Способ обработки питьевой минеральной воды и напитка на на ее основе

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве бутилированных природных и минеральных вод, алкогольных и безалкогольных напитков, вин, мягкого мороженого и других пищевых продуктов. Способ заключается в том, что осуществляют аэрацию жидкости смесью, содержащей благородный газ; в качестве благородного газа используют аргон. Содержание аргона в газовой смеси поддерживают в количестве не менее 3 об.%, а обработку проводят до достижения равновесной концентрации газа в водной системе. Данное изобретение позволяет повысить биологическую ценность питьевых и минеральных вод, а также напитков на их основе за счет уничтожения вредных долгоживущих радикалов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве бутилированных природных и минеральных вод и других пищевых продуктов на их основе.

При производстве бутилированных природных и минеральных вод, алкогольных и безалкогольных налитков используется их обработка и/или насыщение газами. Газы имеют различное назначение и выступают как средства консервирования, придания дополнительных вкусовых качеств и целебных свойств.

Так, в качестве средства для консервирования и придания вкуса давно используется двуокись углерода. Известен безалкогольный тонизирующий напиток "Летний день", содержащий сахар, лимонную кислоту, экстракт растительный конденсированный, воду. В качестве консервирующего агента используется двуокись углерода (RU 2061393 C1, A 23 L 2/00, 10.06.1996). В другом безалкогольном напитке "Vita-Tonus", содержащем сок лимонника, экстракты элеутерококка и чаги, масло горько-миндальное, сахар, пектин, лимонную кислоту, консервант и воду, также использована двуокись углерода (RU 2060697 C1, A 23 L 2/00, 27.05.1996).

В другом изобретении описан лечебно-профилактический напиток, содержащий деминерализованную и дегазированную воду, а также этанол, фторуглеродные соединения, антиоксиданты, вкусовые добавки. Полученный раствор под избыточным давлением насыщают кислородом (RU 2151527 C1, A 23 L 2/00, 27.06.2000). Отмечается перспективность использования напитка для профилактики гастритов, язвенной болезни и других заболеваний, связанных с нарушениями функций печени, а также для спортсменов, так как улучшает кислородный баланс печени, ускоряя синтез гликогена и белков.

Известен способ получения целебной питьевой воды (RU 2010772 C1, C 02 F 9/00, 15.04.1994). Способ предусматривает подготовку воды, ее очистку с получением талой воды и насыщение газом. В качестве газа рекомендуется использовать углекислый газ и/или смесь последнего с благородным газом - ксеноном (ближайший аналог).

Задачей изобретения является расширение класса газифицирующих добавок для вод и напитков, позволяющих повысить их биологическую ценность.

Технический результат - повышение биологической ценности вод и напитков на их основе за счет снижения концентрации долгоживущих радикалов, представляющих опасность при потреблении человеком с пищей.

Технический результат достигается тем, что способ обработки питьевой, минеральной воды и напитка на ее основе включает аэрацию газовой смесью, содержащей благородный газ, в котором в качестве благородного газа используют аргон. Содержание аргона в газовой смеси поддерживают в количестве не менее 3 объемных процента, а обработку проводят до достижения равновесной концентрации газа в жидкости.

Способ может характеризоваться тем, что аэрацию проводят путем барботажа жидкости газовой смесью, а укупорку в тару осуществляют под избыточным давлением газовой смеси.

Способ может характеризоваться также тем, что аэрацию проводят путем барботажа жидкости газовой смесью, а укупорку осуществляют в герметичную тару.

Патентуемый способ основан на следующих предпосылках и экспериментальных данных.

Известно, что аргон, подобно ксенону, оказывает биологическое воздействие на живой организм и растения (см., например, статью "Аргон" // Популярная библиотека химических элементов, кн. первая, М.: Наука, 1983, с.250-251), растворяется в воде (3,29 см³ в 100 г воды при 20^oС) и еще лучше в органических жидкостях. Аргон имеется и в воде (0,3 г в литре морской и до 0,55 см³ пресной воды), а общее его содержание на Земле больше всех прочих элементов его группы, вместе взятых.

В процессе экспериментов установлено, что при обработке питьевых, минеральных вод и напитков на их основе газами, включающими в свой состав аргон, в указанных продуктах значительно повышается биодоступность растворенного в воде кислорода, и как следствие снижается концентрации радикальных и ион-радикальных частиц, особенно так называемых долгоживущих радикалов, представляющих опасность при потреблении человеком с пищей. Иными словами, аргон вызывает активацию активных форм кислорода при обработке водных сред. Активные формы кислорода, являясь короткоживущими ион-радикальными частицами, уничтожают вредные долгоживущие радикалы, поскольку, как известно, радикал можно уничтожить только радикалом.

Из источников информации не следует возможность осуществления эффекта придания целебных свойств природным и минеральным водам и напиткам на их основе посредством аргона. Описываемый эффект также не следует из химических свойств аргона как благородного инертного газа. Что касается известности использования аргона (порознь или совместно с другими инертными газами) для обработки пищевых продуктов: натуральных вин с использованием упаковки "bag-in-box" (GB 2330761 А, 05.05.1999), стерилизации продуктов (DE 4410116, 28.09.1995), при приготовлении мягкого мороженого (GB 2304523A, 26.07.1997), то в этих источниках не раскрывается возможность снижения уровня долгоживущих радикалов в обрабатываемых водосодержащих пищевых средах.

Для обоснования режимов осуществления способа проведены контрольные эксперименты по насыщению модельного водно-солевого раствора как чистыми аргоном и азотом, так и их смесями в различных концентрациях. Различные концентрации смеси газов создавали путем регулировки парциального давления каждого газа при их истечении в смесительную камеру, из которой в дальнейшем газ поступал в сосуд с обрабатываемым водно-солевым раствором.

При пропускании аргона через насыщенный водно-солевой раствор, при неизменности внешних условий, выпадения минерального осадка не наблюдалось. Эксперимент, проведенный с водой "Славяновская" (натуральная минеральная лечебно-столовая природная подземная питьевая вода с минерализацией 3-4 г/л по ГОСТ 13275-88, производство 000 "Славяновская", г. Железноводск), также подтвердил результат, полученный в модельном эксперименте.

Оценка биологической активности объективизировалась посредством хемилюминесцентного (XЛ) метода определения вредных радикальных и ионрадикальных частиц в водной среде. Динамика развития ХЛ вспышки свидетельствует о том, что процесс активации является равновесным, что связано с заменой одних растворенных газов на другие.

Исследование XЛ воды и водно-солевого раствора, проведенное при насыщении смесью газов "аргон-азот" в соотношении (1:0, 1:1, 0,5:1, 0,01:1, 0:1), для обоснования существенных признаков способа показало следующее. Статистически достоверное увеличение ХЛ регистрировалось только для первых трех смесей газов (соотношения 1:0, 1:1 и 0,5:1 соответствуют количеству аргона в смеси 3 об. % и более). При соотношениях 0,01:1 и 0:1 смеси "аргон-азот" (количество аргона в смеси менее 3 об.%) ХЛ раствора находится в пределах статистической ошибки эксперимента. В соответствии с этими экспериментами достоверное увеличение ХЛ из водного раствора свидетельствует об активации активных форм кислорода при обработке воды аргоном содержанием 3 об.% и более, при этом другой химически инертный газ - азот при таких же режимах не дает развития ХЛ при его продувании через исследуемый раствор.

Обработку природной или минеральной воды и напитков на их основе возможно проводить с использованием традиционных средств, широко известных как в практике химической технологии, так и в пищевой промышленности - барботеров, сатураторов и пр. В процессе подготовки напитков на основе специально подготовленной питьевой воды, подвергаемой многостадийной обработке (например, воздействие физическими методами: излучением, электрическим током и пр.), насыщение газовыми смесями с аргоном следует проводить на заключительных стадиях перед розливом в тару с последующим укупориванием.

Пример 1. Исходную натуральную минеральную воду (скважина 4 завода по розливу минеральной воды "Вереск", г. Кашин, Тверская обл., Россия), имеющуюся в продаже под маркой "Анна Кашинская", подвергали газированию газовой смесью 85% аргона и 15% воздуха. Обработку проводили до достижения равновесной концентрации газа в водной системе, которую определяли по выходу на плато люминол-зависимой хемилюминесценции в пробах обрабатываемой воды. Аэрацию проводили путем барботажа газовой смеси через упомянутую среду в течение 5 мин, а укупорку в тару осуществляли под избыточным давлением (2 атм) газовой смеси.

В результате испытания напитка, обогащенного аргоном, установлено, что он обладает тонизирующим эффектом. Содержание радикальных и ион-радикальных частиц (по отношению к необработанной аргоном воде) показало их значительное снижение (в ряде опытов более чем на порядок).

Пример 2. Подготовленная питьевая вода использовалась для приготовления 100% сока яблочного, восстановленного из натурального концентрированного яблочного сока с добавлением яблочного пюре и без введения сахара. После смешения воды и яблочного концентрата смесь барботировали аргоном, а затем упаковывали. По оценкам потребителей, органолептические свойства напитка были значительно более выражены по сравнению с контрольным напитком, в котором барботаж осуществлялся другим инертным газом - азотом.

Пример 3. Подготовленная питьевая вода использовалась для приготовления напитка на основе сухого концентрата "Инвайт+". После смешения воды и концентрата "Инвайт+" смесь барботировали аргоном или смесью, содержащей 80% аргона и 20% углекислого газа, а затем упаковывали. По оценкам потребителей, органолептические свойства напитка в обоих случаях улучшились по сравнению с напитком, в котором барботаж не осуществлялся или аргон был заменен азотом.

Следует особо отметить, что при проведении обработки вод с использованием инертного газа аргона или газовой смеси на его основе органолептические свойства улучшаются, что позволяет подчеркнуть их традиционный вкус.

Промышленная применимость. В качестве средств для насыщения жидких сред аргоном могут быть использованы устройства для насыщения напитков диоксидом углерода (RU 2159058 С2, A 23 L 2/00, 20.11.2000) или другие устройства-сатураторы, содержащие смесители и колонки насыщения.

Формула изобретения

1. Способ обработки питьевой минеральной воды и напитка на ее основе, включающий аэрацию жидкости смесью, содержащей благородный газ, розлив и укупорку в тару, отличающийся тем, что в качестве благородного газа используют аргон, содержание аргона в газовой смеси поддерживают в количестве не менее 3 об.%, а обработку проводят до достижения равновесной концентрации газа в жидкости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрацию проводят путем барботажа жидкости газовой смесью, а укупорку в тару осуществляют под избыточным давлением газовой смеси.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрацию проводят путем барботажа жидкости газовой смесью, а укупорку в тару осуществляют в герметичную тару.