Verfahren zum Haltbarmachen von organischen Produkten, ausgenommen Arzneimittel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Haltbarmachen organischer Produkte wie Lebensmittel und Futtermittel, mit Ausnahme von Arzneimitteln, die unter Vakuum in einer Vakuumkammer mit Gasen oder Dämpfen, die einem Verderb entgegenwirken, behandelt werden.
Im folgenden wird dasl erfindungsgemässe Verfahren am Beispiel von Lebensmitteln erläutert, weil diese das wichtigste Anwendungsgebiet dafür darstellen.
Es ist bekannt, Lebensmittel unter Einwirkung von Stickstoff abzupacken und diese Packung zu versiegeln.
Stickstoff bildet dabei eine neutrale Schutzschicht auf dem Stoff durch Adsorption. Beispielsweise werden solche Verfahren zur Verpackung von Lebensmitteln verwendet, die durch das Gefriertrocknungsverfahren behandelt worden sind.
Bei diesem unter Vakuum arbeitenden Verfahren wird nach Ende des Trocknungsprozesses das Vakuum durch Einlassen eines Gases aufgehoben. Bevorzugt verwendet man ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff oder Kohlensäure. Die anschliessende Verpackung erfolgt ebenfalls unter z. B. Sfickstoffatmosphäre. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Verfahren auch bei Anwendung anderer Inertgase nicht zu einem befriedigenden Ergebnis führt. Der Grund dafür dürfte darin liegen, dass in den Lebensmitteln noch Fermente enthalten sind, welche die Haltbarkeit beeinträchtigen, jedoch durch das zugeführte Inertgas nicht angegriffen werden.
Beispielsweise werden fetthaltige Produkte ranzig. Die zur Vermeidung dieses Nachteiles angewendeten Hilfsmittel wie Zutaten von Antioxydantien, Zucker und dergleichen stellen nur eine geringfügige Verbesserung dar. Die fermentativen Vorgänge führen weiter zu Abbaureaktionen. Man hat daher Fermentgifte in flüssigem Zustand z. B. als Lösung zugemischt. Dabei sind erhebliche Mengen notwendig.
Es ist auch bekannt, bestimmte Lebensmittel wie Butter, Kondensmilch, Marzipan und dergleichen durch die Zugabe von Alkohol haltbar zu machen. Der Alkohol wird dabei in flüssigem Zustand in die Masse eingearbeitet bzw. eingeknetet. Hierfür sind verhältnismässig grosse Alkoholmengen erforderlich, beispielsweise in der Grössenordnung von 2S. Diese Zugabe verteuert die Erzeugnisse erheblich, so dass dieses Verfahren nicht allgemein angewendet wird, wenn auch die Wirkung von Alkohol als Fermentgift bekannt ist.
Bei neueren Verarbeitungsverfahren von Lebensmitteln, wie dem Gefriertrocknungsverfahren, lässt sich eine Behandlung der Lebensmittel mit einer flüssigen Lösung eines Fermentgiftes nicht anwenden. Dieses Fermentgift würde sich im Hochvakuum verflüchtigen oder bei der Anwendung nach der Trocknung die Oberfläche erweichen, ohne in das Innere einzudringen.
Beispielsweise in Verbindung mit der Anwendung eines Gefriertrocknungsverfahrens sind daher erhebliche Schwierigkeiten entstanden, um die Lebensmittel haltbar zu machen. Bestimmte Anwendungen des Gefriertrocknungsverfahrens sind derzeit ausgeschlossen, z. B.
die Trocknung von Vollmilch und Sahne, weil diese Trocknnngsprodukte nicht lange genug haltbar sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt der Einwirkung eines gas- oder dampfförmigen Fermentinaktivators in einer bis zu 0,3 Gew.% liegenden Menge bezogen auf das Gewicht des Produlits ausgesetzt wird.
Die zu behandelnden Produkte werden gewöhnlich zuvor durch eine an sich bekannte Trocknung für sich oder in einer Anhäufung als Masse mit kapillaren nach aussen offenen Durchgängen versehen und danach unter wenigstens teilweiser Verminderung des Vakuums als gas- oder dampfförmiger Stoff ein Fermentgift (Fer mentinaktivator) in solchen Mengen zugesetzt, dass die Fermente oder bestimmte Fermente durch unmittelbare Einwirkung inaktiviert werden. Vorteilhaft wird bei Zuführung eines Fermentgiftes das Vakuum teilweise vermindert und danach in bekannter Weise mit einem Schutzgas geflutet.
Gemäss dem beschriebenen Verfahren wird eine erheblich längere Haltbarkeit von getrockneten Lebensmitteln, wie vorteilhaft Milch und Sahne, erreicht, wenn die getrockneten Produkte unter Vakuum gasoder dampfförmigen Stoffen ausgesetzt werden, die die Fermente oder bestimmte Fermente in aktivieren.
Da in diesem Fall eine für das gasförmige oder dampfförmige Fermentgift diffusionshemmende Atmosphäre fehlt, belädt sich die Oberfläche des Trockenproduktes augenblicklich und vollkommen gleichmässig mit dem angewendeten Fermentgift. Grundsätzlich lässt sich jedes getrocknete Lebensmittel unabhängig vom Trocknungsverfahren so behandeln.
Am lntensivsten wird die erfindungsgemässe Fermentinaktivierung bei solchen Trockenprodukten erreicht, die nach dem Verfahren der Gefriertrocknung hergestellt werden. Aufgrund der Arbeitsweise der Gefriertrocknung werden bei diesem Verfahren gegenüber anderen Trocknungsprozessen Trockenprodukte erhalten, bei denen keine Verhornung oder Verkrustung der Oberfläche der getrockneten Teilchen eintritt.
Die im Inneren des Trockenteilchens befindlichen Kapillaren und Hohlräume stehen untereinander und infolge fehlender Verhornung auch mit der Aussenseite des Teilchens in Verbindung, so dass bei gleichen Gewichtsmengen die nach dem Gefriertrocknungsverfahren herde stellten Trockenprodukte eine wesentlich grössere Oberfläche als nach anderen Trocknungsverfahren hergestellte haben und somit eine erhöhte Angriffsfläche für das verwendete Fermentgift bieten. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt daher in der Verarbeitung von getrockneten Lebensmitteln mit nach aussen offenen, kapillaren Durchgängen.
Das Verfahren bezieht auch unter dem Gesichtspunkt einer Vermeidung der Verhornung oder Verkrustung der Oberfläche die Anwendung des bekannten Sprühtrockenverfahrens ein. Mit diesem Verfahren wird beispielsweise Milch verarbeitet. Geht die Erfindung von diesem Verfahren aus, dann werden die durch Sprühtrocknung zu Partikeln verarbeiteten Produkte in einer Anhäufung als Masse dem Vakuum und der Behandlung ausgesetzt. Vorteilhaft wird die Masse dafür in diffusionsfähige Behälter, beispielsweise Beutel, eingebracht und dem Vakuum und der Behandlung ausgesetzt.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird als Stoff zur Fermentinaktivierung Athylalkohol verwendet.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass sowohl bei kontinuierlich wie diskontinuierlich arbeitenden Gefriertrocknungsanlagen vor Aufheben des Vakuums, also nach Durchführung der Trocknung, Alkohol gasförmig oder flüssig in die Vakuumkammer eingebracht wird, wobei im letzteren Falle die Verdampfung in der Kammer stattfinden muss.
Mit der Einführung des Alkohols in die Vakuumkammer ist eine Drucksteigerung auf etwa 10 bis 30 Torr je nach zugeführter Alkoholmenge verbunden, so dass ein anderes Gas, wie z. B. Stickstoff, anschliessend zum Aufheben des Vakuums eingelassen wird. Dabei wird zusätzlich eine Schutzschicht gegen den Luftsauerstoff auf der Oberfläche des Trockenproduktes erreicht.
Ein Beispiel für die Anwendung in Verbindung mit der Sprühtrocknung geht von der Herstellung von Sahnepulver aus. Dieses Sahnepulver wird beispielsweise in Textilbeuteln, gegebenenfalls aus Leinen eingebracht und dann unter Vakuum, insbesondere Hochvakuum in einer Grössenordnung unter 0,6 Torr ausgesetzt. In einem ersten Flutungsschritt, in welchem das Fermentgift zugeführt wird, wird das Vakuum bis zu 12 Torr vermindert. Danach wird mit einem bekannten Schutzgas, wie Stickstoff geflutet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Aufhebung des Vakuums auch in einem Schritt unter Zuführung des Fermentgiftes erfolgen kann.
Bei diesem Verfahren der Fermentinaktivierung kommt man oft mit sehr geringen Alkoholmengen von etwa 0,3 Gew.%', bezogen auf das Lebensmittel, aus, die erheblich unter den Mengen liegen, die nach anderen Konservierungsverfahren zugesetzt werden müssen. Da durch die Erfindung die Wirkung eines Inaktivierungsmittels intensiviert wird, besteht darüber hinaus die vorteilhafte Möglichkeit, an sich bekannte, in ihrer Anwendung aber zunehmend abgelehnte Fremdstoffe in Mengen zur Wirkung zu bringen, in denen sie bisher als wirkungslos betrachtet worden sind. Unter diesem Gesichtspunkt kann ausser Alkohol auch Schwefeldioxyd zur Fermentinaktivierulng verwendet werden.
Während man die Wirkung dieses Stoffes in einem Anteil von 0,05 O bisher als fraglich und von 0,03 S als negativ bezeichnet hat, liegt ein wesentliches Merkmal des Verfahrens gerade darin, dass dieser Stoff in der beschriebenen Anwendung auch bei diesen niedrigen Konzentrationen seine fermentinaktivierende Wirkung ausübt. Unter diesem Gesichtspunkt ist auch vorgesehen, dass in einem Verfahrensschritt Schwefelwasserstoff in Gas- oder Dampfform eingebracht wird.
Gemäss einer anderen Ausführungsform wird Formaldehyd in Gas- oder Dampfform eingebracht.
Ein wesentlicher Vorteil unter vorstehenden Gesichtspunkten liegt darin, dass insbesondere die zunehmend abgelehnten Fremdstoffe in einer Menge zugesetzt werden, die unter der herkömmlich erachteten Wirkungsgrenze liegt. Daher besteht eine besondere Ausführungsform darin, dass diese Stoffe in einer Menge bis zu 0,05 Gew.% zugegeben werden.
Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Lebensmittel nach Einwirkung des Dampfes oder Gases unter Vakuum abgepackt werden. Auch hier wird durch die zwar erfolgende Zuführung eines Fermentgiftes in das Innere des Lebensmittels eine vorzügliche Wirkung erzielt, und zwar hinsichtlich der Haltbarkeit.
Oben ist gesagt, dass zur Drucksteigerung ein anderes Gas, z. B. Stickstoff, zum Aufheben des Vakuums eingelassen wird. Unter diesem Gesichtspunkt wird in einer besonderen Ausführung unter Stickstoff gasdicht abgepackt. Gemäss einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Lebensmittel nach Einwirkung des Dampfes oder Gases gasdicht unter Vakuum abgepackt. Sowohl bei dieser Verfahrens ausführung als auch bei der gasdichten Abpackung unter Stickstoff wird vorteilhaft der Packung selbst vor dem Verschliessen ein Tropfen Alkohol zugesetzt. Hierdurch wird die Wirkung noch verbessert.
Wenn oben von Fermenten die Rede ist, so wird darauf hingewiesen, dass es sich insbesondere um solche handelt, die in Lebensmitteln wirken, insbesondere durch eine Behandlung bei normaler oder tiefer Temperatur sich nicht wirkungslos machen lassen und Abbaureaktionen herbeiführen.
Process for preserving organic products, excluding pharmaceuticals
The invention relates to a method of preserving organic products such as food and feed, with the exception of pharmaceuticals, which are treated under vacuum in a vacuum chamber with gases or vapors which counteract spoilage.
The method according to the invention is explained below using the example of food, because this is the most important field of application for it.
It is known to pack food under the action of nitrogen and to seal this pack.
Nitrogen forms a neutral protective layer on the substance through adsorption. For example, such methods are used for packaging food which has been treated by the freeze-drying process.
In this process, which works under vacuum, the vacuum is released by letting in a gas after the drying process has ended. It is preferred to use an inert gas, such as. B. nitrogen or carbonic acid. The subsequent packaging is also carried out under z. B. Nitrogen atmosphere. It has been shown that such a method does not lead to a satisfactory result even when using other inert gases. The reason for this is likely to be that the food still contains ferments which impair the shelf life, but are not attacked by the inert gas supplied.
For example, fatty products go rancid. The auxiliaries used to avoid this disadvantage, such as ingredients of antioxidants, sugar and the like, only represent a slight improvement. The fermentative processes further lead to degradation reactions. One therefore has ferment poisons in the liquid state z. B. admixed as a solution. Considerable quantities are required for this.
It is also known that certain foods such as butter, condensed milk, marzipan and the like can be preserved by adding alcohol. The alcohol is worked or kneaded into the mass in a liquid state. Relatively large amounts of alcohol are required for this, for example in the order of magnitude of 2S. This addition makes the products considerably more expensive, so that this process is not generally used, even if the effect of alcohol as a ferment poison is known.
In the case of newer food processing methods, such as the freeze-drying process, the food cannot be treated with a liquid solution of a ferment poison. This fermentation poison would evaporate in a high vacuum or, if used, would soften the surface after drying without penetrating the interior.
For example, in connection with the use of a freeze-drying process, considerable difficulties have arisen in order to preserve the food. Certain applications of the freeze-drying process are currently excluded, e.g. B.
the drying of whole milk and cream, because these drying products cannot be kept long enough.
The method according to the invention is now characterized in that the product is exposed to the action of a gaseous or vaporous ferment inactivator in an amount of up to 0.3% by weight based on the weight of the produlite.
The products to be treated are usually provided beforehand by drying known per se or in an accumulation as a mass with capillary, outwardly open passages and then with at least partial reduction of the vacuum as a gaseous or vaporous substance a fermentation poison (ferment inactivator) in such Amounts added that the ferments or certain ferments are inactivated by direct action. When a ferment poison is supplied, the vacuum is advantageously partially reduced and then flooded in a known manner with a protective gas.
According to the method described, dried foodstuffs, such as milk and cream, can be stored for a considerably longer period if the dried products are exposed to gaseous or vaporous substances under vacuum that activate the ferments or certain ferments.
Since there is no diffusion-inhibiting atmosphere for the gaseous or vaporous ferment poison in this case, the surface of the dry product is immediately and completely evenly loaded with the ferment poison used. In principle, every dried food can be treated in this way, regardless of the drying process.
The fermentation inactivation according to the invention is achieved most intensively with those dry products which are produced by the freeze-drying process. Due to the way in which freeze-drying works, in this process, compared to other drying processes, dry products are obtained in which no cornification or encrustation of the surface of the dried particles occurs.
The capillaries and cavities in the interior of the dry particle are connected to one another and, due to the lack of cornification, also to the outside of the particle, so that with the same weight quantities, the dry products produced using the freeze-drying process have a significantly larger surface area than those produced using other drying processes and thus an increased surface Provide a target for the ferment poison used. An essential feature of the invention is therefore the processing of dried foods with outwardly open, capillary passages.
The process also includes the use of the known spray-drying process from the standpoint of avoiding the keratinization or incrustation of the surface. This process is used, for example, to process milk. If the invention is based on this method, then the products processed into particles by spray drying are exposed to the vacuum and the treatment in an accumulation as a mass. For this purpose, the mass is advantageously introduced into diffusible containers, for example bags, and exposed to the vacuum and the treatment.
According to a particularly advantageous embodiment of the method, ethyl alcohol is used as the substance for fermentation inactivation.
A further embodiment of the method provides that, in both continuous and discontinuous freeze-drying systems, before the vacuum is released, i.e. after the drying has been carried out, alcohol is introduced in gaseous or liquid form into the vacuum chamber, in the latter case the evaporation must take place in the chamber.
With the introduction of the alcohol into the vacuum chamber, a pressure increase to about 10 to 30 Torr is associated, depending on the amount of alcohol supplied, so that another gas, such as. B. nitrogen, is then admitted to break the vacuum. A protective layer against atmospheric oxygen is also achieved on the surface of the dry product.
An example of the application in connection with spray drying is based on the production of cream powder. This cream powder is placed, for example, in textile bags, optionally made of linen, and then exposed to a vacuum, in particular a high vacuum of the order of magnitude below 0.6 Torr. In a first flooding step in which the ferment poison is added, the vacuum is reduced to 12 Torr. Then it is flooded with a known protective gas such as nitrogen. It is pointed out, however, that the vacuum can also be released in one step with the addition of the ferment poison.
In this method of fermentation inactivation, one can often manage with very small amounts of alcohol of about 0.3% by weight, based on the food, which are considerably below the amounts that have to be added according to other preservation methods. Since the effect of an inactivating agent is intensified by the invention, there is also the advantageous possibility of bringing into effect foreign substances known per se but increasingly rejected in their application in amounts in which they were previously considered ineffective. From this point of view, in addition to alcohol, sulfur dioxide can also be used for fermentation inactivation.
While the effect of this substance in a proportion of 0.05 O has been described as questionable and of 0.03 S as negative, an essential feature of the process is that this substance is also used in the described application at these low concentrations exerts ferment-inactivating effect. From this point of view, provision is also made for hydrogen sulfide to be introduced in gas or vapor form in a process step.
According to another embodiment, formaldehyde is introduced in gas or vapor form.
An essential advantage from the above points of view is that, in particular, the increasingly rejected foreign substances are added in an amount which is below the limit of action conventionally considered. A special embodiment therefore consists in adding these substances in an amount of up to 0.05% by weight.
Furthermore, an advantageous embodiment provides that the food is packed under vacuum after the action of the steam or gas. Here, too, the fact that a ferment poison is fed into the interior of the food achieves an excellent effect, namely in terms of shelf life.
Above it is said that another gas, e.g. B. nitrogen, is admitted to break the vacuum. With this in mind, a special design is used for gas-tight packaging under nitrogen. According to another embodiment of the method, after the action of the steam or gas, the food is packed gas-tight under vacuum. Both in this process execution and in the gas-tight packaging under nitrogen, a drop of alcohol is advantageously added to the pack itself before it is closed. This improves the effect.
If ferments are mentioned above, it is pointed out that they are especially those that have an effect in food, in particular that cannot be rendered ineffective by treatment at normal or low temperature and that degradation reactions cannot be brought about.