食物保存组合物的制作方法

专利名称：食物保存组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用作为食品保存剂的新颖组合物。更具体讲，是涉及用于长时间保存切开的新鲜植物块段的组合物和方法，要求保存后不发生明显的变质、不失去香味，并且不会发生变色。
长期以来已为公知的一些亚硫酸化药剂，包括二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和亚硫酸氢钾、偏亚硫酸氢钠和偏亚硫酸氢钾，具有保存蔬菜类食品的功能，特别适用于饮食业。亚硫酸盐还用作为经加工食品的防腐剂，例如调味的饮料、糖浆浓缩物、酒、醋以及用于糖、玉米淀粉和虾的加工。因为近来关于对这些化合物发生过敏反应的报道增多，再使用它们已成为不受欢迎的。美国政府的食品及药物行政管理局已开始实行对亚硫酸盐的管制条例，并且已经把以前对生食品和蔬菜使用亚硫酸盐认为是“一般认可是安全的”(GRAS)使用规定撤消。食品和药物行政管理局已提出了要求在直接或间接含有亚硫酸盐的包装食品的标签上应列明含有该亚硫酸盐。
在此之前尚未知道有哪一种既是GRAS准用的化学物质，又能在任何已知的用途中(哪怕是比全部用途范围要窄得多的用途)来取代亚硫酸盐。在文献中已确认了使食品变质的若干个不同来源，并且已知有个别的化学物质能够防止来自单一来源的一方面或另方面的变质。切开的新鲜植物块段发生变质、变色或失去香味的原因已知是由于氧化、酶催作用、微生物作用以金属离子的作用。例如，已知酸化剂能保持较低pH的环境而能防止微生物引起的降解，但它们起的效用只能是暂时的。
目前迫切需要这样一种组合物，要能够替代亚硫酸盐处理，但能得到亚硫酸盐所提供的保存和抗氧化作用综合效果。迄今为止不但未能找到能起这种作用的单一药剂，就是使用多种药剂组合物的大量试验，对于为使切开的新鲜植物块段能防止该数种不同来源的变质作用而提供贮存稳定性，也因为切开的植物块段太娇嫩易损而都是不成功的。
本发明提供适用于处理新鲜的切开植物块段的组合物，效果是改进它们的品质和贮存稳定性，防止氧化及热氧化作、酶催作用、微生物作用及金属离子作用。业已发现，这些组合物能有效地替代亚硫酸盐处理。本发明的组合物能以单一的简单浸泡方法而提供保存作用，能抵御上述引起变质的各因素，从而可以延长切开的植物块段的贮存时间而不致于发生变质或变色。
本发明的组合物中包括抗氧化剂、酶抑制剂、酸化剂以及一种独特的能与该酸化剂相容的金属离子螯合剂。
已经发现了由相互间相容并且可溶于水的药剂所组成的独特的组合物，应用这种组合物可以用简单而有效的浸泡方法使切开的植物块段与含有下述组分的水溶液接触，从而达到处理的目的。此外，还发现了由这些组分组成的掺混物，它们能有效地为切开的新鲜植物块段提供良好和新鲜的外观，同时也具有良好的贮存稳定性。
在本发明的以下说明中，除另有指明者外，全部百分含量均以重量计。此外，本发明的食品保存剂组合物通常是通过将各组分混合而成，例如以干态用机械方式掺混而成。当然也可以采用其他方式将各组分掺合，并且可以将各组分各自加入含水的介质中而使之它们掺混在一起，从而制成各组分在水溶液中的本发明掺混物。
本发明的组合物的抗氧化剂组分最好是包括抗坏血酸。在许多情况下，例如当切开的新鲜植物块段准备在切开在24小时内用掉的情况，则按本发明的食品保存组合物只需含有约8-12%的抗坏血酸，或其他与之等效的抗氧化剂。但是，当要求更长的贮存时间时，则该组合物中应含更多量的抗坏血酸，例如可达约20%。在本发明的组合物中含更多量的抗氧化剂，即能保护植物块段，抵御由于温度升高而加速的氧化过程。业已发现抗坏血酸是本发明的组合物中最有效和最方便的抗氧化剂，因为它与其他组分的相容性最好。但是，也可以使用抗坏血酸的立体异构物，就是异抗坏血酸。
有些切开后的植物块段很快受到酶催作用而分解，特别象马铃薯、苹果、梨、青椒以及蘑菇。业已发现，在本⒚鞯谋４孀楹衔镏械穆壤胱釉茨茉诤艽蟪潭壬弦种拼说让复咦饔茫尤胍恢治藁壤胱釉词沟们锌闹参锟槎尉哂辛钊司斓闹嫖榷ㄐ浴８寐壤胱釉匆话闱榭鱿率且恢治薅拘缘募罱鹗艋蚣钔两鹗袈然铮缏然啤５庇肽壳疤岢鋈ɡ蟮谋痉⒚鞯谋４孀楹衔锏钠渌榉衷谝黄鹗保叛〉母寐壤胱釉从κ牵诟米楹衔镏械挠昧亢痛舜ε兜姆椒ㄌ跫略谑椅戮哂泻芨咚苄浴Ｒ虼耍叛〉氖锹然疲部梢杂闷渌危缏然啤⒙然亍⒙然纠刺峁└萌芤褐械穆壤胱樱怨┌幢痉⒚髟诟萌芤褐薪葜参锟槎巍８寐壤胱釉赐ǔ９钩筛帽４孀楹衔锏脑 5-40%，典型情况下是约25-35%。当与本发明的组合物的其他组分在一起时，各个组分的含量可依据所处理的植物块段种类和准备贮存的时间长短而加以调整。
本发明的保存组合物的第三个组分是一种酸化剂形式的抗微生物剂。该酸化剂能够使准备浸泡切开的植物块段的处理溶液保持在较低pH值，从而可抑制微生物生长。一般来讲，该酸化剂能将处理溶液的pH值保持在2-3之间。更具体讲，本发明的处理溶液通常的pH值是在约2.5-3之间。典型的酸化剂包括可食用酸，例如富马酸、柠檬酸以及异抗坏血酸。这些酸在常温都是颗粒状物质，因此是很方便的。也可使用其他的酸使处理溶液达到更低pH值。在本发明的组合物中，优选的是柠檬酸，因为它的水溶性高。
本发明的保存组合物中另一种重要成分是金属离子螯合剂。已知在水果和蔬菜保存措施中将金属离子螯合是重要的方面，在本发明的组合物中由于加入一种酸式多磷酸盐金属离子螯合剂或多价螯合剂而对切开的植物块段提供特别有效的保存效能。更具体讲，需要加入一种碱金属的酸式多磷酸盐，最好是一种酸式多磷酸钠盐。因为它们在所要求的低pH值情况下对于抑制微生物生长有很强活性，并且在较高浓度使用是安全的，所以这类多磷酸盐是特别适合于本发明的组合物，用于为切开的植物块段提供特别长久的贮存性能。虽然任一种碱金属的酸式多磷酸盐都可以使用，但已发现最好是使用酸式焦磷酸钠(SAPP)。也可以使用焦磷酸钾，但此物料不似SAPP那样容易得到。
用于本发明的组合物的酸式多磷酸盐是那些使水溶液的pH值约为4.5或更低的盐。那些能提供较低pH值水溶液的酸式多磷酸盐也显示出在所述低pH值下具有很强结合金属离子的能力。业已指出，结合能力和pH值是本发明的组合物所要求的综合性能，因为为了保持抗微生物性能，需要较低的pH值。若是使用了在水溶液中提供较高pH值的多聚磷酸盐，并且需要用更多量的酸化剂，则此种具较高pH的多磷酸盐的螯合能力就下降。
已能描述了一些新型的不同成分的组合物，它们在一个单纯的浸泡过程中为切开的植物块段提供令人惊异的贮存稳定性，包括对难于保存的切开马铃薯块和苹果块提供这样的稳定。但是，任何切开植物块段都可以用本发明的方法来处理。本发明的方法的另一优越性是可以在室温实行单一的浸泡操作。以上指出的优点不仅因所需设备少而提供了经济性，并且由于减少处理过程和设备清理工作量而进一步提供经济性。由于本发明的单一浸泡方法是在室温进行的，即在约20-25℃，所以就十分清楚现在描述的方法是极为简便并且经济效盖极高。
上述本发明的干式颗粒状保存剂组合物总结如下，其中提供了它们的功能和优选的药剂以及其一般浓度范围。
表1功能药剂浓度范围，%抗氧化剂抗坏血酸8-20酶抑制剂氯化钙20-40酸化剂柠檬酸8-20金属离子螯合剂酸式焦磷酸钠(SAPP)20-40本发明的组合物的方便制法是用干式颗粒物料以干掺混方式混合，以保证该混合物是均匀的。将之混以适量的水而形成本发明的浸泡溶液，其中含有所需量的本发明的掺混组合物，供给浸泡操作之用。视所要求处理的切开植物块段之不同，该浸泡溶液可含有多达约5%的该干混组合物。也可以使用更高浓度的浸泡液，但延长切开植物块段贮存时间的好处并不是与浓度成壤卦黾印Ｍǔ＃萑芤褐泻性 %本发明的组合物即能得到满意的结果。
业已发现，下列的植物可按本发明方法，采用如下列的递降顺序的保存剂浓度的溶液而得到满意的处理结果马铃薯→梨→青椒→苹果→莴苣。
最好是所选的各种药剂在配成为本发明的组合物之后，能在使用的温度和浓度条件下成为可完全溶解的混合物。但是，为了得到完全溶解的溶液，可能需要微热该浸泡液，以促进本发明的组合物中各组分的溶解。
为了使切开的植物块段能维持最长的贮存时间方才到达开始变质的程度，要在切开之后尽早地浸泡在本发明的浸泡溶液中。若在配制时为了加快溶解而将水加热，则可在进行浸泡之前先将浸泡溶液冷却。本发明的组合物的浓度低达3%即可得到满意的结果，业已发现更重要的是使切开的植物块段与浸泡溶液的接触时间延长。通常所用的接触时间是约10-30分钟，视所处理的植物品种和贮存要求而定。例如，马铃薯的浸泡时间在约15-25分钟范围即可得到最大贮存稳定性。对于苹果、青椒或莴苣，用更短得多的时间即可达到足够长时间的贮存稳定性，这个时间可以短到2分钟。对具体植物品种通过简单的试验即可确定最适宜的浸泡(或接触)时间。
用于与切开植物块段相接触的本发明的保存组合物中，每一组分的量可在某一定限度内变化。按上述以干法掺混一个组合物时，用于接触切开的植物块段的每一组分的量是由该浸泡溶液中掺混物的浓度所制约的。在该浸泡溶液中，每一种优选的成分的优选含量如下(重量%)。
功能药剂浓度范围，%抗氧化剂抗坏血酸.25-1酶抑制剂氯化钙.50-2酸化剂柠檬酸.25-1金属离子螯合剂酸式焦磷酸钠(SAPP).50-2这些药剂还可以各自直接加入到该浸泡溶液中，从而可以做到以各组分各自独立加入的方式而溶解于其中。
以下的实例是用于阐明本发明的优选实施方案。所有掺混物或浸泡液均以每种组分的重量百分率表示。
实例1-4采用常规的工业方法，将整马铃薯以机械方式去皮并除去芽眼。然后将这些整马铃薯浸于下述的溶液中并贮存在聚乙烯袋中，每个袋装有约20个马铃薯，于0℃、-2℃贮存。并没有专门为每个袋除去空气，但每一袋都用线绳刚刚在盛容物顶部紧紧绑住。将已去皮的马铃薯浸于下述溶液中历时10分钟，滴尽水，立即装袋并贮存起来。在某些情况下，配溶液时将水加热以便于溶解，然后冷却至室温再用于浸泡操作。在冷却时，观察到在混合罐底部出现少量不溶性物质。将各成分配制成干法掺混物，然后按下述方法加入到水中。当马铃薯的表面出现褐斑样腐坏，即作为已变质。
实例号1234SAPP33.333.333.333.3富马酸16.716.716.716.7NaCl16.716.7CaCl2·2H2O 16.7 16.7 33.3 33.3异抗坏血酸16.716.716.7抗坏血酸16.7浸泡液浓度，%3233发生变质的贮存天数5355实例5-10重复实例1的步骤，不同之处是浸泡时间为20分钟。有关的组成、浓度和结果列于下表。为对比起见，有些组合物并未包括本发明的组合物为发挥全部功能所需的药剂。
实例号5678910SAPP33.333.333.333.329.229.2富马酸16.716.716.716.7CaCl2·2H2O 33.3 33.3 33.3NaCl33.333.333.3抗坏血酸16.716.716.737.537.5异抗坏血酸16.7浸泡液浓度，%343434发生变质的贮存天数555533实例11-13将苹果(RedDelicious，GoldenDelicious和GrannySmith品种各一个)切成四瓣并置于室温的盘中。到10分钟时开始氧化，而到约30分钟，切开表面处转变为均匀的褐色。将另一组完全相同的苹果也切成四瓣并于下述的水溶液中浸泡2分钟。把苹果瓣从溶液中取出后，放在聚乙烯袋中(每个袋一个苹果)。把袋内的空气尽可能挤出去，然后把每个袋口在盛容物之上紧密绑住。在此实例中是把浸泡溶液的每一个组分单独加入水中而成为该溶液。在浸泡溶液中未观察到不溶物。
在此实例中还对香蕉进行了试验，应用实例11和12的组合物处理过的香蕉在一天之后在外部(邻近香蕉皮处)出现少量褐色斑。用实例13的组合物处理的香蕉在一天之后在外部(邻近香蕉皮处)几乎完全被褐色斑所遮盖，被判定为不具应用性。
实例号111213SAPP11CaCl2·2H2O 1 1异抗坏血酸.5.5柠檬酸1.5抗坏血酸3RedDelicious品种苹果用实例13的组合物浸泡后经过一天在沿果皮线位置和种子处显示出褐色，全部苹果品种浸于此组合物后五天显示有霉菌生长。用实例11和12的组合物浸泡的苹果到第8天干缩了，但未观察到任何颜色或霉菌类的变质生成。
实例14-15将前一个秋季收获的马铃薯冷藏约6个月后，用常规工业方法机械去皮并除掉芽眼。然后将整马铃薯浸于下述溶液中20分钟，然后按实例1-4所述装入塑料袋中贮存。该浸泡溶液的制备方法是先把各原料制成掺混物，然后向温水中加入规定量的掺混物，制成3%的溶液。先将此溶液冷却至室温，然后开始浸泡。实例14的掺混物在浸泡温度下完全溶解，而实例15的掺混物在浸泡温度还有少量不溶物质。
实例号1415SAPP33.333.3CaCl2·2H2O 33.3 33.3抗坏血酸16.7异抗坏血酸16.7柠檬酸16.716.7经过五天之后，已看出在实例14的组合物中浸过的马铃薯要优于用实例15的组合物所浸过的。用实例14的组合物处理过的马铃薯在第9天首先显示出有颜色改变，这是由于在一个马铃薯的一个角部位有碰伤。另外，也观察到在一个马铃薯的原有碰伤处有颜色变暗。这就表明，应用本发明的组合物时，情况与应用亚硫酸盐处理时不同，损坏的部分未能通过漂白作用而除掉颜色。
以上的实例说明了本发明的组合物中，各成分进行组合的重要性。虽然还可以使用某些替代的药剂，但该浸泡操作的四种功能必须完成，以便为水果和蔬菜提供最长的贮存时间。
以上各实例的结果表明，按本发明的组合物中各保存剂成分完全可溶的重要性。本发明的组合物提供了各成分的组成或重量比率，这样就为达到切开的新鲜植物块段延长贮存时间提供了所需的重要性质。本发明的组合物在室温能完全溶解成为水溶液。由上述实例所显示的对切开的新鲜植物块段能达到的贮存期，要优于应用含有相同的成分但其重量比率不同从而使某些组分具有那怕是很小程度不溶性的那些组合物。业已发现，上述实例中所出现的不溶性是由于在水溶液中该保存组合物的各组分之间发生不希望的相互作用的结果。这种相互作用的结果，使得在为达到尽量延长贮存期所需的浓度和pH条件下，该等酸中之一种生成了一种不溶性盐。本发明的组合物就经过特别设计，以便避免水溶液中的任何组分在适用的浸泡温度下发生不希望的沉淀的条件。
虽然本发明已由上述实例加以说明，但选择此等实例是供阐明由下述权利要求所规定的本发明的范围，而不是用于限定本发明的范围。
权利要求
1.一种处理切开的新鲜植物块段而延长其贮存期的方法，包括将该等植物块段于一种室温的水溶液中浸泡，所述溶液包括(a)一种抗氧化剂，含量约0.25-1%；(b)一种金属螯合剂，包括一种碱金属酸式多磷酸盐，含量约0.5-2%；(c)一种抗酸化剂，含量约0.25-1%；(d)一种无机氯化物酶抑制剂，含量约0.5%-2%。
2.权利要求1的方法，其中的酸化剂是选自富马酸和柠檬酸。
3.权利要求1的方法，其中的金属螯合剂为酸式焦磷酸钠。
4.权利要求1的方法，其中的抗氧化剂是选自抗坏血酸或异抗坏血酸。
5.权利要求1的方法，其中的酶抑制剂是选自于碱金属和碱土金属氯化物。
6.权利要求1的方法，其中的植物块段是选自马铃薯、苹果、青椒、梨以及莴苣。
7.一种处理切开的新鲜马铃薯而延长其贮存期的方法，包括将该切开的新鲜马铃置于一种室温的水溶液中浸泡，所述溶液含有(a)抗坏血酸，约0.5-0.7%;(b)柠檬酸，约0.5-0.7%;(c)酸式焦磷酸钠，约1-1.5%;(d)氯化钙，约1-1.5%。
8.一种处理切开的新鲜苹果而延长其贮存期的方法，包括将该切开的苹果于一种室温的水溶液中浸泡，所述溶液含有(a)抗坏血酸，约0.2-0.5%;(b)柠檬酸，约0.2-0.5%;(c)酸式焦磷酸钠，约0.3-1%;(d)氯化钙，约0.3-1%。
9.权利要求8的方法，其中的苹果是切开的。
10.权利要求7的方法，其中的马铃薯是去皮的。
11.一种用于处理切开的新鲜植物块段而延长其贮存期的干式颗粒状组合物，所述处理包括在一种室温的水溶液中进行一次浸泡，该组合物包括(a)一种抗氧化剂，含量约15-20%;(b)一种金属螯合剂，包括一种碱金属酸式多磷酸盐，含量约30-35%;(c)一种酸化剂，含量约15-20%;(d)一种无机氯化物酶抑制剂，含量30-35%。
12.权利要求11的组合物，其中的抗氧化剂是选自抗坏血酸和异抗坏血酸。
13.权利要求11的组合物，其中的金属螯合物是一种碱金属酸式焦磷酸盐。
14.权利要求11的组合物，其中的酸化剂是选自富马酸和柠檬酸。
15.权利要求11的组合物，其中的酶抑制剂是选自于碱金属和碱土金属氯化物。
16.权利要求11的组合物，其中的植物块段是选自马铃薯、苹果、青椒、梨以及莴苣。
全文摘要
处理切开的新鲜可食植物表面的组合物和方法，通过将切开的新鲜植物块段浸于一种含有可食成分的水溶液中，从而能同时防止由于氧化、酶催作用、微生物作用以及金属离子作用而引致的变质和变色。
文档编号A23B7/16GK1032997SQ8810772
公开日1989年5月24日 申请日期1988年11月7日 优先权日1987年11月9日
发明者贝思·扎特曼·沃伦 申请人:孟山都公司