Пищевая композиция и способ обеспечения защиты скоропортящегося твердого пищевого материала (варианты)
Изобретение относится к композициям, обладающим прямым антимикотическим действием и способам нанесения таких композиций. Пищевая композиция содержит пищевой материал, подверженный порче вследствие роста в нем плесени, грибков или дрожжей, и натамициновый материал, предназначенный для людей, в виде частиц со средним диаметром частиц 10 микрон или менее, или средним значением отношения площади поверхности частиц к массе по крайней мере 2 м2/г, диспергированный на поверхности или в скоропортящемся пищевом продукте при концентрациях от 1 части натамицина на миллион до 5 частей натамицина на миллион. Способ обеспечения защиты скоропортящегося пищевого материала включает диспергирование натамицинового материала таким образом, чтобы натамицин присутствовал в концентрациях от 1 части натамицина на миллион до 5 частей натамицина на миллион, или включает диспергирование сыпучего натамицинового материала, имеющего средний диаметр частиц 10 микрон или менее или имеющего отношение площади поверхности к массе по крайней мере 2 м2/г на поверхности или в скоропортящемся материале. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.
Область техники.
Настоящее изобретение относится к новой композиции, обладающей прямым антимикотическим действием, композициям, содержащим новый материал, обладающий прямым антимикотическим действием, и способам использования таких композиций.
Уровень техники.
Некоторые продукты питания являются скоропортящимися материалами, подверженными росту плесени, дрожжей или грибков. Рост плесени, дрожжей или грибков на таких продуктах питания может существенно уменьшить срок их хранения и использования. Например, молочные продукты, в частности сыр, и мясные продукты, в частности ферментированные мясные продукты, такие как сосиски и пепперони, особенно подвержены порче из-за роста плесени, дрожжей и грибков, в результате чего они становятся непригодными для еды.
Антимикотические материалы представляют собой материалы, ингибирующие рост плесени, дрожжей и грибков. Антимикотические материалы обычно добавляют в скоропортящиеся продукты, подверженные росту плесени, дрожжей или грибков, для ингибирования роста подобных материалов в пищевых продуктах и увеличения срока их хранения.
Антимикотические материалы, которые добавляют в пищевые продукты для увеличения срока их хранения и использования, ингибируют рост плесени, дрожжей и грибков либо по косвенному, либо по прямому механизму. Материалы, обладающие косвенным антимикотическим действием, представляют собой материалы, такие как ферментно-углеводные смеси, совместное взаимодействие которых с кислородом в запечатанной упаковке пищевых продуктов приводит к удалению и исчерпанию кислорода в упаковке, содержащей антимикотическую смесь, и ингибированию, таким образом, роста кислородозависимых плесени, дрожжей и грибков. Композиции, обладающие прямым антимикотическим действием, представляют собой материалы, наносимые на поверхность или внутрь пищевых продуктов и ингибирующие рост плесени, дрожжей или грибков путем прямого контакта с плесенью, дрожжами или грибками, зачастую за счет ингибирования развития клеточных мембран плесени, дрожжей или грибков. Материалы, обладающие прямым антимикотическим действием, зачастую более предпочтительны, так как композиции, обладающие косвенным антимикотическим действием, являются эффективными только до тех пор, пока пищевые продукты остаются в запечатанных упаковках, и не обеспечивают антимикотическую защиту продуктов после того, как упаковка распечатана.
Особенно предпочтительным антимикотическим препаратом прямого действия является натамицин. Натамицин является одним из нескольких антимикотических препаратов прямого действия, одобренных в качестве пищевых добавок Комиссией по Пищевым и Лекарственным Материалам при правительстве США. Натамицин является коммерчески доступным препаратом, например, под названием Delvocid® производства Gist-Brocades Food Ingredients, Inc., King of Prussia, PA 19406, или под названием Natamax® производства Cultor Food Science, Ardfley, NY 10502. Коммерчески доступный натамицин может быть в виде чистого продукта или в виде смеси с разбавителем, таким как лактоза или хлорид натрия.
Натамициновые материалы активны при относительно низких концентрациях. Показано, что в среде агара натамицин проявляет антимикотическую активность при концентрациях выше 1 части на миллион (″ррm″). Как описано в патенте США №5902579, в кормовых смесях для животных концентрация антимикотического препарата натамицина в ферментативно сбраживаемой биомассе может быть предусмотрена на уровне 1.1-110 ррm.
Однако до настоящего изобретения для эффективного контроля роста плесени, дрожжей и грибков в нежидких пищевых продуктах, предназначенных для людей, требовались концентрации натамицина выше 5 ррm частично по причине того, что традиционный натамицин, предназначенный для людей при равномерном распределении в пищевом продукте при очень низких концентрациях не обладает достаточной антимикотический активностью для предотвращения роста плесени, дрожжей или грибков. В молочной промышленности, например, для обеспечения эффективной защиты молочных продуктов, таких как сыр, от порчи вследствие роста плесени, дрожжей или грибков требуются концентрации натамицина выше 5 ррm, обычно от 6 ррm до 20 ррm.
Желательно было получить натамициновый материал, обладающий эффективным антимикотическим действием при очень низких концентрациях. Натамицин является чрезвычайно дорогим веществом, и снижение его количества, необходимого для эффективного антимикотического действия в пищевых продуктах, предназначенных для людей, приведет к значительным экономическим выгодам.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение представляет собой антимикотический материал, содержащий сыпучий натамициновый материал со средним диаметром частиц 10 микрон или меньше. В предпочтительном варианте осуществления изобретения композиция включает также сыпучий материал, предотвращающий слипание, находящийся в контакте с частицами натамицина.
Настоящее изобретение представляет собой также антимикотическую композицию, содержащую натамициновый материал, имеющий отношение средней площади поверхности к массе частиц по крайней мере 2 м2/г. В предпочтительном варианте осуществления изобретения композиция содержит также сыпучий материал, предотвращающий слипание, находящийся в контакте с частицами натамицина.
Кроме того, настоящее изобретение представляет собой композицию, содержащую скоропортящийся пищевой продукт и натамициновый материал, предназначенный для людей, который диспергирован на поверхности или в скоропортящемся пищевом продукте. Скоропортящийся пищевой продукт подвержен порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков. Натамициновый материал присутствует в пищевом материале в концентрациях от 1 части на миллион (ррm) до 5 частей на миллион (ррm) и обеспечивает эффективное антимикотическое действие по отношению к пищевому материалу. Настоящее изобретение также включает способ обеспечения защиты скоропортящихся пищевых материалов от плесени, дрожжей или грибков путем диспергирования натамицинового материала в пищевом материале таким образом, что натамицин присутствует в пищевом материале в концентрациях от 1 ppm до 5 ppm. Антимикотический материал эффективен для обеспечения защиты от роста плесени, дрожжей или грибков при концентрации натамицина от 1 до 5 ppm.
Кроме того, настоящее изобретение представляет собой композицию, включающую скоропортящийся материал, подверженный порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков, и натамициновый материал, диспергированный на поверхности или в скоропортящемся материале, причем натамициновый материал имеет средний диаметр частиц 10 микрон или меньше. Изобретение также включает способ обеспечения защиты скоропортящегося материала, в котором диспергирован натамициновый материал со средним диаметром частиц 10 микрон или меньше, от роста плесени, дрожжей или грибков.
Кроме того, настоящее изобретение представляет собой композицию, включающую скоропортящийся материал, подверженный порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков, и натамициновый материал, имеющий отношение площади поверхности к массе частиц по крайней мере 2 м2/г, диспергированный в скоропортящемся материале. Изобретение также включает способ обеспечения защиты скоропортящегося материала, в котором диспергирован натамициновый материал, имеющий отношение площади поверхности к массе частиц по крайней мере 2 м2/г, от роста плесени, дрожжей или грибков.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой фотографию обычного коммерчески доступного натамицинового материала с 800-кратным увеличением.
Фиг.2 представляет собой фотографию натамицинового материала, полученного согласно данному изобретению, с 800-кратным увеличением.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
Термин "эффективная" применительно к описанию антимикотического действия (антимикотической активности) означает: способность предотвращать видимый рост плесени, дрожжей и грибков на поверхности или внутри среды, подверженной такому росту при температуре 40-45°С в течение 40 дней. Фраза "предназначенный для людей" означает пищевой продукт или ингредиент, который признан безопасным для людей при потреблении в пищу. Термин "материал, предотвращающий слипание" означает материал, который увеличивает сыпучесть субстрата, в котором диспергирован материал, предотвращающий слипание. Термин "разбавитель" используется согласно традиционному значению и, кроме того, включает твердые разбавители, такие как порошкообразная лактоза или хлорид натрия. Термин "натамициновый материал" означает натамицин вместе с любыми смешанными с ним разбавителями.
Как показано на Фиг.1, традиционные, коммерчески доступные натамициновые композиции содержат много больших частиц произвольной формы. Обычно средний диаметр частиц в таких традиционных, коммерчески доступных натамициновых композициях находится в пределах от 10 до 60 микрон. Меньших размеров частиц избегают, так как для получения натамицинового материала со средним диаметром частиц 10 микрон или меньше требуются особые способы обработки и потому, что такие маленькие частицы (10 микрон в диаметре или меньше) при хранении в сухом виде склонны к агломерации с образованием частиц большего размера.
В настоящем изобретении используется открытие, что сыпучий натамициновый материал, состоящий из частиц очень маленького диаметра, в частности имеющих средний диаметр 10 микрон или меньше, является значительно более эффективным в качестве антимикотического препарата, чем частицы большего диаметра обычного натамицинового материала. Натамициновый материал по настоящему изобретению имеет большее по сравнению с традиционными натамициновыми материалами отношение площади поверхности к массе благодаря маленькому размеру частиц. Поэтому натамициновый материал по настоящему изобретению является более эффективным в качестве ингибитора роста плесени, дрожжей и грибков, чем традиционные натамициновые материалы благодаря тому, что большая поверхностная площадь натамицинового материала, приходящаяся на единицу его массы, оказывается доступной для прямого контакта с плесенью, дрожжами или грибками.
Кроме того, маленький размер частиц такого натамицинового материала позволяет более равномерно диспергировать антимикотический материал на единицу массы или в субстрате, обеспечивая, таким образом, более эффективную защиту всего субстрата от роста плесени, дрожжей и грибков. Вследствие относительного размера частиц традиционные натамициновые композиции, содержащие частицы большего диаметра, при низких концентрациях могут оставить отдельные кусочки субстрата незащищенными, т.к. при таких низких концентрациях труднее получить равномерное распределение частиц большего размера.
Таким образом, настоящее изобретение представляет собой композицию сыпучего натамицинового материала со средним диаметром частиц 10 микрон и меньше, как показано на Фиг.2. Предпочтительно, чтобы натамициновый материал имел средний диаметр частиц натамицина 7 микрон и меньше, более предпочтительно 5 микрон и меньше и наиболее предпочтительно 1 микрон и меньше. Натамициновый материал может содержать чистый натамицин или перемешанные до гомогенного состояния натамицин и по крайней мере один разбавитель, такой как лактоза или хлорид натрия. Натамициновый материал, таким образом, может содержать от 1 до 100% по массе натамицина и от 0 до 99% по массе разбавителя. Предпочтительно натамициновый материал содержит 50% по массе или больше натамицина.
Настоящее изобретение включает также композицию сыпучего натамицинового материала, имеющего отношение площади поверхности натамицина к его массе по крайней мере два квадратных метра на грамм (2 м2/г). Более предпочтительно, чтобы натамициновый материал имел отношение площади поверхности натамицина к его массе по крайней мере 3 м2/г. При этом натамициновый материал может содержать чистый натамицин или перемешанные до гомогенного состояния натамицин и по крайней мере один разбавитель, такой как лактоза или хлорид натрия в относительных весовых процентах, как описано выше.
В особенно предпочтительном варианте осуществления натамициновый материал имеет и средний диаметр частиц натамицина 10 микрон или менее, и отношение площади поверхности натамицина к его массе по крайней мере два квадратных метра на грамм. Более предпочтительно, чтобы натамициновый материал имел средний диаметр частиц 1 микрон или менее и отношение площади поверхности натамицина к его массе по крайней мере 3 м2/г.
В соответствии с композицией по настоящему изобретению сыпучий натамициновый материал, имеющий средний диаметр частиц менее 10 микрон или менее и/или отношение площади поверхности частиц к массе по крайней мере 2 м2/г или больше, может быть получен из исходного натамицинового материала, имеющего средний диаметр частиц более 10 микрон и отношение площади поверхности к массе менее 2 м2/г. Такой исходный натамициновый материал может быть получен ферментативным процессом с использованием Streptomyces natalensis или S. chattanoogenisis. Способы проведения ферментации для получения натамицина известны давно. Традиционные ферментативные процессы для получения натамицина, который может быть использован в качестве исходного натамицинового материала, описаны в патенте Великобритании №846933 (1960). Более предпочтительно, чтобы исходный натамициновый материал был коммерчески доступной натамициновой композицией, такой как Delvocid® или Natamax®. Коммерчески доступный исходный натамициновый материал может содержать разбавители, такие как лактоза или хлорид натрия, и, если необходимо, такие разбавители в желаемом количестве могут быть добавлены в исходный натамициновый материал, полученный при помощи ферментативного процесса.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения исходный натамициновый материал измельчают или мелют для (i) уменьшения физических размеров частиц натамицина в исходном натамициновом материале до среднего диаметра частиц 10 микрон или меньше, более предпочтительно до 7 микрон или меньше, еще более предпочтительно до 5 микрон или меньше и наиболее предпочтительно до 1 микрона или меньше; и/или (ii) для изменения физических размеров частиц натамицина таким образом, чтобы натамицин в натамициновом материале имел отношение площади поверхности к массе по крайней мере 2 м2/г или больше и более предпочтительно по крайней мере 3 м2/г. Если исходный натамициновый материал содержит разбавитель, то физические размеры частиц разбавителя также могут быть уменьшены, или может быть увеличено отношение площади поверхности частиц к их массе с использованием процессов перемалывания или размельчения; разбавитель, однако, не должен быть включен в измерение среднего диаметра частиц и/или отношения площади поверхности натамицина к его массе в натамициновом материале. Обычно аналитические измерения среднего диаметра частиц и отношения площади поверхности к массе проводят в растворах, в которых разбавитель находится в растворенном состоянии, а натамицин нерастворим, и, таким образом, разбавитель не оказывает влияния на результаты измерения.
Исходный натамициновый материал может быть измельчен или помолот с использованием традиционного оборудования и способов измельчения и помола. Способы переработки для получения тонкого помола, которые могут быть использованы для получения натамицинового материала по настоящему изобретению, включают измельчение с помощью воздушных жиклеров, роторных мельниц, акустических мельниц, бильных мельниц, гомогенизирования и коллоидного измельчения. Измельченные до нужного размера частицы натамицинового материала отделяют от частиц большего размера предпочтительно при помощи просеивания, фильтрования или воздушной классификации и собирают, в результате чего получают требуемый натамициновый материал.
Измельчение с использованием воздушных жиклеров является особенно предпочтительным способом тонкого измельчения исходного натамицинового материала для получения натамицинового материала по данному изобретению. Исходный натамициновый материал помещают в загрузочную воронку, по которой исходный натамициновый материал попадает в измельчительную камеру посредством винтового устройства подачи. В измельчительной камере материал измельчают потоками воздуха из форсунок в дне мельницы, вызывающих столкновение частиц и измельчение их друг с другом. Частицы, достигшие выбранного размера в соответствии с размерами частиц натамицина по настоящему изобретению, проходят через сепаратор и переправляются в коллектор. Слишком большие частицы возвращаются в измельчительную камеру для дополнительной обработки.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения исходный натамициновый материал просеивают для отделения натамицинового материала, имеющего (i) средний диаметр частиц натамицина 10 микрон или меньше, более предпочтительно 7 микрон или меньше, еще более предпочтительно 5 микрон или меньше и наиболее предпочтительно 1 микрон или меньше; и/или (ii) имеющего отношение площади поверхности натамицина к его массе по крайней мере 2 м2/г и более предпочтительно по крайней мере 3 м2/г. Для отделения тонких частиц натамицина от частиц большего размера могут быть использованы традиционное оборудование и способы просеивания и сортировки, причем процессы просеивания и воздушной сортировки являются особо предпочтительными. Максимальный диаметр частиц в выделенном натамициновом материале может быть выбран путем подбора подходящего оборудования для разделения.
Натамициновый материал, полученный после измельчения и/или просеивания, может быть использован, как есть, в виде сухого сыпучего антимикотического материала, или может быть переработан в сухой или мокрый препарат для повышения или сохранения эффективности натамицинового материала. Натамициновый материал может быть переработан в сухой препарат путем комбинирования с материалом, предотвращающим слипание. Материал, предотвращающий слипание, может быть соединен с тонким сыпучим натамициновым материалом для ингибирования и предотвращения реагломерации тонких частиц в частицы более крупного размера, которые снижают антимикотическую эффективность натамицинового материала.
Используемый материал, предотвращающий слипание, является пищевым материалом, эффективным для снижения агломерации натамицинового материала. Материал, предотвращающий слипание, должен быть способен поглощать и удерживать влагу. Материалы, предотвращающие слипание, которые могут быть использованы вместе с натамициновым материалом, включают пищевые целлюлозы, включая порошкообразную и микрокристаллическую целлюлозу, силикаты, фосфаты, крахмалы, глины, включая бентонит и монтмориллитовые глины, минералы, муку, включая рисовую муку, пшеничную муку, кукурузную муку и соевую муку, полисахариды, волокна и их комбинации.
Материал, предотвращающий слипание, может быть соединен с натамициновым материалом при содержании материала, предотвращающего слипание от 0.001% до 99.999% по массе по отношению к массе комбинированного материала, содержащего материал, предотвращающий слипание, и натамициновый материал. Более предпочтительно содержание материала, предотвращающего слипание, в комбинации с натамициновым материалом от 0.1 до 20% по массе и наиболее предпочтительно от 1 до 10% по массе.
В одном из вариантов осуществления изобретения материал, предотвращающий слипание, может быть использован в качестве функционального пищевого ингредиента для подавления слипания и повышения сыпучести измельченного пищевого материала, в котором диспергирован материал, предотвращающий слипание, а для обеспечения антимикотической активности по отношению к измельченному пищевому материалу с материалом, предотвращающим слипание, смешан натамициновый материал. Измельченным пищевым материалом, в котором может быть диспергирована смесь материала, предотвращающего слипание, и натамицинового материала, является, например, дробленый или тертый сыр. В тех случаях, когда необходимо использование материала, предотвращающего слипание, в качестве функционального пищевого ингредиента для увеличения сыпучести пищевого материала материал, предотвращающий слипание, должен присутствовать в смеси с натамициновым материалом в большем количестве, чем в случае, когда материал, предотвращающий слипание, используется исключительно для предотвращения агломерации натамицинового материала. Предпочтительно, чтобы в тех случаях, когда материал, препятствующий слипанию, используется в качестве функционального пищевого ингредиента, его содержание в комбинированном материале (состоящем из материала, препятствующего слипанию и натамицинового материала) составляло порядка 90-99.99% по массе, а содержание натамицинового материала составляло примерно от 0.001% до примерно 10% по массе.
Материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал могут быть соединены традиционными способами с использованием стандартного оборудования для приготовления смесей сухих сыпучих материалов. Материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал предпочтительно смешивают до образования гомогенной смеси, обеспечивающей наличие контакта между частицами натамицинового материала и материала, препятствующего слипанию, что усиливает антиагломерирующий эффект материала, препятствующего слипанию, на натамициновый материал. В предпочтительном варианте осуществления изобретения материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал смешивают до получения гомогенной смеси в ленточном смесителе. В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения натамициновый материал суспендируют в жидкости, такой как лецитин или вода, и суспензию распыляют на материал, препятствующий слипанию, предпочтительно с использованием традиционного распылительного оборудования, в то время как материал, препятствующий слипанию, перемешивают для его равномерного покрытия суспензией натамицинового материала.
Натамициновый материал может быть затем переработан в мокрый препарат посредством диспергирования натамицинового материала в жидкости, причем мокрый препарат натамицинового материала может быть использован для обработки скоропортящегося материала, подверженного росту плесени, дрожжей и грибков, для обеспечения антимикотической активности натамицинового материала в мокром препарате по отношению к скоропортящемуся материалу. Жидкость препятствует агломерации мелких частиц натамицинового материала в частицы большего размера вследствие формирования жидкостного барьера вокруг частиц, что предотвращает их взаимодействие и реассоциацию с образованием частиц большего размера. Жидкость, в которой может быть диспергирован натамициновый материал для получения мокрого натамицинового препарата, может быть любой пищевой жидкостью независимо от растворимости в ней натамицина. Предпочтительными жидкостями для получения мокрого натамицинового препарата являются пищевые масла, вода, пищевые спирты, растворы углеводов, коллоидные водные растворы, высокомолекулярные спирты и жиры. Особенно предпочтительные масла включают масло канола, масло аннато (растворимое), соевое масло, арахисовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, подсолнечное масло и лецитин. Наиболее предпочтительными жидкостями для получения мокрого натамицинового препарата являются вода и лецитин.
Мокрый препарат натамицинового материала может быть получен соединением натамицинового материала и выбранной жидкости. Предпочтительно количество натамицинового материала, содержащегося в мокром препарате, составляет от 0.0001% до 20% по массе натамицинового материала, приходящегося на объем жидкости ("м./об."), и более предпочтительно от 0.001% до 10%, м./об. Если натамициновый материал нерастворим в жидкости, жидкость и натамициновый материал смешивают для диспергирования, а перед использованием мокрого препарата для обработки скоропортящегося материала, требующего антимикотической защиты, натамициновый материал суспендируют в жидкости таким образом, чтобы натамициновый материал мог быть равномерно диспергирован на поверхности или в скоропортящемся материале. Жидкость и натамициновый материал могут быть смешаны традиционными способами встряхивания, перемешивания и диспергирования твердых материалов в жидкости, например смешением в смесителе.
Дополнительные ингредиенты могут быть добавлены как к мокрому, так и к сухому препарату натамицинового материала для обеспечения желательных характеристик материала, в котором используется натамициновый материал. Соли, фосфаты и силикаты могут быть скомбинированы с натамициновым материалом для придания смеси антиагломерационных свойств. Поверхностно-активные вещества, такие как лаурил (додецил) сульфат натрия также могут быть смешаны с натамициновым материалом. Красящие агенты, например масло аннато и паприка, могут быть использованы для окрашивания натамицинового материала. Ароматизаторы, приправы и специи могут быть добавлены к натамициновому материалу для улучшения его пищевой функциональности. Ферменты могут быть добавлены к натамициновому материалу - для улучшения вкуса ферментированных или дозревших пищевых продуктов, в которых используется натамициновый материал.
Натамициновый материал как в виде мокрого, так и в виде сухого препарата, при наличии или без дополнительных ингредиентов может быть использован вместе со скоропортящимся материалом, подверженным порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков, для защиты скоропортящегося материала от такой порчи. Натамициновый материал имеет описанные выше характеристики, либо имея средний диаметр частиц 10 микрон или меньше (предпочтительно 5 или 1 микрон или меньше), либо имея отношение площади поверхности частиц к массе по крайней мере 2 м2/г (предпочтительно 3 м2/г), или и то, и другое. Скоропортящийся материал может быть любым материалом, подверженным порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков, но предпочтительно является пищевым материалом. Более предпочтительно натамициновый материал используется с нежидким пищевым материалом, подверженным порче вследствие роста плесени, дрожжей или грибков, и предпочтительно нежидкий пищевой материал является сыром или ферментированным мясом, включая сосиски и пепперони. Наиболее предпочтительно, чтобы натамициновый материал был предназначен для людей и был диспергирован на поверхности или в скоропортящемся пищевом материале таким образом, чтобы натамицин присутствовал в концентрации от одной части на миллион частей композиции, содержащей пищевой материал и натамициновый материал, до 5 частей на миллион, т.е. в такой концентрации, при которой натамицин обеспечивает эффективную антимикотическую защиту скоропортящегося пищевого материала.
Натамициновый материал диспергируют на поверхность или в скоропортящийся материал в зависимости от природы скоропортящегося материала. Например, натамициновый материал может быть диспергирован в тертом или дробленом сырном материале, а может быть диспергирован на сосисочное звено или твердый блок сыра.
Натамициновый материал может быть диспергирован на поверхность или в скоропортящийся материал несколькими способами в зависимости от природы скоропортящегося материала, на поверхности которого или в котором натамициновый материал должен быть диспергирован, и от природы натамицинового материала (мокрый или сухой препарат). Мокрый препарат натамицинового материала может быть использован для скоропортящегося материала путем погружения (макания) скоропортящегося материала в мокрый препарат натамицинового материала или путем распыления мокрого препарата натамицинового материала на скоропортящийся материал. Если натамициновый материал нерастворим в жидкости, используемой для приготовления мокрого препарата, перед нанесением мокрого препарата на скоропортящийся материал натамициновый материал должен быть перемешан (взболтан) в жидкости для суспендирования с целью равномерного распределения натамицинового материала на скоропортящемся материале.
Сухой препарат натамицинового материала (или сам сыпучий натамициновый материал) может быть диспергирован на поверхность или внутри скоропортящегося материала путем напыления натамицинового материала на скоропортящийся материал или путем смешивания натамицинового материала и скоропортящегося материала до гомогенной смеси. Сухой препарат натамицинового материала может быть перемешан со скоропортящимся материалом с использованием традиционных способов и оборудования для смешивания сухих материалов, например ленточного блендера. Если натамициновый материал смешан с материалом, препятствующим слипанию, для предотвращения реагломерации натамицинового материала в процессе диспергирования в скоропортящемся материале, сухой препарат, состоящий из натамицинового материала и материала, препятствующего слипанию, предпочтительно добавляют к скоропортящемуся материалу таким образом, чтобы при смешивании со скоропортящимся материалом натамициновый материал сохранял контакт с материалом, препятствующим слипанию.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения из натамицинового материала получают жидкую суспензию, которую распыляют на материал, препятствующий слипанию. Затем материал, препятствующий слипанию, покрытый натамициновым материалом, добавляют к скоропортящемуся пищевому материалу, предпочтительно тертому или дробленому сыру, в качестве функционального пищевого ингредиента, предотвращающего слипание пищевого материала и обеспечивающего антимикотическую активность. Жидкая суспензия натамицинового материала образуется при смешении натамицинового материала и жидкости, предпочтительно воды или лецитина, в процессе встряхивания смеси. Жидкую суспензию предпочтительно распыляют на материал, препятствующий слипанию, при помощи стандартной распылительной сушки, встряхивая при этом материал, препятствующий слипанию. Материал, препятствующий слипанию, смешивают со скоропортящимся пищевым материалом при помощи сухого перемешивания.
Приведенные ниже примеры не ограничивают области применения настоящего изобретения.
ПРИМЕР 1
Коммерческий натамицин, примерно на 50% разбавленный лактозой, получен из двух различных источников. Часть каждого коммерческого натамицинового материала оставляют в качестве контрольного образца. Коммерческий натамицин, полученный из каждого источника, измельчают в отдельности, пропуская образцы через воздушную жиклерную мельницу с получением натамицинового материала согласно настоящему изобретению. Средний размер частиц каждого образца натамицина проанализирован при помощи прибора Coulter Particle Size Analyzer (анализатора размера частиц).
Результаты анализа размера частиц приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Образец | Средний диаметр (μм) | Медианный диаметр (μм) |
| Коммерческий образец 1 | 29.23 | 14.83 |
| Измельченный образец 1 | 2.65 | 2.56 |
| Коммерческий образец 2 | 16.43 | 12.61 |
| Измельченный образец 2 | 2.54 | 2.58 |
Как показано в таблице 1, коммерчески доступный натамициновый материал имеет средний диаметр частиц значительно больше 10 микрон, а натамициновый материал, полученный размельчением коммерческого натамицинового материала в воздушной жиклерной мельнице, имеет средний диаметр частиц менее 10 микрон.
ПРИМЕР 2
Коммерческий натамицин, примерно на 50% разбавленный лактозой, получен из двух различных источников. Часть каждого коммерческого натамицинового материала оставляют в качестве контрольного образца. Коммерческий натамицин, полученный из каждого источника, измельчают в отдельности, пропуская образцы через воздушную сортировку с получением натамицинового материала согласно настоящему изобретению. Средний размер частиц каждого образца натамицина проанализировали на Coulter Particle Size Analyzer (анализаторе размера частиц). Результаты анализа размера частиц приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Образец | Средний диаметр (μм) | Медианный диаметр (μм) |
| Коммерческий образец 1 | 29.23 | 14.83 |
| Измельченный образец 1 | 8.15 | 8.02 |
| Коммерческий образец 2 | 16.43 | 12.61 |
| Измельченный образец 2 | 8.24 | 8.02 |
Как показано в таблице 2, коммерчески доступный натамициновый материал имеет средний диаметр частиц значительно больше 10 микрон, а натамициновый материал, полученный размельчением коммерческого натамицинового материала в мельнице с воздушной сортировкой, имеет средний диаметр менее 10 микрон.
ПРИМЕР 3
Два образца коммерческого натамицина, полученного из двух различных источников, причем один из них примерно на 50% разбавлен лактозой, а другой примерно на 50% разбавлен хлоридом натрия, смешивают в соотношении 1:1 по массе. Чистый смешанный коммерческий натамициновый материал оставляют в качестве контрольного образца, а другую часть смеси коммерческого натамицина обрабатывают 5% по массе трикальцийфосфатом (антиагломерирующий агент). Образец чистой смеси коммерческого натамицинового материала и образец смеси, обработанной трикальций фосфатом, измельчают с помощью воздушной жиклерной мельницы. Размер частиц каждого образца и удельную площадь поверхности образцов натамицина проанализировали с помощью прибора Malvern Mastersizer. Результаты анализа приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Образец | Средний диаметр (μм) | Удельная площадь поверхности (м2/г) |
| Коммерческая смесь | 57.2 | 0.86 |
| Измельченная смесь | 5.04 | 3.4 |
| Коммерческая смесь, обработанная Са3(РО4)2 | 54.02 | 0.99 |
| Измельченная смесь, обработанная Са3(РО4)2 | 4.78 | 3.44 |
Как показано в таблице 3, средний диаметр частиц при измельчении уменьшается до величины менее 10 микрон, и площадь поверхности измельченного натамицинового материала, приходящаяся на единицу его массы, превышает 2 м2/г. Напротив, коммерческий натамициновый материал, независимо от того, смешан ли он с антиагломерирующим агентом или нет, имеет средний диаметр частиц значительно больше 10 микрон и удельную площадь поверхности, приходящуюся на единицу массы, менее 1 м2/г.
ПРИМЕР 4
Эффективность размельченного натамицинового материала, полученного согласно данному изобретению, по предотвращению порчи пищевого материала от плесени, дрожжей и грибков сравнили с эффективностью обычного натамицинового материала и контрольным образцом, не содержащим антимикотического материала, на материале, препятствующем слипанию, на примере образцов сыра. Получены три образца с различной комбинацией материала, препятствующего слипанию, и натамицинового материала со следующим содержанием ингредиентов по массе:
Образец 1. 0.05% (2.5 ppm) обычного натамицинового материала (коммерческий образец 2 из Примера 1, приведенного выше); 96.43% порошкообразной целлюлозы (материал, препятствующий слипанию); 1% лецитина и 2.52% воды;
Образец 2. 0.05% (2.5 ppm) измельченного натамицинового материала (измельченный образец 2 из Примера 2, приведенного выше); 96.43% порошкообразной целлюлозы (материал, препятствующий слипанию); 1% лецитина и 2.52% воды; и
Образец 3. 0.18% (0.9 ppm) обычного натамицинового материала (коммерческий образец 2 из Примера 1, приведенного выше); 96.24% целлюлозы (материал, препятствующий слипанию); 1% лецитина и 2.58% воды.
Комбинированные образцы, содержащие материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал, получены введением целлюлозы в ленточный смеситель и перемешиванием в течение нескольких минут. Лецитин нагревают для уменьшения его вязкости и при работающем блендере по каплям вводят необходимое количество лецитина в целлюлозу, находящуюся в блендере. Отдельно требуемое количество натамицинового материала суспендируют в воде. Суспензию натамицинового материала при работающем блендере по каплям вводят в смесь целлюлозы и лецитина в блендере. После того, как ввели всю суспензию натамицинового материала, перемешивание продолжают еще некоторое время, чтобы быть уверенными в получении гомогенной смеси.
Эффективность образцов, содержащих материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал, протестирована на дробленом сыре моцарелла. Каждый образец добавляют к отдельному образцу сыра в количестве 1% по массе смеси, содержащей материал, препятствующий слипанию, и натамициновый материал, к 99% по массе сыра. Также получают контрольный образец сыра, не содержащий смеси материала, препятствующего слипанию, и натамицинового материала (Образец 4), и контрольный образец сыра, содержащий 1% по массе чистого целлюлозного материала, препятствующего слипанию (Образец 5). Готовят десять пакетиков каждого образца сыра и хранят их в холодной комнате при температуре 40°F в течение всего теста. 10 пакетиков каждого образца визуально осматривают на рост плесени, дрожжей или грибков на 46, 74, 106, 145, 179, 193 и 223 день. Отмечают количество образцов с видимыми признаками роста плесени, дрожжей или грибков. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4
Количество испорченных пакетиков (пакетиков с видимыми признаками роста плесени, дрожжей или грибков) (х/10)
| День хранения | Образец 1 Стандартный 2.5 ppm | Образец 2 Измельченный 2.5 ppm | Образец 3 Стандартный 9 ppm | Образец 4 Контроль без добавок | Образец 5 Контроль с целлюлозой |
| День 46 | 1/10 | 0/10 | 0/10 | 7/10 | 9/10 |
| День 74 | 5/10 | 0/10 | 0/10 | 9/10 | все |
| День 106 | 9/10 | 3/10 | 0/10 | все | все |
| День 145 | все | 4/10 | 3/10 | все | все |
| День 179 | все | 5/10 | 4/10 | все | все |
| День 193 | все | 6/10 | 5/10 | все | все |
| День 223 | все | 9/10 | 8/10 | все | все |
Как видно из данных, приведенных в таблице 4, измельченный натамициновый материал, полученный согласно настоящему изобретению, является более эффективным, чем обычный натамициновый материал при концентрациях ниже 5 ppm, а при концентрации 2.5 ppm примерно также эффективен для предотвращения роста плесени, дрожжей и грибков на сыре, как обычный натамицин при 9 ppm. Как обычный, так и измельченный натамициновый материал являются более эффективными по предотвращению роста плесени, дрожжей и грибков, чем чистая целлюлоза.
В рамках настоящего изобретения, ограниченного его формулой, возможны различные изменения и дополнения, применение эквивалентных структур, композиций и способов.
1. Пищевая композиция, содержащая скоропортящийся твердый пищевой материал, подверженный порче вследствие роста в нем плесени, грибков или дрожжей, и натамициновый материал, предназначенный для людей, в виде частиц со средним диаметром частиц 10 мкм или менее, или средним значением отношения площади поверхности частиц к массе по крайней мере 2 м2/г, диспергированный на поверхности или в скоропортящемся пищевом материале, причем натамициновый материал обеспечивает эффективную антимикотическую защиту скоропортящегося пищевого материала при концентрациях от 1 части натамицина на миллион до 5 частей на миллион.
2. Пищевая композиция по п.1, в которой натамициновый материал имеет средний диаметр частиц 7 мкм или менее.
3. Пищевая композиция по п.2, в которой натамициновый материал имеет средний диаметр частиц 5 мкм или менее.
4. Пищевая композиция по п.3, в которой натамициновый материал имеет средний диаметр частиц 1 мкм или менее.
5. Пищевая композиция по п.1, в которой натамициновый материал суспензирован в жидкости.
6. Пищевая композиция по п.5, в которой жидкость является водой или лецитином.
7. Пищевая композиция по п.1, которая дополнительно содержит разбавитель, выбранный из лактозы, хлорида натрия и их смесей, причем натамициновый материал и разбавитель перемешаны до состояния гомогенной смеси.
8. Пищевая композиция по п.1, в которой натамициновый материал имеет отношение площади поверхности к массе по крайней мере 3 м2/г.
9. Пищевая композиция по п.1, в которой скоропортящийся пищевой материал является сыром.
10. Пищевая композиция по п.1, которая дополнительно содержит материал, препятствующий слипанию, диспергированный в скоропортящемся пищевом материале, причем натамициновый материал находится в контакте с материалом, препятствующим слипанию.
11. Пищевая композиция по п.10, в которой материал, препятствующий слипанию, выбран из группы, состоящей из порошкообразной целлюлозы, микрокристаллической целлюлозы, силикатов, глин, муки, крахмалов, волокон, полисахаридов и их комбинаций.
12. Способ обеспечения защиты скоропортящегося твердого пищевого материала, подверженного порче вследствие роста в нем дрожжей, грибков или плесени, от роста дрожжей, грибков или плесени, включающий диспергирование предназначенного для людей натамицинового материала на поверхности или в скоропортящемся пищевом материале таким образом, чтобы натамицин, присутствующий в концентрациях от 1 части на миллион до 5 частей на миллион, контактировал со скоропортящимся пищевым материалом и при указанных концентрациях оказывался эффективным для обеспечения антимикотической защиты скоропортящегося пищевого материала.
13. Способ по п.12, в котором в качестве натамицинового материала используют натамициновый материал в виде частиц, средний диаметр которых составляет 10 мкм или меньше.
14. Способ по п.12, в котором натамициновый материал, имеющий средний диаметр частиц 10 мкм или меньше, получен размельчением натамицинового материала, имеющего средний диаметр частиц более 10 мкм, и/или отделением размельченного натамицинового материала, имеющего средний диаметр частиц 10 мкм или меньше.
15. Способ по п.12, в котором натамициновый материал диспергирован на скоропортящемся пищевом материале путем погружения скоропортящегося пищевого материала в жидкую суспензию натамицинового материала.
16. Способ по п.12, в котором натамициновый материал является сухим сыпучим материалом, который диспергирован в скоропортящемся пищевом материале путем смешивания натамицинового материала и скоропортящегося пищевого материала.
17. Способ по п.12, в котором натамициновый материал диспергирован на поверхности или в скоропортящемся пищевом материале путем распыления жидкой суспензии натамицинового материала на поверхности или внутрь скоропортящегося пищевого материала.
18. Способ по п.17, в котором жидкость является водой или лецитином.
19. Способ обеспечения защиты скоропортящегося твердого пищевого материала, подверженного порче вследствие роста в нем дрожжей, грибков или плесени, от роста дрожжей, грибков или плесени, включающий диспергирование сыпучего натамицинового материала, имеющего средний диаметр частиц 10 мкм или менее или имеющего отношение площади поверхности к массе по крайней мере 2 м2/г на поверхности или в скоропортящемся материале.
20. Способ по п.19, в котором натамициновый материал, имеющий отношение площади поверхности к массе по крайней мере 2 м2/г, получен размельчением натамицинового материала, имеющего отношение площади поверхности к массе менее 2 м2/г, и/или отделением размельченного натамицинового материала, имеющего отношение площади поверхности к массе по крайней мере 2 м2/г.
21. Способ по п.19, в котором натамициновый материал диспергирован на скоропортящемся пищевом материале путем погружения скоропортящегося пищевого материала в жидкую суспензию натамицинового материала.
22. Способ по п.21, в котором жидкость является водой или лецитином.
23. Способ по п.19, в котором натамициновый материал является сухим сыпучим материалом, который диспергирован в скоропортящемся пищевом материале путем смешивания натамицинового материала и скоропортящегося пищевого материала.
24. Способ по п.12 или 19, в котором натамициновый материал диспергирован в скоропортящемся твердом пищевом материале, в частности сыре, вместе с материалом, препятствующим слипанию, причем натамициновый материал находится в контакте с материалом, препятствующим слипанию.
25. Способ по п.24, в котором сыпучий материал, препятствующий слипанию, выбран из группы, состоящей из порошкообразной целлюлозы, микрокристаллической целлюлозы, силикатов, крахмалов, глин, муки, волокон, полисахаридов и их комбинаций.
26. Способ по п.24, в котором материал, препятствующий слипанию, перемешивают во время распыления на него суспензии натамицинового материала.
27. Способ по п.26, в котором жидкость является водой или лецитином.
