Микроволновая пастеризация и стерилизация



Тепло, генерируемое микроволнами, может значительно снизить время, необходимое для промышленной пастеризации и стерилизации. Применение микроволнового нагрева обеспечивает лучшее качество продукта. Однако, микроволновая стерилизация имеет ряд таких проблем, как непредсказуемое и неравномерное распределение энергии и трудность контроля и прогнозирования микроволнового нагрева. Поэтому прогресс в микроволновой стерилизации на промышленном уровне невысок. Очень трудно оценить адекватность стерилизации в микроволновой печи, поскольку как при стерилизации в автоклаве невозможно определить нахождение самого холодного участка. Профили температуры от времени при микроволновом нагреве зависят от диэлектрических свойств, размера, формы, состава продукта. Соответственно, в продукте возникают изменяющиеся профили температур. Измерение температуры при микроволновом нагреве значительно сложнее, чем при конвективном. Температурный профиль может быть определен введением в разные участки продукта волоконно-оптических проб, но этот метод оказывает влияние на микроволновое поле.

Другим методом измерения температуры при микроволновом нагреве является инфракрасная термальная томография. Недостаток данного способа является то, что исследования обычно ограничиваются модельными системами.

Термальное разложение вегетативных клеток бактерий значительно сильнее зависит от температуры, чем показатели качества продукта. Поэтому, высокотемпературная кратковременная обработка (HTST) предпочтительна для жидких продуктов, чтобы снизить термическое разрушение качества продуктов и обеспечить пищевую безопасность. При конвективном нагреве очень трудно достичь быстрого нагрева стеклянных банок. При пастеризации маринованной спаржи в стеклянных банках с использованием микроволнового нагрева, продолжительность обработки снизилась вдвое, по сравнению с нагреванием в водяной бане [13]. Это было достигнуто за счет равномерного микроволнового нагрева, созданного за счет подбора микроволной энергии и использования частичного экранирования микроволн 1/3 банок. Микроволновая пастеризация пригодна для инактивации Escherichia coli в яблочном соке [14]. Инактивация микроорганизмов обусловлена теплом, генерируемым микроволнами, а не за счет их нетермического эффекта. Микроволновая пастеризация молока в непрерывном потоке считается эффективным способом получения продукта с удовлетворительными микробиальными и органолептическими показателями [15].

Микроволны были комбинированы с другими методами консервирования, такими как УФ-излучение, пероксид водорода и гамма-излучение для улучшения действия стерилизации на микроорганизмы.

Микроволновое обжаривание

В исследованиях по микроволновому обжариванию встречаются противоречивые результаты. Микроволновое обжаривание семян подсолнечника не вызывает значительных потерь токоферола и полиненасыщенных жирных кислот [16]. Имеется незначительное увеличение в химических и физических показателях, таких как карбонильное число, показатель р-метоксианилина и изменение цвета. Поэтому, кратковременная обработка микроволнами считается технически подходящей для семян. Однако имеется исследование об изменениях жирных кислот арахиса во время микроволнового обжаривания [17]. В этом исследовании микроволновое обжаривание не рекомендуется из-за образования окисленных соединений, которые могут снизить стабильность и ускорить прогоркание масла в арахисовых семенах.

Микроволновое бланширование

Преимущества микроволнового бланширования над конвективным бланшированием – минимизация нежелательных изменений во вкусе, текстуре, потерь питательных веществ и снижение количества отходов. К недостаткам микроволнового бланширования следует отнести неравномерность нагрева и трудность контролирования температуры во время бланширования.

Большинство микроволновых устройств наподобие домашним микроволновым печам используют многорежимный резонатор (колебания). Распределение напряженности поля в таких системах сложное. Однорежимные резонаторы имеют четко выраженное простое распределение напряженности поля, но их применение в пищевой промышленности ограничено. Причина – объем продукта должен быть очень маленьким для того, чтобы поддерживать резонанс. Спроектированы однорежимные микроволновые резонаторы для исследования термической инактивации полифенолоксидазы в грибах при промышленном бланшировании [18]. Обнаружено, что при микроволновом бланшировании полифенолоксидаза инактивируется за более короткое время, чем при конвективном бланшировании. Грибы, подверженные микроволновому бланшированию, имели более высокую концентрацию окислителей, и менее коричневую окраску.

 

В чем сущность радиочастотного нагрева пищевых продуктов?

Радиочастотный нагрев – это форма диэлектрического нагревания, при которой тепло генерируется по всему объему продукта, как в случае микроволнового и омического нагрева. Продукт, подвергаемый нагреванию, помещается между плитами или электродами. Электрическая энергия рассеивается через тепловое сопротивление продукта (аналогично и при омическом нагреве). Например, высокочастотное поле может быть применено через горизонтальные электроды, между которыми проходит конвейерная лента с пищевыми продуктами (рисунок 6.4). В отличие от микроволнового нагрева, где продукт помещается в отражающее огороженное пространство и нагревается в значительной мере благодаря дипольному вращению. Радиочастотная радиация генерирует тепло благодаря электрическому сопротивлению продукта, но отличается от омического нагрева тем, что продукт не находится в прямом контакте с электродами, например, радиочастотные волны могут пропускаться через традиционную упаковку – пластик и картон. Радиочастотная обработка использует пониженные частоты, поэтому длины волн больше, чем при микроволновом нагреве (рисунок 6.1). Частоты, применяемые для промышленного нагрева: 13.56, 27.12 и 40.68 МГц по сравнению с 915 или 2450 МГц, используемых для микроволн.

 

Рисунок 6.4 – Радиочастотный нагрев [15].

 

Радиочастотный диэлектрический нагрев и/сушка используются много лет в деревообрабатывающей, текстильной и пищевой промышленности. Так как при диэлектрическом нагреве энергия переносится прямо к продукту, применение радиочастотного нагрева имеет ряд преимуществ по сравнению с конвективным способом (снижение времени и пространства, улучшение качества продукта и т.д.).

Хлебобулочные изделия, сухари и сухие завтраки с низкой жирностью должны быть высушены очень аккуратно, потому что высокая плотность теста делает их особо хрупкими. Для удаления последних 1-2% влаги иногда необходимо перегреть корочку, что может привести к повреждению, разламыванию и крошению поверхности. Радиочастотный нагрев вырабатывает электромагнитную энергию с длинами волн больше, чем при микроволновом нагреве. Данный вид нагрева нацелен на продукт, а не на воздух, окружающий продукт. Фактически, т.к. внутренняя часть продукта нагревается быстрее, чем его поверхность, радиочастотная обработка направлена на удаление влаги из внутренних слоев, выравнивая содержание влаги по всему продукту и избегая таким образом перегрева и обезвоживания поверхности продукта.

Опишите свойства C.botulinum и его стойкость к термической обработке. Clostridium botulinum (лат.) (ботулина) — анаэробная грамположительная бактерия рода клостридий[1], возбудительботулизма — тяжёлой пищевой интоксикации, вызываемой ботулиническим токсином и характеризуемой поражениемнервной системы. C. botulinum обитает в почве. Заболеваемость ботулизмом повсеместна. Наиболее распространены бактерии типа A и B. В природных условиях бактерии колонизируют ил на дне водоёмов, инфицируют рыб. При пересыхании водоёмов рост C. botulinum стимулируется. Таким образом, естественный резервуар для этих бактерий — почва и различные животные. Тёплый климат создаёт условия для длительного сохранения спор в почве, а также для прорастания и размножения вегетативных форм. Попадание в человеческий организм как вегетативных форм C. botulinum, так и спор обычно не вызывает заболевания, так как для продуцирования токсина нужны строго анаэробные условия. Исключения составляют раневой ботулизм (развивается при загрязнении почвой раны, в которой создаются условия, необходимые для прорастания попавших из почвы C. botulinum и последующего токсинообразования), а также ботулизм новорождённых до 6 месяцев, в кишечнике которых также возможно размножение C. botulinum и токсинообразование из-за ос C. botulinum является сапронозом и вегетирует в почве, часто обнаруживается в кишечнике лошадей и других животных, реже встречается в кишечнике человека. Из почвы или испражнений споры возбудителя попадают на различные объекты и могут загрязнять пищевые продукты. В анаэробных условиях споры прорастают, вегетативные клетки продуцируют ботулотоксин. Чаще всего заболевание возникает при употреблении в пищу консервированных продуктов домашнего приготовления, что связано с их недостаточной стерилизацией. Поскольку основной причиной возникновения заболевания является употребление различных продуктов домашнего приготовления (консервированные, маринованные, копчёные, вяленые (рыба, мясо) и др.), то в профилактике ботулизма большое значение имеет разъяснительная работа с населением. Знание оптимальных условий прорастания спор, токсинообразования, устойчивости к термическому воздействию спор позволяет определить адекватные технологические условия обработки пищевых продуктов, исключающие накопление ботулинического токсина. Опасны не только герметично закрытые консервы, но и те продукты, в кишечнике, тканях мышц которых также созданы анаэробные условия. C. botulinum погибают в очень кислой среде, но создать такие условия в пищевых продуктах нельзя (невкусно). C. botulinum — анаэроб, то есть не размножается в присутствии кислорода, поэтому консервы, приготовленные в открытых условиях, безопасны (например, грибы, засоленные в открытых вёдрах, бочках). Вместе с тем, описаны случаи ботулизма при поедании рыбы (омуля), засоленного в бочках, хранившегося в ненадлежащих температурных условиях (т. н. "омуль с душком"), а также копчёной рыбы, хранившейся также в ненадлежащих температурных условиях. Как быть с герметично закатанными консервами? Можно бороться с уже имеющимся токсином. Он термолабилен. При длительном (более получаса) кипячении токсин разрушается, следовательно, прошедшие такую термообработку продукты безопасны (в случае приобретения продукта, например, копчёной рыбы, и транспортировке его в теплых условиях, перед употреблением такого продукта необходимо прогреть на сковороде с обеих сторон - каждую сторону - минимум по 15 минут). Споры C. botulinumнаходятся в земле. Из этого следует, что продукты перед консервированием надо тщательно мыть. Споры очень живучи: они выживают даже при кипячении. При промышленном производстве применяют стерилизацию в автоклавах при 120°C [1] Рост бактерий может быть предотвращен высокой кислотностью, высоким содержанием сахара, высокие уровнем кислорода, очень низким уровнем влажности или хранением при температуре ниже 3°C для типа A. Например, при низкой кислотности, консервированные овощи, такие как зелёный горошек, которые не были нагреты достаточно, чтобы убить споры, могут обеспечить бескислородную среду для развития спор и производства токсина. С другой стороны, маринованные огурцы являются достаточно кислыми, чтобы предотвратить рост, и даже если споры присутствуют, они не представляют никакой опасности для потребителя. Мед, кукурузный сироп и другие сладкие продукты могут содержать споры, но они не могут расти в высококонцентрированном растворе сахара. Однако, в пищеварительной системе младенцев, когда эти продукты разбавляются пищеварительным соком с низким содержанием кислоты и низким содержанием кислорода, споры могут расти и производить токсин. Поэтому детям до 1 года не рекомендуется мёд. Как только дети начинают есть твёрдую пищу, пищеварительные соки становятся слишком кислыми для роста бактерий.   Describe C.botulinum properties and its resistance to heat treatment. Clostridium botulinum (Lat.) (Botulinum) - Gram-positive anaerobic bacterium of the genus Clostridium [1], vozbuditelbotulizma - severe food poisoning caused by botulinum toxin and characterized porazheniemnervnoy system. C. botulinum lives in the soil. The incidence of botulism everywhere. The most common bacteria type A and B. In nature, bacteria colonize the mud at the bottom of reservoirs, infected fish. When drying of water bodies stimulated the growth of C. botulinum. Thus, the natural reservoir for these bacteria - soil and various animals. Warm climate creates the conditions for long-term preservation of spores in the soil, as well as for the germination and propagation of vegetative forms. Contact with the human body as the vegetative forms of C. botulinum, and the dispute does not usually cause illness, as for the production of the toxin must be strictly anaerobic conditions. Exceptions are wound botulism (develops when a wound contaminated soil, which creates the conditions necessary for germination got out of the soil and the subsequent C. botulinum toxin) and botulism infants up to 6 months in the intestine where it is also possible proliferation of C. botulinum toxin formation, and from -this axes C. botulinum is sapronoses vegetates and in the soil, often found in the intestines of horses and other animals, rare in the human gut. From the soil or faeces pathogen spores fall on different objects and can contaminate food. Under anaerobic conditions, spores germinate, vegetative cells produce botulinum toxin. Most often the disease occurs by eating canned homemade products, due to their lack of sterilization. Since the main cause of the disease is the use of a variety of homemade products (canned, pickled, smoked, dried (fish, meat), etc.), The prevention of botulism is very important explanatory work with the population. Knowledge of the optimal conditions for the germination of spores, toxin, resistance to thermal effects of a dispute to determine appropriate technological conditions of food processing, eliminating the accumulation of botulinum toxin. Dangerous not only sealed cans, but also those products in the intestines, muscle tissues which also creates anaerobic conditions. C. botulinum are killed in a highly acidic environment, but to create the conditions in food can not be (tasteless). C. botulinum - anaerobic, ie, does not replicate in the presence of oxygen, so canned, cooked in an outdoor setting, safe (for example, mushrooms, pickled in open buckets, barrels). However, the described cases of botulism by eating fish (omul), salted in barrels is stored in improper conditions of temperature (ie. N. "Cisco tainted"), as well as smoked fish is also stored at improper temperatures. How to be a tightly rolled canned? You can fight the existing toxin. It is thermolabile. With long-term (more than half) boiling toxin is destroyed, therefore, the last such heat-treated products are safe (in the case of purchase of the product, such as smoked fish and transporting it in warm conditions before using this product must be warmed in a pan on both sides - each way - at least 15 minutes). Spores of C. botulinumnahodyatsya in the ground. It follows that the products before canning must be washed thoroughly. The spores are very tenacious: they survive even when boiled. In the industrial production using sterilization by autoclaving at 120 ° C [1] Bacterial growth can be prevented by high acidity, high sugar content, high oxygen levels are very low humidity or storage at temperatures below 3 ° C for type A. For example, at low pH, canned vegetables such as green peas which had not been heated enough to kill the spores, can provide oxygen-free environment for the development of spores and production of toxin. On the other hand, pickles are sufficiently acidic to prevent the growth of, and even if the spores are present, they pose no danger to the consumer. Honey, corn syrup and other sweet products may contain spores, but they can not grow in a highly concentrated sugar solution. However, in the digestive system of infants when these products are digestive juice diluted with low acid content and low oxygen content, spores can grow and produce toxin. Therefore, children under 1 year is not recommended honey. As soon as children begin to eat solid food, the digestive juices become too acidic for bacterial growth.
Сравните достоинства и недостатки парового и водяного бланширования. Бланширование используется для понижения ферментной активности в овощах и фруктах с целью их дальнейшей переработки. Это предварительная обработка, используемая обычно для подготовки сырья с целью дальнейшей обработки (глубокое замораживание, сушка, варка и т.д.). Бланширование используется также для очистки плодов и овощей. Бланширование неизбежно приводит к потерям питательных веществ из-за их вымывания и требует высоких водных и энергозатрат. Бланширование осуществляется двумя способами: пропускание продукта через атмосферу насыщенного пара или горячей водяной бани. Оба типа применяемого оборудования довольно просты конструктивно и недороги. Бланширование основано на конвективном способе передачи теплоты. Для достижения необходимого уровня инактивации ферментов продукт нагревается быстро до заданной температуры, выдерживается при этой температуре определенное время и быстро охлаждается до температуры окружающей среды. В некоторых случаях во время охлаждения потери продукта или питательных веществ могут быть гораздо выше, чем при самом бланшировании. Поэтому при сравнивании разных способов бланширования необходимо рассматривать стадии бланширования и охлаждения. Охлаждение осуществляется холодным воздухом или с помощью струй холодной воды. Водяное бланширование осуществляется при температуре воды 70-100 0С в течение 1-5 минут. Достоинства водяного бланширования: - низкие капиталовложения; - повышенная энергоэффективность. Недостатки водяного бланширования: - высокие потери водорастворимых веществ (витаминов, минералов, сахаров); - большие расходы на водопотребление; - риск заражения продукта термофильными бактериями. Паровое бланширование является более предпочтительным методом для продуктов с большой поверхностью обмена, т.к. здесь наблюдаются меньшие потери питательных веществ при их вымывании. При паровом бланшировании наблюдается неравномерность прогрева различных слоев продукта. Комбинация температуры и времени, требуемая для подавления ферментной активности в центре продукта, ведет к перегреву наружных слоев и изменению текстуры и других органолептических показателей.   Compare the advantages and disadvantages of the steam and water blanching. Blanching is used to reduce enzymatic activity in fruits and vegetables with a view to further processing. This pre-treatment is usually used for the preparation of raw materials for further processing (deep freezing, drying, cooking, etc.). Blanching is used for cleaning of fruits and vegetables. Blanching inevitably leads to loss of nutrients due to their leaching and water, and requires high energy consumption. Blanching is carried out in two ways: passing the product through an atmosphere of saturated steam or hot water bath. Both types of equipment used constructively rather simple and inexpensive. Blanching is based on the method of convective heat transfer. To achieve the required level of inactivation of the enzyme product is heated rapidly to a predetermined temperature, held at this temperature for a certain time and is rapidly cooled to ambient temperature. In some cases, during the cooling of the product or loss of nutrients may be much higher than in the blanching. Therefore, when comparing different methods of blanching is necessary to consider the stage of blanching and cooling. Cooling is carried out by cold air or by jets of cold water. Water blanching is carried out at a water temperature of 70-100 0 C for 1-5 minutes. Advantages of water blanching: - Low investment; - Improve energy efficiency. Disadvantages of water blanching: - High losses of water-soluble substances (vitamins, minerals, sugars); - The high cost of water consumption; - The risk of product contamination by thermophilic bacteria. Steam blanching is the preferred method for products with a large exchange surface, since Here there are less loss of nutrients during their leaching. If steam blanching is observed uneven heating of the different layers of the product. The combination of temperature and time required to inhibit the enzyme activity in the heart of the product, leads to overheating of the outer layers and the change of texture and other organoleptic characteristics.
Сравните достоинства и недостатки методов впрыскивания и нагнетания пара при ультравысокотемпературной обработке пищевых продуктов. Главной проблемой стерилизации твердых и вязких продуктов в таре является низкая скорость проникновения в глубину продукта или критическую точку. При длительном процессе стерилизации наблюдаются ухудшение питательных и органолептических показателей продукта возле стенок тары. Обработка при более высоких температурах в течение более короткого времени возможна, если жидкий продукт стерилизуется перед его наполнением в предварительно стерилизованную тару в стерильных условиях. Это является основой для UHT-обработки - ультравысокотемпературной обработки (асептическая обработка). Высокое качество UHT-продуктов сопоставимо с качеством замороженных и облученных продуктов, но UHT-обработка имеет важное дополнительное преимущество – срок хранения продукта без замораживания составляет как минимум 6 месяцев. Прямоточная система Пар, полученный из питьевой воды, при давлении 965 кПа в мелко распыленной форме, достигнутой с помощью парового инжектора, вводится в предварительно нагретый жидкий продукт (760С) для того чтобы быстро нагреть его до 150 0С (рис. 3.5). После соответствующего времени выдержки (например, 2,5 с) продукт быстро охлаждается в вакуумной камере до 70 0С, и конденсированный пар и летучие вещества продукта удаляются. Поэтому влагосодержание продукта возвращается приблизительно к первоначальному значению.   Главные достоинства этой системы:
  • это один из самых быстрых методов нагревания и охлаждения, поэтому подходит для большинства термочувствительных продуктов;
  • удаление летучих веществ является достоинством в случае обработки некоторых продуктов (например, молока).
  Недостатки:
  • данный метод подходит только для продуктов с низкой вязкостью;
  • относительно слабый контроль условий обработки;
  • возможно затруднение в поддержании стерильности в частях оборудования с низким давлением;
  • обязательное требование использования пара из питьевой воды, что повышает затраты на производство;
  • регенерация энергии составляет менее чем 50% по сравнению с непрямоточным способом (90%);
  • низкая приспособляемость для переработки различных видов продукта.
3.4.1.2 Нагнетание пара   В сосуде, находящимся под давлением, продукт распыляется в свободно падающую пленку в паре высокого давления (450 кПа). Он нагревается до 142-146 0С за 0,3 с, и выдерживается в течение 3 с в трубопроводе перед быстрым охлаждением в вакуумной камере до 65-70 0С (рис. 3.5). Тепло, выделенное при быстром охлаждении, используется для предварительного нагрева подаваемого материала. Для контроля температуры, давления, уровня, скорости потока, работы клапана и порядка чистки используется микрокомпьютер.   Преимущества: · жидкость не контактирует с более горячими поверхностями, поэтому пригорание продукта исключается; · почти мгновенное нагревание продукта до температуры пара и очень быстрое охлаждение, что приводит к высокому сохранению органолептических показателей и питательных веществ продукта; · лучший контроль условий переработки по сравнению со случаем впрыскивания пара; · риск локального перегрева продукта ниже; · метод более подходит для продуктов с более высокой вязкостью.   Основной недостаток помимо недостатков метода парового впрыскивания - это забивание распылительных форсунок. Применение теплообменников (пластинчатые и трубчатые теплообменники) описано в деталях для процесса пастеризации.  
The main problem of the sterilization of solid and viscous products in containers is the low rate of penetration into the depths of a product or a critical point. In the long process of sterilization is deteriorating nutritional and organoleptic characteristics of the product near the wall of the container. Processing at higher temperatures for a short time is possible, if the liquid product is sterilized before filling into pre-sterilized containers under sterile conditions. This is the basis for UHT-treatment - UHT (aseptic processing). High quality UHT-products of comparable quality and irradiated frozen products but UHT-treatment has the important additional advantage - shelf life without freezing is at least 6 months. Single pass system Steam produced from potable water, at a pressure of 965 kPa in finely atomized form, achieved by the steam injector is injected into the preheated product liquid (760S) to quickly heat it up to 150 0 C (Fig. 3.5). After a suitable exposure time (e.g., 2.5 seconds) the product is quickly cooled in the vacuum chamber to 70 0C, and the condensed vapor product and the volatiles removed. Therefore, the moisture content of the product is returned approximately to its original value.   The main advantages of this system: • one of the most rapid methods of heating and cooling, so it is suitable for most heat sensitive products; • the removal of volatile substances is an advantage in the case of the treatment of some products (e.g., milk).   Disadvantages: • this method is only suitable for products having a low viscosity; • relatively weak control of processing conditions; • possible difficulty in maintaining sterility in parts of equipment with low pressure; • requirement of using a pair of drinking water, which increases the costs of production; • energy recovery is less than 50% compared with nepryamotochnym method (90%); • Low flexibility for processing different types of product.   3.4.1.2 Steam Injection   In a vessel, under pressure, the product is sprayed in a freely falling film in a pair of high pressure (450 kPa). It is heated to 142-146 0 C for 0.3 seconds, and held for 3 seconds in the pipeline before the rapid cooling in a vacuum chamber to 65-70 0 C (Fig. 3.5). The heat released during rapid cooling is used for preheating the feed material. To control the temperature, pressure, level and flow rate of the valve and the cleaning procedure uses a microcomputer.   Benefits: • Liquid not in contact with hot surfaces over, so sticking product is excluded; • almost instantaneous heating of the product to the steam temperature and very rapid cooling, resulting in high preservation and organoleptic characteristics of nutritional product; • better control of processing conditions as compared with the case of steam injection; • The risk of local overheating of the product below; • the method is more suitable for products with higher viscosities.   The main drawback of the method in addition to the drawbacks of the steam injection - a blockage of spray nozzles. The use of heat exchangers (plate and tubular heat exchangers) is described in detail for the process of pasteurization.
Охарактеризуйте условия роста клеток и спор до и во время тепловой обработки. Сопротивление микроорганизмов термическому разрушению и, следовательно, значения D и Z, сильно зависит от вида, класса и условий их роста. Общеизвестно, что споры более термоустойчивы, чем вегетативные клетки. Психрофильные бактерии менее термоустойчивы, чем мезофильные, а термофильные виды бактерий являются наиболее термоустойчивыми. Облигатные аэробные спорообразующие бактерии не так термоустойчивы, как анаэробные спорообразующие бактерии. В герметичной таре потенциально присутствуют аэробные микроорганизмы, обычно не имеющие достаточного количества кислорода для размножения и отравления пищи. Микроорганизмы с очень высокой термоустойчивостью   Эти микроорганизмы продуцируют споры, которые не могут быть инактивированы при тепловой обработке при 120 0С в течение 4 минут. Bacillus stearothermophilus являются «плоскокислыми» бактериями, вызывающими окисление продукта без образования запаха. Это очень устойчивый термофильный микроорганизм, который может расти только при температурах выше 45 0С. B. stearothermophilus var. calidolactis может вызывать ухудшение качества стерилизованного молока. Desulfotomaculum может вызывать сульфидную порчу, т.е. гниение сопровождающееся образованием черного цвета и выделением сероводорода H2S. Рост Clostridium thermosaccharolyticum вызывает вздутие банок (бомбаж) из-за образования углекислого газа СО и водорода Н2. Clostridium sporogenes вызывает гнилостное расширение (бомбаж) и называется гнилостной анаэробой. Все вышеуказанные спорообразующие бактерии не разрушаются в ходе классического стерилизационного процесса. В стерилизованных продуктах они все еще могут присутствовать в скрытой форме. Их развитие зависит от активной кислотности среды рН, температуры, присутствия кислорода и наличия некоторых внутренних и внешних факторов роста. Эти бактерии играют большую роль при хранении консервов в условиях тропического климата. Условия роста клеток и спор перед тепловой обработкой Температура Споры, прорастающие при высоких температурах, более устойчивы, чем споры, размножающиеся при пониженных температурах.   Зрелость микробной культуры Тепловая устойчивость вегетативных клеток сильно зависит от стадии роста.   Состав среды Присутствие липидов увеличивает термоустойчивость. Другие органические вещества вызывают понижение или возрастание термоустойчивости. Присутствие ионов также увеличивает или понижает тепловую устойчивость. Термоустойчивость сальмонеллы абсолютно различается в молоке, шоколадном молоке или молочном шоколаде.   2.7.6 Условия роста клеток и спор во время тепловой обработки   Кислотность среды рН Бактерии демонстрируют наибольшую устойчивость в нейтральной среде. Дрожжи и плесени более терпимы к кислой среде, но менее термоустойчивы.   Активность воды aw Активность воды влияет на тепловую устойчивость спор которые легко инактивируются во влажной среде чем в сухих условиях.   Состав среды Белки, липиды и растворимые сахара увеличивают термоустойчивость; коллоидные структуры могут оказывать аналогичное действие. Resistance to thermal destruction of microorganisms and therefore, the values ​​of D and Z, is strongly dependent on the type, class and their growth conditions. It is well known that the spores more heat resistant than vegetative cells. Psychrotrophics less thermally stable than the mesophilic and thermophilic species of bacteria are the most heat-resistant. Obligate aerobic spore-forming bacteria is not as heat resistant as anaerobic spore-forming bacteria. The sealed container aerobic microorganisms potentially present, does not usually have sufficient oxygen for reproduction and food poisoning. Microorganisms with a very high heat resistance   These microorganisms produce spores which can not be inactivated by heat treatment at 120 0 C for 4 minutes. Bacillus stearothermophilus are "ploskokislymi" bacteria causing the oxidation of the product without the formation of odor. It is very resistant thermophilic microorganism which can only grow at temperatures above 45 0C. B. stearothermophilus var. calidolactis may cause deterioration in the quality of sterilized milk. Desulfotomaculum sulfide can cause damage, that is, decay accompanied by the formation of black and hydrogen sulfide H2S. Growth of Clostridium thermosaccharolyticum causes swelling of cans (bombazh) due to the formation of carbon dioxide and hydrogen H2 SO2. Clostridium sporogenes is putrid extension (bombazh) called putrefactive anaerobes. All of the above spore-forming bacteria are not destroyed during the sterilization process of the classic. The sterilized products, they may still be present in a latent form. Their development depends on the acidity of the medium pH, temperature, presence of oxygen and the presence of certain internal and external growth factors. These bacteria play an important role in storing food in a tropical climate. Conditions for the growth of cells and spores before heat treatment   Temperature Disputes germinate at high temperatures, are more stable than the disputes that reproduce at low temperatures.   Maturity microbial culture Thermal stability of vegetative cells strongly depends on the stage of growth.   Composition of medium The presence of lipids increases the thermal resistance. Other organic substances cause a decrease or increase thermal stability. The presence of ions also increases or decreases the thermal stability. Thermostability absolutely different Salmonella in milk, chocolate milk or milk chocolate.   2.7.6 Growth conditions cells and spores during heat treatment   The acidity of the medium pH Bacteria exhibit the greatest stability in a neutral environment. Yeast and molds are more tolerant to acidic medium, but are less heat resistant.   Water activity aw Water activity affects the thermal stability of the spores are easily inactivated in a wet environment than in a dry environment.   Composition of medium Proteins, lipids and soluble sugars increased thermostability; colloidal structures can have a similar effect.
Объясните смысл показателя D или десятично снижаемого времени. Приведите примеры. Оптимизация процессов термической обработки [3]   Значения D и Z питательных веществ и показатели качества обычно выше, чем у микроорганизмов. Этот факт позволяет оптимизировать процесс тепловой обработки в сторону инактивации микроорганизмов и в то же время сохранения показателей качества. Условия зависят от вида процесса, но в общем лучшие результаты дает интенсивный кратковременный тип процесса. В таблице 2.5 показаны потери витамина В1 во время стерилизации. Легко достичь оптимизации процесса стерилизации конвективно нагреваемых продуктов. Для жидкостей с маленькими частицами во взвешенном состоянии или без них лучшим решением является ультравысокотемпературная обработка. Таблица 2.5 - Потери витамина В1 во время стерилизации
Температура, 0С Время для достижения стерильности, мин Потери тиамина, %
Уровень стерильности: D=10
99,99
4,7
0,52
0,067
0,009 ≈0
Уровень стерильности: D=16
99,99
7,6
0,85
0,11
0,015

 

The values ​​of D and Z nutrients and quality indicators are generally higher than those of microorganisms. This fact allows to optimize the cooking process towards inactivation and at the same time preserving quality indicators. Terms depend on the type of process, but in general, the best results are obtained by intensive short-term type of process. Table 2.5 shows the loss of vitamin B1 during sterilization. It is easy to achieve optimization of the sterilization process convection-heated. For liquids with small particles in suspension with or without the best solution is to UHT. Table 2.5 - Loss of vitamin B1 during sterilization
Объясните смысл показателя TDT, его взаимосвязь с показателем D. Оптимизация процессов термической обработки [3]   Значения D и Z питательных веществ и показатели качества обычно выше, чем у микроорганизмов. Этот факт позволяет оптимизировать процесс тепловой обработки в сторону инактивации микроорганизмов и в то же время сохранения показателей качества. Условия зависят от вида процесса, но в общем лучшие результаты дает интенсивный кратковременный тип процесса. В таблице 2.5 показаны потери витамина В1 во время стерилизации. Легко достичь оптимизации процесса стерилизации конвективно нагреваемых продуктов. Для жидкостей с маленькими частицами во взвешенном состоянии или без них лучшим решением является ультравысокотемпературная обработка. Таблица 2.5 - Потери витамина В1 во время стерилизации
Температура, 0С Время для достижения стерильности, мин Потери тиамина, %
Уровень стерильности: D=10
99,99
4,7
0,52
0,067
0,009 ≈0
Уровень стерильности: D=16
99,99
7,6
0,85
0,11
0,015

 

The values ​​of D and Z nutrients and quality indicators are generally higher than those of microorganisms. This fact allows to optimize the cooking process towards inactivation and at the same time preserving quality indicators. Terms depend on the type of process, but in general, the best results are obtained by intensive short-term type of process. Table 2.5 shows the loss of vitamin B1 during sterilization. It is easy to achieve optimization of the sterilization process convection-heated. For liquids with small particles in suspension with or without the best solution is to UHT. Table 2.5 - Loss of vitamin B1 during sterilization
Охарактеризуйте время термической летальности F, его взаимосвязь с показателем D. Оценка значений F0 [3]   Необходимое значение F0 зависит от типа продукта и включает несколько факторов. Большое значение имеет рН продукта. Чем больше кислотность продукта, тем менее жестким будет режим стерилизации. Различают 4 диапазона кислотности рН.  
Слабокислотный рН 5,3-7,0 F0: 7-14
Слегка кислотный рН 4,5-5,3 F0: 3-6
Кислотный рН 3,7-4,5  
Сильно кислотный рН <3,7  

 

Помимо разрушения микроорганизмов значение рН также подразумевает:

- тепловая обработка менее интенсивная, если продукт имеет пониженную кислотность рН;

- рН 4,5 имеет критическое значение: это самый низкий уровень рН, который допускает рост C.botulinum. Если значение рН больше, чем 4,5, выбранный процесс может привести к полной инактивации C.botulinum или 2,45 F0 - 3 F0.

Значение рН 4,1 является самым низким для стерилизации. В диапазоне рН 4,1-4,5 применяется обработка 1 F0. При рН<4,1 нет необходимости проводить стерилизацию, т.к. пастеризация обеспечивает необходимый срок хранения и промышленную стерильность. Интенсивность процесса пастеризации часто определяется активностью ферментов, не микробиальной активностью.

 

Estimation of F0 [3]   Required value of F0 depends on the type of product and includes several factors. Of great importance is the pH of the product. The more acidic the product, the less stringent conditions will be sterilization. 4 There are a range of acidic pH.   Slightly acidic pH 5,3-7,0 F0: 7-14 Slightly acidic pH 4,5-5,3 F0: 3-6 Acidic pH 3.7-4.5 Strong acidic pH <3.7   In addition to the destruction of microorganisms pH also includes: - Heat treatment less intense if the product has low acidity pH; - PH 4.5 is crucial: it is the low pH, which allows the growth C.botulinum. If the pH is greater than 4.5, selected process may result in complete inactivation or C.botulinum 2.45 F0 - F0 3. The pH value of 4.1 is the lowest for sterilization. In the pH range 4.1-4.5 1 applies processing F0. At pH <4.1 there is no need to sterilize because Pasteurization provides the required shelf life and industrial sterility. The intensity of the pasteurization process is often determined by enzyme activity, not microbial activity.

 

 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь - 54.162.181.75