Стерилизация продуктов питания. Технология стерилизации продукции. Весь производственный процесс состоит из трех фаз

Стерилизация, пастеризация и способы хранения

Стерилизация и пастеризация консервов СтерилизацияСтерилизация является основным способом сохранения пищевого продукта без существенных изменений его вкусовых качеств. Способ стерилизации консервов в стеклянной таре с немедленной укупоркой жестяными крышками

ПАСТЕРИЗАЦИЯ Для создания горячей среды посуда с продуктами прогревается. При такой тепловой обработке фрукты и овощи приобретают эластичность и хорошо утрамбовываются, не происходит развитие микроорганизмов. Нагревание при помощи автоклава на консервных заводах, где

Консервирование овощей: соление, маринование, стерилизация КОНСЕРВИРОВАННЫЕ ТОМАТЫ (БЕЗ СТЕРИЛИЗАЦИИ)На 1 банку вместимостью 3 л вам потребуется:свежие томаты – 1,5 кг,красный горький перец – 1 стручок,зеленый сладкий перец – 2 шт.,черная смородина (листья) – 5–6

Стерилизация и?пастеризация Стерилизация, которая проводится при температуре кипячения воды, необходима для того, чтобы уничтожить микроорганизмы, содержащиеся в консервируемых продуктах.Подготовленные для консервации фрукты и овощи следует уложить в стеклянную

Если взвесь микробов поместить в тонкую, запаянную с двух сторон стеклянную трубочку, которую погрузить затем в кипящую воду или вообще в среду, нагретую до достаточно высокой температуры, то микроорганизмы погибнут. Однако уничтожение микробов не происходит мгновенно. Для того чтобы уничтожить микробы при данной температуре стерилизации, необходимо определенное время. Это время называют смертельным , или летальным .

Смертельное время при данной температуре можно, например, определить, погрузив в нагретую до данной температуры среду несколько таких тонких, желательно капиллярных, трубочек с микробами. Трубочки должны быть как можно тоньше, чтобы можно было пренебречь временем, требуемым для прогрева содержимого до температуры стерилизации насквозь, и вести, следовательно, отсчет этого времени с момента погружения капилляров в греющую среду. Вынимая через определенные промежутки времени (например, через каждые 5 мин) по одной или несколько трубочек из нагретой среды и мгновенно охлаждая их в ледяной воде (чтобы сразу прекратить действие высокой температуры и считать, что данная трубочка подвергалась нагреву именно заданный промежуток времени), производят микробиологический анализ, позволяющий установить момент, когда в очередной трубочке не окажется живых спор. Время от момента погружения капилляров в нагретую до данной температуры среду до момента, при котором все микробы оказываются уничтоженными, и есть смертельное время при данной температуре.

Нужно сказать, что понятие о смертельном времени является условным и может быть использовано лишь в первом приближении, для удобства обсуждения представлений о процессе гибели микроорганизмов. Позже будет показано, что полностью уничтожить все споры микроорганизмов при тепловой обработке во влажной среде невозможно. Как бы долго ни стерилизовать капилляры с взвесью микробов, количество их будет становиться все меньше и меньше, но всегда некоторая доля их будет оставаться в живых. Тот факт, что через какой-то промежуток времени тепловой стерилизации мы в очередной пробе не обнаружили жизнеспособных спор, говорит лишь о том, что количество микроорганизмов понизилось до уровня, который является меньшим, чем одна спора на трубочку, и, следовательно, если бы для опыта было взято больше капилляров, то спустя промежуток времени, который в предыдущем опыте мы сочли смертельным, мы бы еще обнаружили живые клетки.

Переходя теперь к вопросу о времени, которое необходимо для стерилизации консервов, можно сказать, что если бы при погружении банок в стерилизационный аппарат требуемая температура стерилизации создавалась сразу и одновременно во всей массе продукта (подобно тому, как это практически происходило в тонкой стеклянной трубочке, содержащей взвесь микробов), то установленное капиллярным методом смертельное время при данной температуре и было бы требуемым общим временем стерилизации для консервной банки .

Однако при стерилизации банок паром или горячей водой заданная температура устанавливается не сразу и не одновременно во всей массе продукта. Передача теплоты от теплоносителя к продукту идет от периферии банки к ее центру. Сначала прогреваются слои консерва, находящиеся у поверхности банки, затем теплота проникает постепенно в глубину продукта и. наконец, достигает наиболее отдаленного от периферии места, находящегося вблизи геометрического центра банки.

Таким образом, центральная часть консервной банки, которая считается обсемененной микробами в такой же мере, как и другие участки, начинает стерилизоваться при заданной температуре значительно позже, чем периферийные слои. Следовательно, именно эта центральная часть является наиболее неблагополучной с точки зрения возможности выживания в ней микробов.

Поэтому, говоря о смертельном времени для микроорганизмов, имеют в виду клетки, находящиеся в центральной части банки, а, значит, отсчет этого времени нужно вести с момента достижения заданной температуры стерилизации в центре банки, а не от начала прогрева банки в стерилизационном аппарате.

Тогда в первом приближении общее время стерилизации τ общ будет состоять из двух отрезков: времени проникновения теплоты в центр банки (имея в виду достижение в центре банки температуры стерилизации) τ пр и смертельного времени τ см, т. е. времени, которое требуется для уничтожения микроорганизмов, находящихся в центре банки, начиная с того момента, когда в центре банки достигнута заданная температура: τ общ = τ пр + τ см.

Необходимо оговориться, что такой подсчет времени стерилизации в значительной мере неправилен, так как микроорганизмы, находящиеся в центре банки, начинают погибать не в тот момент, когда в центре достигнута именно заданная температура стерилизации, а несколько раньше, когда центр прогрет до температурного уровня, пусть меньшего, чем заданная температура стерилизации, но все равно смертельного для микробов. Поэтому τ общ не равно сумме τ пр и τ см, а меньше этой суммы. Правильнее всего сказать, что общее время стерилизации является функцией от времени прогрева и смертельного времени, т. е. τ общ = f(τ пр, τ см).

Итак, для того, чтобы уяснить факторы, от которых зависит общее время стерилизации, нужно рассмотреть в отдельности факторы, определяющие смертельное время (микробиологическую составляющую), и факторы, определяющие время проникновения теплоты в центр банки (теплофизическую составляющую).

Факторы, влияющие на смертельное время (микробиологическая составляющая)

Смертельное время зависит от следующих факторов: температуры стерилизации; химического состава консервов; вида микроорганизмов и их количества.

Температура стерилизации . Как нельзя говорить о смертельном времени, не учитывая температуру стерилизации, так нельзя говорить и о температуре, не связывая ее со временем, необходимым для такой обработки. Какой-то определенной температуры, являющейся смертельной для данного вида микроорганизмов. не существует. Микроорганизмы можно уничтожить при разных температурах, начиная приблизительно с 60°С. Вопрос сводится лишь к времени, которое требуется для уничтожения микробов при данной температуре. Таким образом, смертельные условия для данного вида микроорганизмов нельзя определить одной лишь температурой, а только сочетанием «смертельная температура - время».

Естественно, что зависимость между смертельным временем и температурой обратная, т. е. с повышением температуры стерилизации смертельное время снижается. При этом оказывается, что с повышением температуры смертельное время не просто снижается, а снижается в сильнейшей мере. Так, по данным Эсти и Мейера, отмирание спор С. botulinum характеризуется следующими параметрами:

Из приведенных данных видно, что относительно небольшое повышение температуры стерилизации приводит к резкому сокращению смертельного времени. Или, в математической форме, повышение температуры стерилизации в арифметической прогрессии приводит к сокращению смертельного времени в геометрической прогрессии.

Бигелоу обратил внимание на то, что если кривые смертельного времени построить в полулогарифметических координатах, отложив на горизонтальной оси температуру в линейных отрезках, а на вертикальной - логарифмы значений смертельного времени, то кривые эти выпрямляются. Способность кривых смертельного времени выпрямляться при построении их в полулогарифмических координатах дает возможность характеризовать их простыми аналитическими выражениями.

Стерилизацию можно проводить при разных температурах, меняться будет лишь продолжительность процесса. В связи с этим возникает вопрос, что лучше: дольше стерилизовать при умеренных температурах, или же стерилизовать быстро при высоких температурах?

Для ответа на этот вопрос необходимо принять во внимание соображения, относящиеся к качеству стерилизованной продукции и к характеристике процесса стерилизации с количественной стороны.

Еще недавно считалось, что тепловая обработка пищевых продуктов при высоких температурах вызывает ряд нежелательных изменений их качества, прежде всего органолептических свойств, поэтому технологические процессы (сушку, варку, стерилизацию) следует проводить при умеренных температурных условиях.

Об ухудшении качества судили по гидролитическим реакциям, которые приводят к размягчению пищевых продуктов. В определенной мере они необходимы, однако их следует поддерживать в определенных границах, иначе продукты получаются разваренными.

Другой тип нежелательных изменений связывают с так называемыми меланоидиновыми реакциями, протекающими между редуцирующими сахарами и свободными аминокислотами. В результате образуются сахаропротеиновые комплексные темноокрашенные соединения, придающие пищевым продуктам нежелательные «уваренные» тона, посторонние привкусы, запахи и т. п.

Однако по мере накопления информации становилось ясно, что глубину упомянутых реакций нельзя связывать только лишь с одним фактором - температурным уровнем процесса, а следует учитывать два фактора: температуру и продолжительность выдержки продукта при этой температуре.

Оказалось, что для ограничения и подавления сахароаминных реакций следует найти оптимальное сочетание этой пары «температура - время».

Возьмем для примера процесс потемнения пищевых продуктов при тепловой обработке, приняв в качестве критерия интенсивность протекающих деградационных реакций ухудшения окраски. Исследования показали, что скорость реакций деградации растет с повышением температуры, однако время, необходимое для достижения стерильности пищевых продуктов, с повышением температуры уменьшается в неизмеримо большей степени. Иначе говоря, повышая температуру стерилизации, мы доживаемся уничтожения возбудителей порчи задолго до того, как реакции деградации пищевых веществ приобретут существенное значение для качества.

Сказанное четко иллюстрируется кривой на рисунке. По вертикальной оси отложена степень потемнения в условных единицах, причем степень потемнения при 110 °С принята за 100 единиц, по горизонтальной оси - температура стерилизации.

Как следует из этого рисунка, с повышением температуры стерилизации степень потемнения резко уменьшается. Так, при 120°С степень потемнения составляет всего 30% от окраски при 110°С, а при 140°С - всего 2%. Следует только иметь в виду, что отложенные на кривой точки не означают равную продолжительность выдержки при указанных температурах, а являются лишь изосмертельными т. е. характеризуют такое сочетание смертельных факторов (температура - время), при котором степень уничтожения микроорганизмов одинакова. Например, для достижения смертельного эффекта при 120 °С требовалась 10-минутная выдержка при этой температуре, а при 140 °С тот же стерилизационный эффект достигался всего за 8 с!

Таким образом, для замедления химических реакций, вызывающих ухудшение качества стерилизованной продукции, следует вести тепловую обработку при возможно более высоких температурах в течение очень короткого промежутка времени. В литературе этот принцип принято именовать высокотемпературной кратковременной стерилизацией («ВТ-КВ»).

Итак, вопрос о выборе температуры стерилизации с позиций качества продукции ясен. Рассмотрим теперь влияние температуры стерилизации на количественную характеристику процесса.

С одной стороны, казалось бы, применение высокотемпературных кратковременных режимов стерилизации следует лишь приветствовать, ибо помимо улучшения качества продукции при этом резко сокращается продолжительность обработки и, следовательно, во много раз увеличивается пропускная способность стерилизационной аппаратуры.

Однако на деле проблема использования высокотемпературных кратковременных режимов оказывается весьма сложной, стоит только представить себе протекание процесса тепловой обработки консервных банок в современных стерилизационных аппаратах.

Допустим, мы задались целью простерилизовать консервы в автоклавах при температуре 140°С, имея в виду, что содержимое банки должно быть прогрето для этой температуры на всю глубину. Не говоря уже о том, что в техническом отношении невозможно в течение всего лишь нескольких секунд прогреть автоклав до 140°С, но, самое главное, невозможно очень быстро прогреть на всю глубину содержимое консервной банки. Чтобы «добраться» температурой 140°С до центра банки требуется по крайней мере несколько минут, а это с позиций качества продукции совершенно недопустимо. Как отмечалось, температура 140°С оказывает благоприятное влияние на качество только в том случае, если она поддерживалась лишь в течение нескольких секунд. К тому же, когда температура 140°С достигла глубины продукта и уничтожила находящуюся там микрофлору, «убрать» ее за несколько секунд при охлаждении консервов в автоклаве после стерилизации также невозможно. Получается, что стерилизация консервов при 140°С в автоклавах по чисто техническим причинам не может быть осуществлена быстро, за несколько секунд, а должна измеряться многими минутами, что неминуемо приведет к резкому ухудшению качества продукции.

Вот почему новый технологический процесс - высокотемпературная кратковременная стерилизация - не может быть реализован в обычных стерилизационных аппаратах, а требует специального аппаратурного оформления.

Применяемые для этой цели установки основаны на принципе стерилизации продукта в тонком слое. Продукт стерилизуется при повышенных температурах тем или иным способом до фасовки в тару, затем в стерильных условиях охлаждается и фасуется в стерильно подготовленную тару, которая вслед затем герметизируется в стерильных условиях. Подготовленный таким способом продукт уже не нуждается в дальнейшей тепловой обработке. Такой способ сохранения пищевых продуктов называют асептическим консервированием.

Следует также иметь в виду одно обстоятельство, которое ограничивает снижение времени стерилизации за счет повышения температуры - это сохранность ферментов. Исследования показали, что при обычной стерилизации, которая продолжается при умеренных температурах довольно долго, сначала инактивируются ферменты, а затем уже погибают микроорганизмы. Поэтому процесс обычной стерилизации «настраивают» по микробам, справедливо полагая, что к тому времени, когда микроорганизмы будут уничтожены, ферменты и подавно окажутся инактивированными.

При высокотемпературной же кратковременной стерилизации ферменты оказываются более термоустойчивыми, чем микроорганизмы. Поэтому может быть такой случай, когда уничтожение микробов при данном режиме стерилизации будет обеспечено, ферменты же из-за резко сокращенного времени тепловой обработки останутся не инактивированными. Несмотря на стерильность, такие консервы не будут стойкими при хранении и могут подвергнуться ферментативной порче.

Химический состав консервов . На смертельное время оказывает влияние не только температура стерилизации, но и химический состав среды, в которой находятся данные микробы.

Выше было отмечено влияние кислотности среды на развитие микроорганизмов. Причем из всех факторов внешней среды, которые влияют на термоустойчивость микробов, концентрация водородных ионов в нагреваемой среде является самым главным.

Различными исследователями было установлено, что максимальная термоустойчивость спорообразующих бактерий проявляется в нейтральной области при pH 6-7, быстро снижаясь при отклонениях в ту и другую стороны. Нужно, однако, сказать, что, несмотря на справедливость общего правила обратной зависимости между активной кислотностью среды и смертельным временем, в целом оно оказывается верным не при всех диапазонах pH. Так, Эсти и Мейер установили, что при pH выше 5,0 какой-то еще фактор, кроме концентрации водородных ионов, оказывает сильнейшее влияние на смертельное время.

Ланг, изучая режимы стерилизации рыбных продуктов, не нашел определенной зависимости между pH и смертельным временем для спор С. botulinum в интервале pH 5,2-6,8, а при pH 4,9 наблюдалось заметное снижение термоустойчивости.

По данным А. Рогачевой, значительное влияние на термоустойчивость оказывает не только активная кислотность среды, но и природа самой кислоты. Так, наиболее обеспложивающим действием при одном и том же pH обладает молочная кислота, затем яблочная. Несколько слабее действуют на бактерии уксусная и лимонная кислоты.

Из других элементов химического состава консервов наибольшее влияние на смертельное время оказывают антибиотические вещества растительного происхождения - фитонциды. Работами А. Рогачевой и сотр. установлено, что время, необходимое для тепловой стерилизации консервов, снижается при добавлении в эти консервы таких богатых фитонцидами овощей или растений, как лук, томаты, перец, чеснок, морковь и белые корнеплоды, ревень, сухие пряности и горчица. В ряде случаев оказывается более эффективным добавлять не растения, а приготовленные из них концентраты фитонцидов. Например, вместо того, чтобы добавлять томатный соус, можно вносить в пищевой продукт фитонцидный концентрат томатов называемый томатином или ликоперсицином, а вместо горчицы - действующее начало этого растения - эфирное аллилгорчичное масло СН 2 = СН-CH 2 = CNS. По данным А. Рогачевой добавление аллилового масла в количестве нескольких миллионных долей (т. е. нескольких десятитысячных процента) к маринадам позволяет не только снизить продолжительность стерилизации этих консервов, но и вовсе обойтись без тепловой обработки. Об этом же говорят исследования А. С. Зверьковой и И. Г. Нестерюк, которые показали резкое повышение микробиологической стабильности виноградного сока при хранении его в танках на холоде при добавлении всего 0,0001% аллилгорчичного масла.

Весьма значительное влияние на смертельное время оказывают жиры, однако в отличие от кислот и фитонцидов они не понижают, а повышают термоустойчивость микроорганизмов. Защитное действие жиров объясняется с позиций физико-химических превращений, происходящих на границе двух различных гетерогенных жидкостей: белковый коллоидный раствор (микробная клетка) - жир. Как известно, при соприкосновении гидрофильных коллоидов (белков, сапонинов, мыл и т. п.) с жиром на границе двух фаз почти мгновенно образуется своего рода коагуляционная пленка, изолирующая эти фазы одну от другой. Если капелька жира попадает в водный белковый раствор, она сразу окружается белковой пленкой. Если капелька белкового коллоидного раствора попадает в жир, эта капелька тоже сразу будет окружена плотным межфазным чехлом. Эти межфазные чехлы представляют собой полярные молекулы, которые строго ориентируются на поверхности двух фаз, направляясь в данном случае одна к другой своими гидрофобными концами.

Наличие плотного гидрофобного чехла вокруг бактериальной клетки препятствует проникновению к ней влаги и затрудняет тем самым коагуляцию белков, являющуюся, как известно, гидратационной реакцией. Термическая обработка микробной клетки в таких условиях напоминает воздействие «сухого жара», к которому микроорганизмы более устойчивы, чем к «влажному». Поэтому консервы, содержащие жиры (например, рыбные консервы в масле, «Свинина тушеная» и т. п.), нужно стерилизовать дольше, чем консервы, не содержащие жира.

Определенное влияние на смертельное время оказывают сахар и сахарные сиропы . Ученые обратили внимание на то, что сахар оказывает защитное влияние на микробы при нагревании среды. Так, Петерсон, Левин и Буханан нашли, что дрожжи легче погибают при 100°С в дистиллированной воде, чем в сиропе. Смертельное же время в сиропе концентрацией 24% оказалось гораздо меньше, чем в сиропе, концентрация которого составляла 36% (соответственно 6 и 28 мин). Баумгартнер и Уоллес обнаружили, что смертельное время для микроба Escherichia coli при 70°С в воде составило 4 мин, а в 30%-ном сахарном сиропе 30 мин. По-видимому защитное действие сахара на микроорганизмы объясняется тем, что в сахарных сиропах происходит осмотическое отсасывание влаги из микробных клеток и что именно пониженное содержание влаги делает микробную клетку устойчивой к нагреванию.

Небольшие концентрации соли в пищевых продуктах влияют на микроорганизмы при нагревании защитным образом, в то время как повышенное содержание соли способствует быстрейшему уничтожению микроорганизмов. Так, Вильжуан приводит следующие данные о выживаемости микроорганизмов в рассоле консервов «Зеленый горошек» при 115°С:

Из этих данных видно, что соль оказала защитное действие в концентрации до 2,5% включительно, после чего последовало резкое снижение термоустойчивости. Эсти и Мейер отметили, что 1-2%-ные концентрации соли увеличивают термоустойчивость С. botulinum, но при содержании соли свыше 8% смертельное время снижается. Можно предположить, что в небольших концентрациях соль осмотически отсасывает влагу из микробной клетки, как это происходит и в сахарных сиропах, и тем повышает ее устойчивость к нагреванию. При повышенных же концентрациях соли начинает проявляться электролитическое высаливающее действие хлорида натрия, в результате чего склонность белков протоплазмы к коагуляции возрастает и смертельное время уменьшается.

Вид микроорганизмов и их количество . Смертельное время в сильнейшей мере зависит от характера микрофлоры, могущей развиваться в данном пищевом продукте, так как способность переносить высокие температуры у разных микробов неодинакова, а вегетативные клетки бактерий погибают гораздо быстрее, чем споры.

Некоторые ученые объясняют это тем, что споры бактерий содержат мало воды, а в таких условиях затрудняется процесс коагуляции белков, вызывающий смерть бактериальной клетки при нагревании. Другие исследователи показали, что общее содержание влаги как в вегетативной клетке, так и в споре примерно одинаково. Поэтому, говоря о малом содержании влаги в спорах, следует иметь в виду не общую, а свободную влагу . Все дело в том, что большая часть влаги в споре находится в связанном состоянии и, следовательно, не может принять участие в коагуляции клеточных протеинов. Кроме того, устойчивость спор к нагреванию объясняется наличием у них плотной водонепроницаемой оболочки, не пропускающей окружающую влагу внутрь споры. Вот почему смертельное время для большинства бесспоровых бактерий, т. е. для вегетативных клеток, составляет всего несколько минут при температуре 60-80°С. Наибольшее смертельное время обнаружено у В. coli - 15 мин при 80 °С.

Гораздо длительнее смертельное время для спорообразующих микробов, т. е. их спор. Так, по данным А. Рогачевой, смертельное время при 100°С составляет (в мин) для спор:

• В. subtilis - 120
• В. Mesentericus - 110
• В. botulinum (штамм В) - 150
• В botulinum (штамм А) - 300

Бигелоу и Эсти заметили, что некоторые термофильные микроорганизмы выдерживают непрерывное кипячение в кукурузном соке при pH 6,1 в течение 24 ч. Донк сообщил, что смертельное время для одного из плоскокислых термофилов при pH 6,1 и температуре 120°С составляет 11 мин, а Вильямс, Мерилл и Камерон нашли, что смертельное время для одного из микробов, относящихся к этой же группе, составляет при 120°С в буферной среде (pH 6,95) 35 мин.

Большое влияние на смертельное время оказывает и количество микроорганизмов. Для примера рассмотрим данные одного исследования, приведенные в таблице.

Если обратиться, например, к культуре № 26, то получается, что при уменьшении начального содержания микроорганизмов с 46000 до 40 спор, т. е. примерное 1000 раз, смертельное время сокращается почти в 3 раза.

На первый взгляд может показаться странным, что чем больше микроорганизмов находится в определенном объеме стерилизуемого продукта, тем больше времени требуется для их уничтожения. Однако это объясняется закономерностями кинетики отмирания микробных клеток при повышенных температурах. Изучая гибель микроорганизмов под влиянием нагрева, исследователи пришли к убеждению, что с физико-химической стороны процессы, вызывающие смерть микробной клетки, представляют собой мономолекулярную реакцию коагуляции белков протоплазмы и что, следовательно, скорость уничтожения микробов поддается математическому анализу, справедливому для реакции первого порядка.

Учитывая логарифмический характер гибели микроорганизмов при нагревании, полностью уничтожить их при стерилизации невозможно. Никогда число микроорганизмов путем тепловой стерилизации (в пределах существующей техники проведения этого процесса, т. е. при нагревании во влажной среде) нельзя свести к нулю. Можно только всячески уменьшать количество спор при нагревании, доводя их до одной на 1000, на 10 тыс., на 1 млн. банок и т. д., но не уничтожая на 100%. Следовательно, можно говорить не об абсолютной стерильности, а только о какой-то степени стерильности n, определяемой логарифмом.

Физический смысл этой величины легче уяснить, если рассмотреть логарифм обратной величины приняв определение, что степенью стерильности n называется логарифм доли выживших микроорганизмов, взятый с обратным знаком.

Таким образом, точно так же, как нельзя говорить о полной стерильности, нельзя говорить и о смертельном времени в абсолютном понимании, т. е. как о времени полного уничтожения микроорганизмов. Смертельным временем можно лишь назвать время, требующееся для достижения какой-то степени стерильности (более или менее высокой), т. е. для доведения первоначального количества микроорганизмов до какого-то заранее установленного и, конечно, очень низкого уровня.

Стерилизация пищевой продукции – это обработка продукта, обеспечивающая полную гибель всех микроорганизмов и их спор.
Стерилизацию продукта можно обеспечить:
- нагреванием его до высокой температуры;
- обработкой ионизирующим облучением;
- другими способами или комбинацией нескольких способов, например введением химических веществ с последующим нагреванием до высокой температуры.
Консервы в соответствии с микробиологическими показателями качества подразделяют на стерильные и промышленно-стерильные.
Консервы в герметичной таре, выработанные по технологии, обеспечивающей отсутствие в продукте микробиальных токсинов, микроорганизмов, опасных для здоровья потребителя, и микроорганизмов, способных вызвать порчу продукта, и соответствующие этим требованиям, относятся к промышленностерильным.
Промышленность выпускает консервы, отвечающие требованиям промышленной стерильности.
Стерилизация консервируемой продукции является основным и завершающим процессом производства консервов – это термическая обработка продукта, обеспечивающая полную гибель нетермостойкой неспорообразующей микрофлоры и уменьшение числа спорообразующих микроорганизмов до определённого заданного уровня, достаточного для предотвращения микробиологической порчи продукта при хранении при температуре не выше 25 о С и гарантирующая по микробиологическим показателям безопасность употребления консервов в пищу.
Достижение этих целей должно осуществляться при условии максимального сохранения органолептических свойств и пищевой ценности готовых консервов, их герметичности и нормального внешнего вида.
При этом стерилизация консервируемой продукции наиболее трудо и энергоемкий процесс при выработке консервов.
В странах с достаточно развитой консервной промышленностью, в том числе и в Российской Федерации, технологии производства консервированной продукции и, в первую очередь – их стерилизации, уделяется большое внимание. Это определяется тем, что нарушения в стерилизации могут быть причиной повышенного брака консервов и причиной пищевых отравлений. В Российской Федерации, как и в других странах, введены и действуют научно-обоснованные инструкции и правила, обязательные как для персонала консервных предприятий, так и для сотрудников научно-исследовательских организаций, в первую очередь строго регламентирующие процесс стерилизации.
В настоящее время в области производства консервируемой продукции в Российской Федерации действуют следующие нормативные документы: «Инструкция о порядке санитарно-технического контроля консервов на производственных предприятиях, оптовых базах, в розничной торговле и на предприятиях общественного питания», утвержденная Минздравом РФ, «Система безопасности продуктов питания на основе принципов НАSSР», Москва 2004 г., а также «Руководство по разработке режимов стерилизации и пастеризации консервируемой продукции» разработанное и утв. 2011 г. ГНУ ВНИИКОП.
Правила периодически пересматриваются и уточняются, в соответствии с результатами научно-исследовательских работ, задачами промышленности и требованиями органов здравоохранения.

Наверное, мало кто из потребителей импортного мяса, птицы, фармацевтических товаров задавал себе вопрос о том, каким образом обрабатываются, стерилизуются эти продукты. И если с термином «стерилизация» в пищевом значении этого слова ассоциируются в первую очередь молоко, молочные продукты или, например, бинты, шприцы, то о стерилизации с помощью гамма-излучения, электронно-лучевого излучения или этиленоксида мало кто имеет понятие. А ведь именно такими способами стерилизуют многие продукты питания, особенно мясные и куриные. Специфичность этих технологий состоит в том, что продукт обрабатывается уже в упаковке, и не только в первичной, которая непосредственно соприкасается с поверхностью продукта, но чаще во вторичной упаковке, т. е. когда продукт полностью упакован в тару и готов к отгрузке. На данном этапе вступают в действие технологии электронной и этиленоксидной стерилизаций.

Газ - этиленоксид (ЭО), особенно эффективный для обработки порционных доз лекарств, заключенных в герметичные упаковки, продуктов, которые обесцвечиваются, деформируются или как-то иначе изменяются при обработке с помощью радиационных методов стерилизации. ЭО-процесс предполагает предварительное помещение продукта в высоковлажную среду на определенное время. Увлажнение продукта необходимо для того, чтобы воздействие стерилизующего агента стало более эффективным. После этого продукт на несколько часов помещают в камеру, где и стерилизуют этиленоксидом. Далее, чтобы удалить из продукта остаточные газы, его кладут в другую камеру; в ней происходит рассеивание газов. Последняя стадия процесса занимает несколько дней. И даже после полного окончания цикла стерилизации продукт еще 3-7 суток остается в лаборатории, пока тест на стерильность не подтвердит полное разрушение и уничтожение микробов. Каждую порцию продуктов, подвергаемых ЭО, снабжают специальными биологически активными индикаторами - полосками «спор», определяющими количественное содержание микробов. Есть и другая специфическая особенность процесса: продукт обязательно должен быть заключен в воздухопроницаемую упаковку, чтобы газы свободно уходили с продукта после того, как его подвергали ЭО-обработке. Такой вид упаковки существует, но стоит он очень дорого. Весь процесс ЭО-стерилизации требует жесткого контроля целого ряда параметров для каждой загружаемой порции продуктов: периода воздействия ЭО-газом, влажности, температуры, давления, концентрации ЭО, вакуума. Если хотя бы один из параметров выходит из-под контроля, эффективность всего процесса может быть поставлена под сомнение. Широкому применению этого метода мешает его потенциальная опасность: считается, что этиленоксид обладает канцерогенными свойствами. В последнее время пристальное внимание «зеленых» сосредоточилось на процессе удаления отработанного газа в окружающую среду. Метода коснулись и жесткие ограничения со стороны правительственных законодательств, в результате которых себестоимость процесса резко увеличилась и невыгодно повысила конечную стоимость стерилизуемых товаров.

Другому методу стерилизации - гамма-излучению - подвергают продукты, находящиеся уже в конечной, готовой к отгрузке упаковке. Источником излучения является радиоактивный изотоп кобальт-60, реже цезий. Радиоактивный изотоп заключают в своеобразный пенал - «карандаш», - затем, уже на заводе, «карандаши» помещают на специальные полки и в таком «обмундировании» вносят в гамма-ячейки. Продукт, упакованный в конечную отгрузочную тару, проходит на конвейере через гамма-ячейку, где и подвергается стерилизации в течение 4-8 часов. Со временем кобальт 60 имеет тенденцию распадаться, его излучение ослабевает. Чтобы постоянно контролировать количество радиоактивного изотопа, необходимо жестко регулировать время каждого цикла. Доза излучения, получаемая продуктом, является функцией длительности (времени) воздействия облучения радиоактивным источником. Наиболее часто применяемые дозы для стерилизации находятся в диапазоне от 25 до 35 кГрей. Однако некоторые продукты требуют меньшей или большей дозы облучения для уничтожения патогенных микробов. Для их стерилизации приходится дожидаться смены установки таймера. Не так-то просто настроить гамма-оборудование на повышение или понижение диапазона доз облучения, поэтому часто, если продукту требуется стерилизация дозой значительно менее 25 кГрей, его приходится облучать этой, максимальной для него, дозой облучения. По мере «истощения» радиоактивного источника, его заменяют новым. На это уходит несколько дней, в течение которых гамма-ячейка остается неоперабельной. Из-за длительности воздействия этим видом стерилизации возможна деградация продукта в форме обесцвечивания (в том числе и упаковки) и/или охруп-чивания, что ограничивает использование этого метода. Несмотря на очевидные неудобства, связанные с гамма-излучением, этот метод остается наиболее применяемым. Десятки упаковочных материалов адаптированы к гамма-излучению (имеются в виду материалы, непосредственно соприкасающиеся с продуктом). Среди них полиэтилен и все его разновидности, поливинилх-лорид, поливинилиденхлорид, нейлон-6, этилвинилацетат. Гамма-излучению подвергаются и бестарные продукты, упакованные навалом или россыпью, например специи, пряности, сухофрукты и т. д.

В последние годы появилась новая безопасная технология стерилизации - электронно-лучевая. В отличие от методов стерилизации гамма-излучением и этиленоксидом, электронно-излучение не использует радиоактивные изотопы.

Коммерческое применение электронно-лучевого способа было ограничено двумя факторами: стоимостью и отсутствием опций упаковочных материалов, адаптация которых была бы подтверждена научно. Джордж Сэдлер, профессор Национального центра технологий пищевой безопасности, Иллинойс, отмечает: «Системы электронно-лучевого излучения появились еще в 50-х годах, но до недавнего времени их эксплуатация обходилась очень дорого. Только одна компания, Cryovac, сумела получить разрешение от американского Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) на использование единственного упаковочного материала для ЭЛ-обработки упакованных пищевых продуктов, - этиленвинилацетата лучевой способ использует высокий уровень энергии электронов в качестве средства стерилизации. Электроны ускоряют до скорости света с помощью линейного ускорителя. Суммарная энергия, складывающаяся из диапазона энергий от 3 до 10 млн электронвольт (эВ), соединяясь с электроэнергией в диапазоне от 1 до 50 кВт, оказывается достаточной для проникновения в продукт, упакованный в готовую к отгрузке тару. Электроны, сканируя продукт, проходят через множество вторичных частиц, включая ионы и свободные радикалы. Вторичные частицы разрывают ДНК-цепочки микроорганизмов и на внутренней поверхности упаковки, и внутри продукта, таким образом блокируя их дальнейшее размножение. Патогенные микробы разрушаются, и продукт стерилизуется.

Отметим, что электронно-лучевое (ЭЛ) излучение не предполагает глубинного проникновения в толщу продукта, как это делает гамма-излучение. ЭЛ проникает в продукт на глубину до 7,5 см от поверхности. Действие ЭЛ-излучения ограничивается несколькими секундами, в отличие от многочасового воздействия на продукт гамма-излучением. Кратковременность воздействия ускоренных электронов снижает возможные эффекты окисления продукта, сводя к минимуму нарушения в структуре как продукта, так и упаковочного материала. Самое главное, ЭЛ- (EVA). Большинство других упаковочных пленок были утверждены и апробированы в 1960-х годах только для гамма-излучения. Со временем и углубленным развитием технологий стоимость ЭЛ-стерилизации понизилась до вполне приемлемого уровня, вызвав интерес со стороны пищевой и упаковочной индустрии. Сейчас пришло время расширить список упаковочных опций для ЭЛ-стерилизации».

Профессор Сэдлер возглавляет рабочую группу, состоящую из представителей 20 компаний, в основном крупных поставщиков и переработчиков пластиков, таких как DuPont, Dow, Cryovac, American National Can, пытающихся получить разрешение от FDA на применение расширенного диапазона упаковочных пленок и некоторых структур на основе полужестких и жестких пластиков. Группа протестировала и разработала документацию на применение таких материалов, как этилвинилалкоголь (EVON), нейлоны, все иономеры. «Интерес к ЭЛ-излучению диктуется прежде всего соображениями безопасности этого метода стерилизации. Мы прогнозируем, что свежее и обработанное мясо, курица станут первыми объектами применения этой технологии. Несколько вопросов остаются нерешенными, особенно касающиеся композитных многослойных упаковочных материалов и того, каким образом на них будет воздействовать электронно-лучевое излучение. Предполагается, что около 80-90% разовых медицинских пластмассовых упаковок будут совместимы с ЭЛ-обработкой», - утверждает Джордж Сэдлер.

Крупнейшие переработчики мяса, такие как IBP, Tyson Foods, Cargill, Emmpak, объявили о планах провести совместные исследования с корпорацией Titan, единственным обладателем комплекса оборудования SureBeam, использующего ЭЛ-излучение и запатентованной технологии, названной электронной технологией холодной пастеризации. Компании - переработчики мяса и курицы предполагают, что холодная пастеризация сможет продлить срок годности замороженных мясных продуктов.

Специалисты склонны полагать, что «если гамма-излучение было первым шагом на пути применения такого рода технологий, ЭЛ-излучение - вторым, то вскоре придет время использования рентгеновских лучей в качестве источника излучения. Последняя технология сочетает в себе быстроту электронно-лучевого метода и глубокое проникновение гамма-излучения»

Марина МОНАХОВА

Обозреватель PakkoGraff

Тема статьи: стерилизация излучением, стерилизация этиленоксидом

Рекомендуем почитать

Гарниры и каши

Курица с хрустящей корочкой, запеченная целиком в духовке Цыпленок запеченный в духовке рецепт

Заготовки на зиму

Современный способ гадания на кофейной гуще

Блюда из субпродуктов

Рецепты новогодних тортов Красивые торты на новый год своими руками

Блюда из мяса

Суп диетический из куриной грудки Легкий суп с куриной грудкой

Блины, оладьи, блинчики

Картофельные зразы с курицей

Блюда из мяса

Моя Кофейня — комбинации и рецепты для игры