena sa visokim sadržajem ulja, kao što su bademi, lešnici, pekan orasi, orasi, kao i kikiriki, mekinje, cerealije, kafa, kakao i slično. Poljoprivredni i prehrambeni proizvodi normalno sadrže kako bezopasne, tako i potencijalno patogene mikroorganizme. U najvećem broju slučajeva, poljoprivredni proizvodi se obrađuju kao sveži ili im se trajnost produžava pomoću podesnih tehnoloških sredstava. Među postupke konzerviranja koji se koriste industrijski spadaju, između ostalog, sterilizacija ili pasterizacija dejstvom toplote, zračenjem jonizujućim zracima ili dejstvom gasova koji deluju letalno. Dva poslednja od pomenutih postupaka se mogu koristiti samo u ograničenoj meri, pošto je primena ovih postupaka striktno regulisana zakonom.

Poslednjih godina se pojavilo nekoliko izveštaja o slučajevima kontaminacije sirovih badema sa salmonelom. Radi povećanja bezbednosti proizvoda sa bademima, vlasti SAD su naredile da se počevši od jeseni 2007. celokupni urod badema pasterizuje ili tretira toplotom u dovoljnom stepenu. Pasterizacija badema i drugih vrsta semena sa visokim sadržajem ulja postavlja posebne zahteve u pogledu postupaka koji se primenjuju. Nije dozvoljeno da se sadržaj vode u bademima poveća u znatnijoj meri tretmanom ili tokom njega, jer se ovim umanjuju i sposobnost skladištenja, i integritet badema. Pored toga, sirovi bademi imaju tu tendenciju da im Ijuspa spadne sa semena, što se mora smatrati ozbiljnim gubitkom kvaliteta.

Pored toga, vlasti SAD su postavile zahtev da se pasterizacija može vršiti u toku narednih uobičajenih koraka prerade, kao što su, na primer, blanširanje ili pečenje. Pri tome se mora obezbediti dovoljna inaktivacija skupom svih ovih koraka prerade.

Do sada su bili opisani različiti uređaji i postupci za pečenje oraha i badema vrelim vazduhom. Kompilacija ovih postupaka se može naći kod sledećih autora: Finke (1965), Kleinert (1966), Gaupp (1978), Bockelmann (1987) ili Perren (1995). Postupci pečenja vrelim vazduhom imaju kao zajedničko to da se orasi izlažu suvom, vrelom vazduhu na temperaturi od 125°C do približno 600°C, zbog čega se orasi zagrevaju i peku u toku 8 do 60 minuta. Pečenje je karakterisano formiranjem faze pečenja. Pečenjem se sadržaj vode smanjuje na manje od 2.5%, a tekstura se modifikuje u krckavo-hrskavu i krtu teksturu. Pored toga, zbog pečenja se obrazuje boja u rasponu od svetio smeđe do tamno smeđe, kao i tipična aroma, a zbog pečenja se stvara i prijatan ukus.

Efikasna toplotna inaktivacija mikroorganizama obično se ostvaruje u atmosferi sa povećanom aktivnosti vode. Nasuprot tome, suvim zagrevanjem mikroorganizmi se inaktiviraju samo u ograničenoj meri. Pošto pečenje vrelim vazduhom predstavlja tretman u suvoj atmosferi, zato do sigurne inaktivacije mikroorganizama pečenjem suvim vazduhom dolazi tek posle veoma dugog vremena tretiranja, ili pak na visokim temperaturama.

Parametri koji su potrebni za ostvarivanje inaktivacije opisanih surogata Salmonella SE PT 30 sa redom magnitude od 4 log. jedinice opisani su u "Guidelines for Validation of Dry Roast Processes" publikovanom od strane Almond Board of Califomia. Opisana temperatura proizvoda koja se mora održavati tokom pečenja vrelim vazduhom ili pak odgovarajuće vreme neophodno radi minimalne toplotne inaktivacije su tako veliki da se pod ovim uslovima formira isključivo faza jakog pečenja, kao i odgovarajuće tamne boje zbog pečenja. Zbog toga je samo u slučaju veoma uznapredovalih faza pečenja moguće postići inaktivaciju mikroorganizama reda magnitude od 4 log. jedinica, koja pak prema propisima koje su donele vlasti SAD ne dozvoljava klasifikaciju "pasterizovano".

U dvofaznim procesu pečenja koji su opisali Perren et al. (1996), vreli vazduh se podvrgava vlaženju, što dovodi do povećanja atmosferske vlažnosti. Opisano povećanje vlažnosti u prvoj fazi procesa do približno 10%, ovde nije dovoljno za stvaranje atmosfere koja obezbeđuje sigurnu inaktivaciju vegetativnih mikroorganizama.

Sa druge strane, opisani su i postupci za sterilizaciju prehrambenih artikala, a naročito badema. Kompilacija odgovarajućih postupaka koji su prihvaćeni za pasterizaciju badema nalazi se na veb sajtu Almond Board of California

( www. almondsarein. com).

Mnogi opisani postupci pasterizacije se odnose na izolovani tretman proizvoda u vlažnoj atmosferi na temperaturama u opsegu između 60 i 100°C pod uslovima normalnog pritiska. Isključivi cilj ovih postupaka je smanjenje kontaminacije površine badema mikroorganizmima. Zbog kratkog trajanja procesa ovim postupcima se ne može ostvariti faza pečenja. Takođe sa ovim postupcima pasterizacije se ne ostvaruju ni sušenje proizvoda do < 2.5%, ni tipična tekstura, kao ni aroma i boje zbog pečenja.

Shodno tome, u stanju tehnike nije opisan postupak kojim je moguće pasterizovati orahe, bademe, seme sa visokim sadržajem ulja i druge pojedinačne proizvode, odnosno proizvode u rasutom obliku istovremeno ili u istom procesu na bezbedan način i peći ih u vrelom vazduhu.

Cilj predmetnog pronalaska je da se ostvari postupak tipa koji je opisan u uvodnom delu, pri čemu se pečenje vrelim vazduhom i pasterizacija prehrambenih proizvoda kombinuju i oba postupka se sjedinjuju.

Prema pronalasku ovaj cilj je ostvaren tako što se tretman u vlažnoj atmosferi izvodi na temperaturi > 100°C, što se pasterizacija izvodi u sistemu za pečenje, što se tokom faze pasterizacije temperatura na površini proizvoda održava na nekoliko stepeni ispod izabrane temperature tačke rose atmosfere, što se pasterizacija izvodi u toku 1 do 30 min, i što se u toku napredovanja ili produženog pečenja odstranjuje kondenzovana voda na površini prehrambenih proizvoda i što je apsorpcija vode na zadnje pomenutim minimizirana.

Ovime su stvoreni uslovi za inaktivaciju vegetativnih mikroba pod optimalnim uslovima i za kratko vreme. Proces pečenja se posle toga nastavlja i proizvodi se dovode do željenog stanja, odn. stepena pečenosti.

Pasterizacija je optimizirana time što se tretman izvodi u vlažnoj atmosferi, a prvenstveno na temperaturama između 50°C i 90°C, i što se tokom faze pasterizacije temperatura na površini proizvoda prvenstveno bira tako da se nalazi na 0°C do 8°C ispod temperature tačke rose izabrane za atmosferu. Poželjni primeri izvođenja postupka prema pronalasku mogu se naći u narednim zavisnim zahtevima 4 do 6.

Pronalazak će sada biti detaljnije opisan pomoću primera izvođenja. Na slikama nacrta prikazano je: Fig. 1 instalacija NR za pečenje vrelim vazduhom, snabdevena sa uređajem za ubrizgavanje pare za površinsku pasterizaciju tokom pečenja materijala koji treba da se ispeče, i Fig. 2 primer vremenskog odvijanja dvofaznog procesa pečenja, koji je prekinut fazom pasterizacije na uprosečenoj temperaturi od 105°C.

Opisani postupak se izvodi, na primer, u sistemu NR za pečenje vrelim vazduhom koji je prikazan na Fig. 1. Šarža proizvoda se priprema u posudi za pripremu i uvodi se u zonu 1 pečenja. Onda se pomoću ventilatora 4 aspirira, odn. isisava vazduh, koji je zagrejan gasom u gorioniku 5 i dovodi se centralno do zone 1 pečenja. Vreli vazduh za pečenje se uvodi u materijal koji treba da se ispeče preko rotacionog elementa u vidu mlaznice 3. Čim površinska temperatura materijala koji treba da se ispeče dostigne unapred određenu temperaturu pasterizacije u opsegu između 50 i 99°C, faza pasterizacije započinje.

Tokom faze pasterizacije zapremiski protok vazduha kroz zonu 1 pečenja se redukuje na 0 - 20 Nm3/h/kg proizvoda pomoću sistema 13 sa klapnom, i započinje ubrizgavanje pare u vreli vazduh preko ventila 11 i blende 12 sa redom magnitude od 0.01 - 15.0 kg pare/h/kg prehrambenog proizvoda. Količine vazduha i pare su tolike da temperatura tačke rose vrelog vazduha pomešanog sa parom leži približno 0 do 8°C iznad površinske temperature materijala koji treba da se ispeče. Zbog ove temperaturske razlike, voda se kondenzuje na površini proizvoda sve dok se njegova površinska temperatura ne izjednači sa temperaturom tačke rose ovlaženog vrelog vazduha. Zbog kondenzacije vode na površini se formira sloj vode, u kome postoje optimalni uslovi za inaktivaciju vegetativnih mikroorganizama. Zatim se ovi optimalni uslovi pasterizacije održavaju u toku 1 do 30 min, zajedno sa konstantnim protokom vlažnog vazduha i pri konstantnoj temperaturi vrelog vazduha, sve dok se ne ostvari efekat željene ili ciljane pasterizacije. Treba naglasiti da zbog povećanja temperature proizvoda za 8°C, na primer, dolazi do povećanja sadržaja vode od maks. 0.8%, jer je kondenzacija vodene pare na površini bazirana na približnoj apsorpciji od 0.1% vode po °C.

Posle faze pasterizacije se nastavlja dvostepeni proces pečenja, kao što je opisano u Perrin et al. (1996) i u Perrin i Escher (1997). U tom cilju se prekida uvođenje pare i povećava se zapreminski protok vrelog vazduha sve do unapred određenog stepena. U toku nastavka procesa pečenja prehrambeni proizvodi su još uvek suvi tokom prvog stepena procesa pečenja (koji se inače sastoji od dve faze pečenja). U drugom stepenu procesa pečenja se onda obezbeđuje željeni stepen pečenja sa unapred određenom temperaturom vrelog vazduha. Primer napredovanja dvostepenog procesa pečenja, kombinovanog sa fazom pasterizacije je prikazan na Fig. 2.

U cilju da se minimiziraju neželjene kvalitativne promene kod prehrambenih proizvoda neophodno je redukovati apsorpciju vode tokom faze pasterizacije što je više moguće. Ovo se može postići ako je površinska temperatura proizvoda usklađena sa temperaturom tačke rose određenom na osnovu izabranog zapreminskog protoka vazduha i pare. Iz ovoga rezultuje aktivna faza faze pasterizacije koja je neophodna za inaktivaciju mikroorgaizama. Primeri efekta pasterizacije isključivo za fazu pasterizacije badema u funkciji dužine tretmana i polazne temperature faze pasterizacije prikazani su u Tabeli 1.

Pomoću prikazane integracije faze pasterizacije u postupak za pečenje vrelim vazduhom omogućeno je da se prehrambeni proizvodi pasterizuju i ispeku pomoću vrelog vazduha u jednom jedinom koraku postupka. Pored toga, ostvareni efekat pasterizacije ne zavisi od stepena pečenja koji treba ostvariti. Na ovaj način moguće je lako pasterizovati bademe i druge prehrambene proizvode zavisno i ponovljivo u toku pečenja vrelim vazduhom, a da ne bude neophodno da se postigne tamna boja zbog pečenja ili pak visoki stepen pečenja.

Postupak pasterizacije koji je ovde opisan je takođe podesan i za kombinovanu pasterizaciju i za termičko tretiranje pečenjem drugog semena sa visokim sadržajem ulja, kao što su lešnici, pekan orasi, orasi, ali takođe i kikirikija, mekinja, cerealija, kafe, kakaa itd.

U toku procesa pečenja u vrelom vazduhu, postupak inaktivacije toplotom koji je ovde opisan podesan je za značajno smanjenje mikrobne površinske kontaminacije badema, semena sa visokim sadržajem ulja, kao i drugih pojedinačnih prehrambenih proizvoda sa srednjim ili malim sadržajem vode, pri čemu se kvalitativna svojstva pečenih prehrambenih proizvoda ne menjaju. Zbog toga se ovde radi o pasterizaciji koja je u skladu sa propisima koje su donele vlasti SAD, pošto se ovim postupkom ostvaruje redukcija mikroflore, a naročito salmonelle SE TP 30, za 5 log. jedinica.

Tabela 1

Parametri postupka za površinsku pasterizaciju sirovih badema inokulisanih sa Enterococcus faecium NRRL-B2354 u instalaciji NR za pečenje tokom pečenja u uređaju sa dvofaznim procesom pečenja. Pečenje je završeno posle faze pasterizacije i dve faze prvog koraka pečenja (faza 1: temperatura vazduha 170°C u toku 4 min; faza 2: temperatura vazduha 133°C u toku 4 min) radi detektovanja efekta koraka pasterizacije. Inicijalna kontaminacija sa E. faecium bila je 2<*>10<7>CFU/g (engl. cloud-forming unit/g, prev. broj formiranih kolonija/g, skr. bfk/g).

3

Bibliografija

Almond Board of California, 2007, "Guidelines for Validation of Dry Roast Processes", Modesto, CA.

H. Bockelmann, 1987, "Derzeitiger Entwicklungsstand der Herstellungstechnologie von gerosteten und gesalzenen Nussen" [Present State of the Development of the Production Technologv for Roasted and Salted Nuts], Sussvvaren 31 (1/2), 39-44

A. Finke, 1965, "Handbuch der Kakaoerzeugnisse" [Manual of Cocoa Products], Springer, publishers, Berlin

E. Gaupp, 1978, "Vom hellsten bis zum dunkelsten Braun" [From the Lightest to the Darkest Brown Color], Sussvvaren 22 (8), 22-29

J. Kleinert, 1966, "Einige Aspekte der Kakaobohnenrostung" [Some Aspects of Cocoa Bean Roasting], Gordian 66, 3 17

R. Perren, 1995, "Untersuchungen uber das Rčsten von Haselnussen"

[Research Regarding the Roasting of Hazelnuts], Dissertation ETH No.

11390, Svviss Technical University ETH, Zurich

R. Perren-Egli, T. Kerne, D. Sandmeier, K. Mayer-Potschak, 1996, "Verfahren zum Rosten von Olsamen und Vorrichtung zum Durchfuhren dieses Verfahrens" [Method for Roasting Oleaginous Seeds and Device for Executing this Method], European Patent Application EP 0 729 705 A2

R. Perren, F. Escher,1997, "Investigation on the Hot Air Roasting of Nuts", The Manufacturing Confectioner 77 (6), 123 - 127.

Claims (6)

1. Postupak za pečenje i površinsku pasterizaciju prehrambenih artikala, a naročito semena sa visokim sadržajem ulja, kao što su bademi, lešnici, pekan orasi, orasi, kao i kikiriki, mekinje, cerealije, kafa, kakao i slično, naznačentime, što se tretman u vlažnoj atmosferi izvodi na temperaturi > 100°C, što se pasterizacija izvodi u sistemu za pečenje tokom postupka pečenja, što se tokom faze pasterizacije temperatura na površini proizvoda održava nekoliko stepeni ispod izabrane temperature tačke rose atmosfere, što se pasterizacija izvodi u toku 1 do 3 min, i što se u toku napredovanja ili kontinualnog pečenja odstranjuje voda kondenzovana na površini prehrambenih proizvoda i što je apsorpcija vode na zadnje pomenutim minimizirana.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačentime, što se tretman izvodi u vlažnoj atmosferi, a prvenstveno na temperaturama između 50°C i 99°C.

3. Postupak prema zahtevu 1, naznačentime, što je u fazi pasterizacije temperatura površine proizvoda izabrana tako da se nalazi od 0°C do 8°C ispod izabrane temperature tačke rose atmosfere.

4. Postupak prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačentime, što se šarža proizvoda priprema u posudi za pripremu i uvodi u zonu (1) pečenja, što se pomoću ventilatora (4) isisava vazduh koji je zagrejan u gorioniku (5) pomoću gasa i centrano doveden do zone (1) pečenja i, čim površinska temperatura materijala koji treba da se ispeče dostigne temperaturu pasterizacije, započinje faza pasterizacije.

5. Postupak prema zahtevu 4, naznačentime, što se tokom faze pasterizacije zapreminski protok vazduha kroz zonu (1) pečenja redukuje pomoću sistema (13) sa klapnom, što se ubrizgavanje pare u vreli vazduh vrši preko ventila (11) i blende (12), i što su količine vazduha i pare takve da se temperatura tačke rose vrelog vazduha pomešanog sa parom nalazi približno 0 do 8°C iznad površinske temperature materijala koji treba da se ispeče.

6. Postupak prema zahtevima 4 i 5, naznačentime, što se u toku faze pasterizacije površinska temperatura proizvoda usklađuje sa temperaturom tačke rose određene na osnovu izabranog zapreminskog protoka vazduha i pare.