I Общие сведения

Понятие стерилизации

Консервирование продуктов – это сложный технологический процесс, включающий в себя подготовку продуктов, помещение их в герметически закрываемую тару, закатку, пастеризацию или стерилизацию и обработку готовой продукции .

В консервной промышленности как основной процесс для предохранения пищевых продуктов от порчи применяется тепловая стерилизация, при которой продукт в герметически укупоренной таре подвергают нагреванию для инактивации микроорганизмов .

Стерилизация – тепловая обработка консервов, целью которой является подавление жизнедеятельности микробов при температуре 100°С и выше, в отличие от пастеризации, которая проводится обычно при температуре ниже 100°С .

И так, при стерилизации консервов споры инактивируются, т.е. теряют способность к развитию, прорастанию, размножению, но попадая в благоприятные условия, они могут прорастать только лишь через 2 – 3 месяца, тогда как нестерилизованные споры прорастают через 48 часов. Хотя стерилизацией не всегда достигается стерильность консервов, но обеспечивается доброкачественность их и стойкость к хранению .

При стерилизации консервов основное значение имеют два фактора – температура и продолжительность ее воздействия. Однако воздействие высоких температур может вызывать изменение составных частей консервируемого продукта, что приводит к ухудшению органолептических свойств. В консервном производстве пользуются температурами стерилизации ниже 135°С (как правило, в пределах 120°С), но подбирают такую продолжительность, при которой гарантируется остаточная микрофлора не выше 1 споры на 10гр продукта .

Формула стерилизации

Формула стерилизации устанавливает взаимосвязь между температурой стерилизации и ее продолжительности, в зависимости от видов микроорганизмов и их спор, химического состава продукта, его консистенции и физических свойств (удельная теплоемкость, динамическая вязкость, удельная теплопроводность), кислотности среды, материала и размерности тары, начальной температуры продукта, температуры пара или воды в автоклаве, условий проникновений теплоты в банку, а также от характера движения банки .

Режим стерилизации в автоклавах условно выражается формулой стерилизации:

где 1 – продолжительность повышения давления и температуры в автоклаве, мин;

2 – продолжительность собственно стерилизации, т.е. продолжение заданной температуры стерилизации, мин;

3 – продолжительность снижения температуры и давления в автоклаве до значений, позволяющих производить его разгрузку, мин;

t стер – температура стерилизации, °С .

Продолжительность воздействия температуры, необходимая для уничтожения микробов при данной температуре стерилизации, называется «смертельным временем» .

Для определения смертельного времени для микроорганизмов пользуются двумя методами . По первому методу консервы заражают спорами микроорганизмов наиболее термоустойчивых форм, загрязняющих продукт. Зараженные консервы подвергают различной термообработке, после чего определяют выживаемость микроорганизмов методом культивирования в термостате. На основании полученных данных, определяются время и температура, необходимые для гибели микроорганизмов.

По второму методу время стерилизации определяется математически на основе данных смертельного времени микроорганизмов при различных температурах и скорости прогревания консервов. Следует тут же отметить, что выводы математических вычислений обычно проверяют экспериментально, пользуясь первым методом.

Как видно из термограммы (рис.1.1), изменение температуры в автоклаве и продукте по времени на всех трех этапах стерилизации, отражаемых числителем формулы (1.1), неодинаково. Так, на этапах подогревания ( 1) и

1 – изменение температуры автоклава;

2 – изменение температуры продукта в банке (начальная температура продукта в банке составляет 23°С).

Рисунок 1.1 – Температура процесса стерилизации консервов

стерилизации ( 2) температура продукта в центре банки отстает от температуры среды в автоклаве, что требует обеспечения достаточного прогрева центральной части продукта, несмотря на перегрев периферийных слоев. На этапе охлаждения наблюдается обратная картина. Следует иметь в виду, что параметры в формуле стерилизации относятся к греющей среде аппарата, а не к продукту, находящемуся в банке .

Режим стерилизации устанавливают в зависимости от времени прогревания продукта до температуры стерилизации и продолжительности выдерживания его при этой температуре, которое называют смертельным или летальным временем для микроорганизмов. Продолжительность охлаждения обычно обусловливается сохранением цельности и герметичности тары .

По Бигелоу, предложившему математический метод стерилизации, строится полулогарифмическая кривая прогревания – охлаждения консервной банки, где время отмирания микроорганизмов откладывается на логарифмической, а температура – на линейной шкале. На этой кривой можно найти смертельное время микроорганизма доля любой температуры, применяемой для стерилизации. Скорость отмирания, для какой – либо температуры есть величина, обратная времени отмирания. Если построить кривую, аналогичную кривой прогревания – охлаждения, где температуры заменены скоростью отмирания, то получается кривая отмирания (рис.1.2).

Продолжительность процесса стерилизации складывается из следующих четырех фаз: 1)подъем температуры автоклава до определенного уровня – предварительный прогрев, А, 2) дополнительный прогрев, до того, как внутри банки установится температура стерилизации, В, 3)собственно стерилизация консервов при заданной температуре, С, и 4) выпуск пара, D.

Рисунок 1.2 Кривая скорости стерилизации консервов

На кривой III (рис. 1.2) произведение скорости на время соответствует величине заштрихованной площади. Когда площадь под кривой отмирания равна единице, считается, что процесс стерилизации является для данного микроорганизма эффективным. Этот метод вычисления времени стерилизации может быть применен только при условии, что размеры консервной банки, температура автоклава, начальная температура банки и т.п. идентичны с теми, при которых была получена кривая.

Для периодической проверки установленного режима стерилизации закладывают в каждый автоклав не менее трех контрольных банок с максимальными термометрами (в верхнем, среднем и нижнем рядах автоклава). Наиболее совершенным методом измерения температуры в центре банки является метод измерения при помощи термопары. На (рис. 1.3) показана кривая стерилизации консерва «Мясо тушеное – говядина» в банке № 1 по формуле :

Рисунок 1.3 Кривая стерилизации консерва «Мясо тушеное – говядина»

Банки с продуктом после закатки должны быть немедленно направлены на стерилизацию. Основной целью стерилизации консервов является уничтожение микроорганизмов, способных вызывать порчу продуктов или образовывать в них токсины, опасные для здоровья человека. Консервы, в которых после термической обработки микроорганизмы не обнаруживаются, являются стерильными. Стерилизация - основа всего процесса консервирования. Она должна обеспечивать максимальное сохранение пищевой ценности консервов, их органолептических показателей и способность консервов выдерживать длительное хранение.

Хорошее качество консервов обеспечивается правильным выбором режима стерилизации - температуры и продолжительности нагрева. При недостаточной стерилизации возможно сохранение жизнеспособности у некоторой части термоустойчивых спор. При хранении таких консервов развитие сохранившихся спор может привести к порче содержимого банок. При слишком же продолжительной стерилизации при высоких температурах пищевые продукты развариваются, претерпевают различные изменения, в результате которых ухудшается их цвет, вкус, консистенция, консервы теряют товарный вид, а в некоторых случаях даже могут стать негодными к употреблению.

Установление правильного режима стерилизации для данного вида консервируемого продукта - важнейшая задача как технологии, так и микробиологии консервирования. Режим стерилизации устанавливается опытным путем, специальными научно-исследовательскими работами с обязательной производственной проверкой. Для каждого вида консервов режим стерилизации устанавливается отдельно. При этом следят, чтобы он не был излишне «жестким», т.е. чтобы продукты не подвергались излишним продолжительным температурным воздействиям и тем не менее были бы после такой обработки стерильными. При разработке режимов стерилизации учитываются следующие факторы:

1) степень обсемененности и характер микрофлоры консервируемого продукта;

2) консистенция и химический состав продукта (наличие в нем жиров, белков, сахара, соли и пр.);

3) кислотность продукта (уровень pH);

4) объем и форма консервной тары, материал тары;

5) начальная температура продуктов, уложенных в банки, и их предварительная тепловая обработка;

6) вращение банок во время нагревания и стерилизации.

Влияние указанных факторов на режим стерилизации весьма подробно изучается в курсе технологии консервирования. Поэтому ниже рассматриваются лишь те факторы, которые непосредственно связаны с микробиологическим контролем.

Скорость отмирания спор и вегетативных клеток микробов при нагревании связана со скоростью коагуляции белков протоплазмы. Альбумин - один из основных белков микроорганизмов - свертывается при нагревании тем быстрее и при тем более низких температурах, чем больше он содержит свободной воды. А так как споры содержат очень мало свободной воды, гораздо меньше, чем вегетативные клетки, то они оказываются более термоустойчивыми. Оболочки спор малогигроскопичны, плохо пропускают влагу, а жировые (липоидные) вещества, содержащиеся в оболочке спор, еще более повышают их устойчивость к нагреванию.

Успех стерилизации в не меньшей мере зависит и от общего количества микробов и их спор в продукте. Чем выше обсемененность продукта перед стерилизацией, тем более жесткий режим нужно применять при стерилизации, так как всегда среди большой массы особей найдутся особенно термоустойчивые, выдерживающие очень высокие температуры нагрева. Но добиваться увеличения процента стерильных банок нужно не путем применения более жестких режимов стерилизации, а улучшением санитарного состояния сырья и условий его переработки, а также ускорением технологического процесса и переводом его на поток. В табл. 7 приведена зависимость между температурой нагревания и временем отмирания для некоторых микроорганизмов (данные А. И. Рогачевой).

Из приведенной таблицы видно, что биологические особенности микроба существенно влияют на его термоустойчивость. Установлено также, что крупные споры, покрытые нежной оболочкой, менее устойчивы к нагреванию, чем мелкие споры с плотной оболочкой.

Термоустойчивость микроорганизмов и их спор сильно зависит от условий, в которых протекает процесс стерилизации. Среди этих условий кислотность среды занимает одно из первых мест. Обычно в высококислотных средах микроорганизмы погибают быстрее, так как при высокой концентрации водородных ионов нарушается нормальный обмен веществ в микробных клетках, клетки слабеют, снижается их термоустойчивость. Однако прямой зависимости между pH среды и снижением термоустойчивости микробов не наблюдается. Кроме уровня pH, большое значение имеет и природа кислоты, продолжительность ее действия, индивидуальные биологические свойства микроба, а также степень и продолжительность нагрева. Повышенная кислотность среды при стерилизации снижает термоустойчивость не только вегетативных клеток микробов, но и их спор.

В продуктах с pH ниже 3,7 могут развиваться только плесени и дрожжи. В продуктах с pH выше 3,7 порча может возникнуть в результате развития не только плесеней и дрожжей, но и бактерий. В продуктах с pH 3,7-4,5 развиваются неспорообразующие молочнокислые и уксуснокислые бактерии и относительно малотермоустойчивые спорообразующие сахаролитические маслянокислые бактерии. Причем в продуктах с pH ниже 4,5, как правило, не развивается наиболее опасный возбудитель пищевого отравления Cl. botulinum. Особенности развития микрофлоры в продуктах с pH ниже 4,5 позволяют стерилизовать их при 100°С или при более низкой температуре. К этому типу консервов относятся консервы из плодов и ягод.

К кислотным относят и ряд консервов из овощей: маринады, соусы, салаты; pH этих консервов ниже 4,5. В мясных, рыбных и некоторых овощных консервах с pH выше 4,5 при определенных условиях может развиваться наиболее опасный для здоровья человека возбудитель пищевого отравления Cl. botulinum.

Кроме pH, при микробиологическом контроле консервов на наличие спор ботулизма приходится учитывать и другие факторы. Затрудняют прорастание спор Cl. botulinum, попавших в консервы, некоторые растворенные вещества - соли олова, отдельные фитонциды (в частности, содержащиеся в томатном соке), непредельные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая) и пр. К стерилизации малокислотных и некислотных продуктов (с pH выше 4,5) предъявляются самые строгие требования. Их обычно стерилизуют при 115-121 °С.

Растительное масло и животный жир повышают термоустойчивость микроорганизмов и их спор. «Защитное» действие жиров, очевидно, связано с их способностью образовывать на границе раздела фаз тонкие пленки. Гидрофобная пленка жира, обволакивая микробные клетки и споры, препятствует проникновению воды внутрь клетки и тем самым защищает белки цитоплазмы от коагуляции. Создаются условия, близкие к условиям при стерилизации «сухим жаром». Слюсаревский указывает, что споры сенной палочки не были убиты при нагревании их в подсолнечном масле и жире в течение 30 мин при температуре 150 °С. Они погибли только после нагревания в течение часа при той же температуре. А. Козаков, М. Кочергина, В. Чистякова указывают, что споры Cl. sporogenes и Bac. subtilis в подсолнечном и парафиновом масле сохранили свою жизнеспособность не только после кипячения их в течение 30 мин на водяной бане, но и после 20-минутного нагревания в автоклаве при 120°С. Сохраняли свою жизнеспособность и споры картофельной палочки после получасового нагревания их в подсолнечном масле при 120-130 °С.

Сохраняют жизнеспособность при нагревании в масле и вегетативные клетки некоторых неспороносных микробов, например золотистого стафилококка. Это особенно опасно в производстве рыбных консервов в масле, стерилизуемых при 112 °С. В случае высокой обсемененности рыбного сырья золотистым стафилококком при изготовлении консервов в масле он может сохраниться и даже образовать токсин, вызывающий отравление.

Наличие поваренной соли в растворах также повышает термоустойчивость некоторых микроорганизмов и их спор. Наивысший эффект действия поваренной соли на термоустойчивость споровых (Bac. mesentericus ruber и Cl. sporogenes) и бесспоровых (Micrococcus candicans и Lactobacterium) микроорганизмов наблюдался при концентрации соли 5,8%.

Сахароза при небольших концентрациях (от 2 до 18%) заметного влияния на термоустойчивость микробов не оказывает. Более высокие ее концентрации (30%) начинают проявлять защитное действие на дрожжи, а при концентрациях свыше 70% (как указывает А. И. Рогачева) заметно повышается термоустойчивость многих микроорганизмов и особенно осмофильных дрожжей.

Повышение термоустойчивости микроорганизмов в слабых солевых растворах, а также при содержании сахара в продукте в указанных концентрациях объясняется осмотическим отсасыванием влаги из микробных клеток, в результате чего их устойчивость к нагреванию повышается. Если же концентрация соли достигает 10%, то начинает проявляться ее высаливающее действие на белки, что и приводит к снижению термоустойчивости микробов и их спор.

Белковые вещества оказывают некоторое защитное действие по отношению к спорам. Но оно начинает проявляться при содержании белков в среде от 2 до 5%. Более высокие концентрации белковых веществ в консервируемых продуктах, подвергающихся стерилизации (17-18% и более), на термоустойчивость микробов практически не влияют.

Определение термоустойчивости микробов

Наиболее простой и в то же время достаточно точный метод определения термоустойчивости микробов (по В. Л. Омелянскому) состоит в том, что небольшое количество суспензии изучаемого микроорганизма в водном или солевом растворе подвергают действию желаемой температуры в запаянном капилляре короткой пипетки Пастера (рис. 72). Пипетки Пастера предварительно закрывают длинными (двойными) ватными пробками и стерилизуют сухим жаром. После стерилизации конец запаянного капилляра оттягивают на пламени горелки в тончайший волосок, конец которого обламывают стерильным пинцетом. Тотчас же засасывают в капилляр пипетки суспензию изучаемого микроба и капилляр вновь запаивают. Приготовив таким образом необходимое количество пипеток с исследуемым материалом, помещают их в отверстия асбестового картона, которым накрыта водяная баня, установленная на определенную температуру. Каждая пипетка выдерживается в водяной бане при заданной температуре назначенное время (5; 10; 15 мин и т.д.), по истечении которого последовательно вынимают каждую пипетку (лучше брать по две для проведения параллельного опыта), охлаждают капилляр в холодной воде и стерилизуют его конец. Стерилизовать капилляр можно погружением его в стакан со спиртом и эфиром. Простерилизовав капилляр, быстро подсушивают его над пламенем горелки, затем конец обламывают стерильным пинцетом и выдувают содержимое пипетки в стерильную чашку Петри. Посев заливают необходимой для изучаемого микроба питательной средой и выращивают в термостате при оптимальных температурах роста 24-48 ч. Наличие роста микробной культуры в чашке Петри будет свидетельствовать о степени термоустойчивости данного микроба.

В последние годы во ВНИИКОПе были разработаны усовершенствованные методы определения термоустойчивости микробов и их спор, более соответствующие условиям консервного производства.

Стерильный продукт (консервы) заражали специально приготовленной суспензией спор изучаемого микроба в воде или буферном растворе из расчета 10-100 тыс. спор на 1 г консервированного продукта. Зараженную (инокулированную) массу тщательным образом перемешивали и асептически с помощью шприца разливали в стерильные ампулы емкостью 1-2 мл. Ампулы запаивали и в специальных мешочках помещали в глицериновую баню при разных температурах (в °С) - 110; 115; 117; 125 - на определенные промежутки времени - на 1; 2; 3; 5 мин и т.д. После прогревания ампулы немедленно охлаждали в холодной воде и термостатировали 14 дней при 37°С. Если в ампулах наблюдался рост микробов (газообразование, помутнение среды, появление гнилостного запаха и пр.), то это свидетельствовало о стойкости микробных спор к данному температурному воздействию и его продолжительности. Из ампул, где роста не наблюдалось, содержимое переносили в пробирки со средой Китта-Тароцци и посев выращивали при 37 °С еще 48 ч. Отсутствие роста свидетельствовало о том, что время и температура нагревания являются летальными для спор изучаемого микроба.

В последнее время вместо ампул предложено использовать для определения термоустойчивости микробов капилляры из тонкостенных стеклянных трубок (толщина стенки 0,1 мм) длиной 7,5 см. В капилляр вводится суспензия изучаемого микроба и медь-константановая термопара. Прогрев исследуемой суспензии микробов в капиллярах осуществляется в термостатах ТС-24, заполненных специальным маслом или глицерином (жидкостями с точкой кипения выше 130°С). Новая методика дает возможность получить более четкие данные при исследовании закономерностей отмирания микробов при нагревании, так как исключает явление активации спор и «теплового шока» у микробной суспензии при достижении заданной температуры. С помощью этой методики можно изучать термоустойчивость микробов и их спор в температурном диапазоне 120-160°С.

При изучении термоустойчивости микробов и их спор в настоящее время определяют: 1) время, необходимое для полной гибели всех микробов и их спор; 2) время, необходимое для гибели 90% клеток; 3) температурный уровень (в °С), при котором число выживших клеток уменьшается в 10 раз. Эти данные необходимы при разработке режимов стерилизации.

Контроль режима стерилизации консервов

Как основной процесс консервирования, предопределяющий качество и сохранность консервируемого продукта, стерилизация требует соответствующего контроля. В настоящее время для контроля за температурой и давлением внутри автоклава в процессе стерилизации пользуются измерительными приборами - термометрами и манометрами; в автоклавных отделениях монтируют терморегистрирующие приборы - термографы, записывающие температуру внутри автоклава при: стерилизации консервов. Неудобство термографов заключается в том, что> они только фиксируют, но не регулируют температуру в автоклаве.

В последнее время широкое применение получают терморегуляторы: конструкции Бабенкова, дающие возможность управлять процессом стерилизации консервов в автоклавах без регулируемого противодавления. В тех случаях, когда контроль режима стерилизации осуществляется с помощью термографов, проверку термограмм (бумажный круг или лента, на которой записана температура) ведет старший микробиолог. Он ежедневно просматривает термограммы и в случае нарушения режима стерилизации принимает меры к ликвидации нарушений.

При разработке новых режимов стерилизации, когда нужно измерить температуру в центре банки или определить скорость прогревания ее содержимого, пользуются термопарами (рис. 73). Термоэлектрический метод измерения температуры в центре банки является наиболее совершенным. Термопара - это две спаянные металлические пластинки из разных металлов, например из меди и константана, из нихрома и никелина и т.д. К концам каждой пластинки припаивают провода, которые подсоединяются к гальванометру. Пластинки и нижние концы проводов помещаются в автоклав. Для изоляции от греющей среды и предохранения от механических повреждений их предварительно укладывают в защитный кожух, например, в толстую резиновую трубку. Термопара может и не иметь пластинок, а непосредственно используются два спаянных на одном конце провода из меди и константана.

При нагревании места спая двух разных металлов возникает разность потенциалов, пропорциональная величине нагрева. При измерении температуры в центре банки при стерилизации спаянный конец термопары помещают в центр банки, а свободные концы проводов, выведенные из банки, подключают к гальванометру. Шкала гальванометра, регистрирующего возникающую при нагреве разность потенциалов, может быть градуирована непосредственно в градусах температуры. Наблюдая за перемещением стрелки гальванометра во время стерилизации и фиксируя температурный уровень во времени, строят кривые проникновения тепла в центр банки. По оси абсцисс откладывается время стерилизации, по оси ординат - температура.

Разработка режимов стерилизации консервов

При разработке режимов стерилизации нужно учитывать следующие факторы: термоустойчивость микроорганизмов и их спор, обсеменяющих продукт, физико-химическую природу содержимого банки, скорость проникновения тепла к центру содержимого банки. Известно, что между термоустойчивостью спороносных сапрофитных бактерий и их географическим происхождением имеется определенная взаимосвязь. Южные расы микробов, имея повышенный максимум температуры роста, образуют споры, обладающие более высокой термоустойчивостью по сравнению с северными расами этого же вида микроба, поэтому при разработке режимов стерилизации учитывают и географическую зону.

Приведем пример разработки режима стерилизации для цельноконсервированных томатов в зоне Краснодарского края. Среди остаточной микрофлоры данного вида консервов были обнаружены следующие микроорганизмы: Bac. mesentericus ruber, Bac. mesentericus fuscus, Bac. cereus, Bac. subtilis, Bac. albolactis. Бомбаж консервов вызывал микроб Bac. albolactis. Это грамположительная палочка с центрально расположенными спорами. Она хорошо развивается на искусственных и естественных средах при температурах 37-55 °С.

Это факультативный анаэроб, возбуждающий брожение с образованием газов. Термоустойчивость Bac. albolactis при нагревании в различных средах оказалась неодинаковой. В томатном соке бацилла погибает значительно быстрее, чем в солевом растворе. В томатном соке при температуре 85 °С она погибла за 15 мин, при 90 °С - за 10 мин и при 95 °С - за 5 мин, в солевом растворе - при температуре 100 °С в течение 20 мин. В мясопептонном бульоне нагревание при 100°С в течение 30 мин не повлияло на ее жизнедеятельность.

При изготовлении консервов одним из важнейших факторов, от которых зависит уничтожение микроорганизмов, является продолжительность пребывания продукта при высокой температуре. Распространение тепла в стерилизуемом продукте зависит от способа теплопередачи. В консервах, имеющих жидкую консистенцию (например, во фруктовых соках), уже при незначительной разности температур образуются конвекционные токи. Практически в таких продуктах все тепло передается конвекцией, поэтому температура при стерилизации быстро становится почти одинаковой во всех частях банки. При неоднородной или густой консистенции продукта конвекция при стерилизации затруднена и тепло в основном распространяется благодаря теплопроводности содержимого банок, поэтому температура в разных точках продукта неодинакова. В периферийных зонах она гораздо выше, чем в центре банки. Срок пребывания продукта при максимальной температуре стерилизации определяется по кривой прогрева. Кривая прогрева продукта зависит от рода продукта, способа и плотности укладки, размера и вида тары, начальной температуры продукта, температуры в автоклаве и т.д.

Кривые теплопроникновения для нашего примера представлены:

Во всех трех случаях продукт расфасован в банки № 83-2. Из сравнения кривых теплопроникновения (см. рис. 74, 75 и 76) можно сделать следующее заключение.

1. Максимальная температура в центре банки имеет различное значение. Для томатов, консервируемых без кожицы (кривая 3), она на 2-3°С ниже, чем у томатов, консервируемых с кожицей (кривая 2). Следовательно, процесс передачи тепла при стерилизации консервов из томатов без кожицы протекает несколько медленнее, чем у плодов с кожицей. Тем не менее при такой незначительной разнице в максимальной температуре и времени теплопроникновения нет необходимости устанавливать различные режимы стерилизации консервов в зависимости от способа подготовки плодов.

2. При стерилизации по режиму ((25 - 30 - 25) / 105 °С) * 1,8 ат (см. рис. 75) максимальная температура, достигнутая в центре банки для томатов, залитых раствором соли, 103 °С. Эта температура заведомо смертельна для остаточной микрофлоры данного вида консервов. Для томатов, залитых томатным соком, максимальной оказалась лишь температура 78°С, тогда как смертельная температура для микробов - возбудителей порчи в указанном продукте равна 85 °С. То же самое наблюдается и при стерилизации по режиму ((20 - 50 - 20) / 100 °С) * 1,4 ат (см. рис. 74). Для томатов, залитых томатным соком, максимальная температура в центре банки не превышала 74-76 °С.

Такая разница в скорости теплопередачи объясняется физико-химическими свойствами продукта. Томатный сок представляет собой неоднородную массу, состоящую из раствора сахаров, пектина, кислот, солей и других растворимых веществ со взвешенными в нем частицами плодовой ткани, которые снижают скорость конвекционных токов и затрудняют теплопередачу.

Согласно сделанному анализу, приходим к выводу, что режимы стерилизации ((20 - 50 - 20) / 100 °С) * 1,4 ат и ((25 - 30 - 25) / 105 °С) * 1,8 ат являются недостаточными для цельноконсервированных томатов, залитых томатным соком. Для томатов, залитых раствором соли, наиболее подходящим будет режим ((25 - 30 - 25) / 105 °С) * 1,8 ат, так как он позволяет поддерживать температуру в центре банки 100-103 °С в течение 20 мин, что вполне достаточно для уничтожения микроорганизмов, способных вызывать порчу данного вида консервов. Режим стерилизации ((20 - 50 - 20) / 100 °С) * 1,4 ат для томатов, залитых раствором соли, недостаточен, так как не сможет обеспечить стерильности продукта. Максимальная температура, достигаемая в центре банки по этому режиму, 98 °С не является летальной для микробов при нагревании их в растворе соли. Наконец, режим стерилизации ((20 - 40 - 45) / 105 °С) * 1,6 ат является наиболее пригодным для томатов, залитых томатным соком, так как в центре банки в течение 15-18 мин держится температура 85-86°С, летальная для микробов при нагревании их в томатном соке.

Итак, режимы стерилизации следует установить:

Опытные работы по установлению режимов стерилизации для указанных видов консервов были проведены в Краснодарском НИИППе.

Измерение температуры в центре банки при разработке режимов стерилизации может осуществляться еще и с помощью максимальных термометров. Максимальные термометры имеют размеры, позволяющие закладывать их в консервные банки. Принцип устройства их аналогичен устройству медицинских термометров. Максимальный термометр укладывают, по возможности, в центр банки с продуктом перед ее закаткой (в центре банки должен находиться шарик с ртутью). Банку закатывают, ставят на ней метку, чтобы она не затерялась среди других банок и помещают в автоклав на стерилизацию вместе со всей партией консервов. После стерилизации банку вскрывают и по термометру устанавливают максимальную температуру, которая была достигнута в центре банки. По результатам нескольких опытов при разной продолжительности нагревания приблизительно судят о скорости проникновения тепла в центр банки.

Однако наряду с достоинствами (простотой и дешевизной) использование максимальных термометров имеет и ряд существенных недостатков: точность определения недостаточная, трудно закрепить максимальный термометр в центре банки в жидких продуктах, слишком много требуется экспериментов для установления времени теплопроникновения к центру банки, и т.д. Определение температуры в центре банки при стерилизации осуществляется старшим микробиологом.

Актуальной проблемой в консервной промышленности в настоящее время является интенсификация процесса стерилизации и переход от стерилизации в автоклавах периодического действия к стерилизации в аппаратах непрерывного действия.

Режимы стерилизации овощных закусочных консервов (часть 3)

Таблица 45

Тип банок	Режим стерилизации консервов «Икра овощная»		Давление в стерилизационном аппарате, кПа
	в жестяной таре	в стеклянной таре
	25-25-25 (130° С)
СКО-83-1 I-82-500		25-25-25 (130° С)
	20-45-20 (120° С)
СКО-83-1 I-82-500		25-50-25 (120° С)
	25-60-25 (120° С)
СКО-83-2 I-82-1000		25-70-25 (120° С)
	15-35-15 (120° С)

Примечание. 1. Величина рН в икре из кабачков и баклажанов - не более 5,0; в икре из свеклы - не более 4,2.

2. Начальная температура банок с икрой при поступлении на стерилизацию должна быть не ниже 70° С.

Таблица 46

Температура воды в автоклаве, °С	Давление в автоклаве
При подъеме температуры
При охлаждении**

* В течение всего периода собственно стерилизации.

** Охлаждение консервов до температуры воды в автоклаве 40° С ведут в течение времени, указанного в формуле стерилизации.

Из табл. 44-46 видно, что все виды овощных закусочных консервов стерилизуют при температуре не ниже 120° С. Хорошие результаты получают при повышении температуры стерилизации до 130° С, так как при этом значительно сокращается общая продолжительность процесса, благодаря чему улучшается качество продукции и увеличивается пропускная способность стерилизационных аппаратов.

Чтобы обеспечить необходимую температуру (120-130°С), стерилизацию овощных закусочных консервов осуществляют насыщенным паром или нагретой водой под давлением выше атмосферного.

Консервы в металлических банках стерилизуют как насыщенным паром, так и нагретой водой под давлением. Консервы в стеклянных банках стерилизуют только нагретой водой под давлением. Развивающееся во время стерилизации давление внутри банок с продуктом вызывает деформацию концов жестяных банок или срыв крышек со стеклянных банок (критическое давление). Для металлических банок оно зависит от их диаметра, толщины металлла, из которого они изготовлены, и формы рельефа на крышке, а для стеклянных банок - от условий укупорки и свойств уплотняющих прокладок (пасты, резиновых колец и пр.).

При равных температурах давление в банке всегда выше давления пара в стерилизационном аппарате на величину парциального давления воздуха, поэтому чтобы не допустить деформации металлической тары или срыва крышек со стеклянной банки, в аппарате создают дополнительное давление, так называемое противодавление, при помощи сжатого воздуха или воды.

Величина этого дополнительного давления (в Па) должна быть такой, чтобы давление в стерилизационном аппарате р а было равно или больше давления в банке р б, уменьшенного на допустимую разность давлений Δр б

Допустимая разность давления р б должна быть меньше критической разности давлений. Так, например, для жестяных банок диаметром 98,9 мм р б не должно превышать 88 кПа (при критической разности давлений для банок, изготовленных из жести толщиной 0,27 мм - 186 кПа и толщиной 0,3 мм - 206 кПа).

Давление р а в стерилизационном аппарате поддерживается за счет подачи в него сжатого воздуха или путем проведения всего процесса стерилизации и охлаждения в аппарате, полностью заполненном водой.

В первом случае давление в автоклаве создается воздухом и паром, впускаемым в аппарат для подогрева воды и банок с продуктом. Во втором случае давление внутри аппарата создается за счет увеличения объема воды при нагреве.

При условии герметичности стерилизационного аппарата давление в нем может достигнуть 196-245 кПа и оказывается вполне достаточным, чтобы обеспечить герметичность банок. Давление в аппарате р а поддерживается до тех пор, пока давление в банке не снизится: в стеклянной - до 98 кПа, в жестяной - до 98+Δр б кПа. Только после этого можно уменьшить давление в аппарате до атмосферного.

Оба метода поддержания давления в аппарате являются равноценными с точки зрения обеспечения герметичности. Критерием при выборе того или иного способа является безопасность работы на стерилизационном аппарате. При стерилизации с водяным давлением в случае образования неплотности в месте соединения крышки с корпусом аппарата или в каком-либо ином месте через это отверстие начнет вырываться вода под давлением, что приведет к срыву крышек со стеклянных банок и браку всей находящейся в стерилизационном аппарате продукции.

Наиболее безопасен при эксплуатации метод поддержания давления в стерилизационном аппарате сжатым воздухом.

Сжатый воздух в стерилизатор обычно подают снизу. Воздух, поднимаясь из нижней части стерилизатора в верхнюю, перемешивает воду, ускоряя передачу тепла от воды к банкам с продуктом.

Очень ответствен процесс охлаждения консервов после стерилизации. Охлаждение производят холодной проточной водой под давлением для предупреждения денатурации продукта вследствие продолжительного нагрева и развития термофильных бактерий, оставшихся живыми после стерилизации.

Известно, что большинство термофильных бактерий развивается в диапазоне температур от 38 до 82° С, но имеются термофилы, которые растут и при температуре ниже 38° С.

Чтобы создать условия, неблагоприятные для развития бактерий, консервы необходимо охладить до температуры охлаждающей воды в стерилизаторе (35-40°С). Однако банки не следует и переохлаждать (ниже 35°С), так как при этом не будет обеспечено высыхание поверхности банок и они могут покрыться ржавчиной (если на поверхности их отсутствуют защитные покрытия).

Особое внимание должно быть обращено на качество воды, используемой для охлаждения консервов, так как известны случаи вторичного инфицирования консервов бактериями из охлаждающей воды. Вода должна отвечать всем требованиям ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая». Эта вода, кроме того, не должна содержать спор анаэробов при анализе пробы объемом 100 см 3 .

Особо строгого соблюдения режима охлаждения требуют консервы, расфасованные в стеклянные банки. Как показали исследования, термостойкость стекла значительно ниже при охлаждении, чем при нагреве. Объясняется это большой разницей в напряжениях, при которых происходит разрушение стекла. При охлаждении банок наиболее опасен период снижения температуры от температуры стерилизации до 70° С. В этом интервале температур в материале банок возникают особенно высокие напряжения, приводящие к их разрушению.

Для предотвращения боя банок при охлаждении температура в стерилизационном аппарате должна снижаться постепенно и равномерно.

При стерилизации консервов в жестяных банках насыщенным паром применяют также следующий метод охлаждения банок. После прекращения подачи пара в стерилизатор начинают повышать в нем давление на 49-78 кПа (0,5-0,8 ат) путем впуска сжатого воздуха и охлаждать банки водой, подаваемой под давлением, превышающем суммарное паровоздушное давление в стерилизаторе. После конденсации в стерилизаторе всего пара подачу сжатого воздуха прекращают. Для регулирования резко возрастающего давления в стерилизаторе по мере заполнения его водой часть воздуха из него выпускают. За это время банки охлаждаются. С прекращением подачи охлаждающей воды давление в стерилизаторе постепенно доводят до атмосферного, открывают крышку аппарата и выгружают сетки с банками. Этот способ охлаждения консервов в жестяных банках достаточно надежен и дает хорошие результаты.

Сегодня мы немного поговорим об общих принципах и режимах стерилизации в бытовых автоклавах для различных продуктов. Обычно в рецептах указана необходимая температура и время готовки. Кроме того, есть специальные таблицы по которым можно посмотреть необходимые параметры (см. таблицу в конце данной статьи).

Первым делом давайте вспомним что такое термическая стерилизация. Это тепловая обработка продукта, обеспечивающая гибель микроорганизмов и уменьшение количества их спор до определенного уровня, достаточного для длительного хранения консервов при комнатной температуре. Говоря простым языком, большинство бактерий погибает при температуре ниже 100 градусов Цельсия, и если бы не их устойчивые споры, то можно было просто взять продукт и, прокипятив его в кастрюльке, вовсе отказаться от автоклава. Такой процесс называется пастеризацией . И он активно используется для обработки многих продуктов. Далее такие продукты можно успешно хранить при температурах, близких к нулю градусов Цельсия, то есть в обычном холодильнике. Споры там не будут развиваться, а значит и бактерий тоже не будет. Молоко, кефиры, йогурты и многое другое подвергается именно пастеризации. И если у вас много свободного места в холодильнике, то вы запросто можете приготовить тушенку в пропаренной банке при обычном атмосферном давлении и при 100 градусах Цельсия. Но если есть необходимость хранения такого продукта при комнатной температуре, то без вам не обойтись.

Многочисленными исследованиями было установлено, что на уничтожение бактерий и спор, а также вирусов влияет не только температура, но и продолжительность ее воздействия. Так, стерилизуя любой продукт при 180 градусах, можно буквально за 1 минуту добиться 100 % результата. Но максимальная температура обработки для белковой пищи всего 120-130 градусов. При более сильном нагреве происходит глубокая денатурация тканей и как следствие резкое ухудшение вкуса. Тушёнка, нагретая выше 130 градусов, будет горчить и по этой причине в промышленности принято проводить стерилизацию при 117-120 градусов. А при температуре ниже 100 градусов некоторые споры и вовсе не разрушаются. Кроме того, снижая температуру на каждые 10 градусов, приходится увеличивать время воздействия в 2-3 раза. И при 100 градусах пришлось бы кипятить мясные консервы около 8 часов. За это время весь полезный белок полностью разрушится.

Рис. 1. Температура стерилизации мясных консервов

Аналогичным образом было найдено оптимальное соотношение воздействия времени и температуры для других продуктов. Общий принцип такой: нагреть до максимально возможной температуры и воздействовать минимально возможное время для сохранения полезных свойств продукта и достаточной степени стерилизации.

Теперь непосредственно о режимах стерилизации. Начнем с мясных консервов. Так как мы выяснили, что мясо можно нагревать до 120 градусов, то всегда используйте именно такую температуру. Пусть это будет свинина, говядина, курятина или баранина. Со временем стерилизации чуть сложнее... Чем больше банка, тем больше нужно времени чтобы ее прогреть. Таким образом, 40 минут стерилизуем полулитровую банку и 1 час – литровые. Так как мясо довольно плотная структура, то прогреть объемы больше литра будет проблематично, поэтому ограничиваемся литровой тарой.

Как я уже сказал, на время влияет плотность и в связи с этим мясо старого животного выдерживаем еще 15 минут к основному времени. А такое мясо, как куриное или рыбное – более нежное и можно наоборот снизить на 10-15 минут воздействие температуры от основного времени.

Второй раздел распространённых заготовок - это грибы. Стоит отметить, что более 50 % случаев отравления ботулизмом, это такое смертельное инфекционное заболевание, приходится именно на грибы. Сложность их правильного приготовления заключается в невозможности нагрева их до 120 градусов, так как их структура белка очень нежная и ее можно нагреть максимально до 110 градусов и то недолгое время.

Полулитровые банки стерилизуем 30 минут и 40 минут стерилизуем литровые. По понятным причинам равномерности прогрева большие объемы опять же не используем. Хитрость снижения температуры заключается в предварительном мариновании с использованием уксусной или лимонной кислот. Дело в том, что кислая среда сильно угнетает развитие микроорганизмов, поэтому прежде чем сделать грибные консервы необходимо их замариновать.

Ну и наконец овощные консервы. Как правило также используется маринад. Температура 100 градусов и время воздействия 15-20 минут для любых размеров тары. Возникает вопрос, зачем автоклав, ведь температуру в 100 градусов можно получить в обычной кастрюле. Ответ следующий: в автоклав мы помещаем уже закатанные банки и гарантированно овощи подвергаются необходимой консервации. В кастрюле закатка идет после отключения источника нагрева и пока проводится различные манипуляции с укупориванием продукт может быть повторно заражен. Так как овощи находятся в жидком маринаде, то прогрев большой емкости проходит вполне нормально и можно воспользоваться как 2-х, так и 3-х литровыми банками.

Ну и напоследок еще один небольшой совет: не используйте повторно крышки, даже если это винтовая система «твист-офф». Дело в том, что полимерный уплотнитель при повторном использовании уже не тот, что был изначально. Помните опасную для здоровья бактерии причинят вам намного больше проблем и будет обидно тяжело заболеть из-за крышки стоимостью 5-10 рублей.

Надеюсь, эта статья была для вас полезна, а я прощаюсь с вами на этом. Всего вам доброго и до свидания.

Рис. 2. Таблица режимов стерилизации

Условная запись теплового режима стерилизаторов периодического действия называется формулой стерилизации:

А – продолжительность прогрева автоклава и банки от начальной температуры до температуры стерилизации, мин;

В – продолжительность собственно стерилизации, мин;

С – продолжительность снижения температуры до уровня, позволяющего производить разгрузку аппарата, мин;

Т – заданная температура стерилизации, мин.

Изменение температуры во времени процесса стерилизации показано на термограмме (рис. 1).

Температура в центре консервов отстает от температуры в автоклаве. Кроме того, консервы по объему прогреваются неравномерно: быстрее в периферийной части и медленнее с центре. Следовательно, формула стерилизации должна предусматривать такие условия теплового режима, чтобы обеспечить достаточный прогрев центральной части консервов, хотя это и приводило бы к перегреву периферийных слоев. Учитывая, что споры отмирают только при температуре выше 100 °С, общий эффект режима стерилизации может быть выражен на термограмме площадью, ограниченной отрезком abcd.

Анализ величин, входящих в формулу стерилизации, показывает, что значения А и С зависят в основном от конструктивной особенности и размеров автоклава, типоразмера тары, начальной и конечной (до стерилизации и после охлаждения) температуры консервов.

Технические характеристики вертикальных автоклавов различаются незначительно, а температура порционирования продукта регламентируется на относительно постоянном уровне, поэтому значение величины А будет зависеть в основном от объема и вида тары. В связи с этим при работе на вертикальных автоклавах пользуются постоянными значениями А : для жестяных банок вместимостью до 1кг – 20-25 мин, для банок большей вместимости – 30 мин, для стеклянных банок по 0,5 кг – 25 мин, вместимость 1 кг – 30 кг.

Продолжительность периода С обусловлена необходимостью выравнивания давления в стерилизованной банке с атмосферным (и соответственно проведением охлаждения) перед выгрузкой из автоклава. Пренебрежение этапом С приводит к необратимой деформации жестяных банок или к срыву крышек со стеклянной тары. Значение величины С колеблется в диапазоне от 20 до 60 мин в зависимости от объема тары.

Таким образом, основная роль в обеспечении требуемого стерилизующего эффекта при использовании формулы стерилизации принадлежит величине В , а точнее, интегральному эффекту от воздействия В и Т на микроорганизмы.

Выбор величины Т , как указывалось ранее, зависит от вида консервов и устанавливается на уровне, вызывающем наименьшее изменение качественных показателей продукта. Следовательно, при расчете формулы стерилизации для новых консервов основная задача сводится к определению величины В .

В условиях организации непрерывно-поточного производства важное значение приобретает необходимость сокращение продолжительности процесса стерилизации. Одним из путей решения этой проблемы является использование стерилизаторов непрерывного действия, в которых отпадает необходимость предварительного прогрева аппарата и две величины – А+В образуют одну – В ". тогда формула стерилизации приобретает вид:

Формулы стерилизации для каждого вида консервов утверждаются ГОСТом, и несоблюдение стандарта преследуется по закону. Корректировку, оптимизацию, расчет новых формул стерилизации, их утверждение выполняют специальные органы в следующих случаях:

при создании новых видов консервов;

усовершенствование технологии консервирования;

совершенствовании и модернизации существующего стерилизационного оборудования;

внедрении новых типоразмеров тары;

переходе на новые температурные уровни процесса;

пересмотре действующих режимов стерилизации консервов.

Предлагаемые режимы стерилизации проходят лабораторную и производственную проверку, результаты которой рассматривают союзные (республиканские), ведомственные или по их указанию отраслевые научно-исследовательские институты (лаборатории).

Выбор оптимального режима стерилизации консервов

Принцип расчета режима стерилизации консервов.

Формула стерилизации (1) не дает представления об эффективности уничтожения микрофлоры в продукте. Используемые для разных видов консервов режимов стерилизации даже при одинаковых значениях А и С отличаются продолжительностью В и температурой Т, что затрудняет сопоставление их стерилизующего действия.

Значение микробиологических, биохимических и теплофизических основ тепловой стерилизации позволяет оценить влияние отдельных факторов и условий среды на степень выживаемости микроорганизмов, но не дает возможности точно установить значение В и эффективность режима стерилизации.

Существует несколько методов установления режимов стерилизации по степени инактивности микрофлоры и изменения пщевой ценности продукта. При этом значение а и С принимают как величины постоянные (для данного типа автоклава и вида консервов), а величину В устанавливают произвольно, впоследствие повышают и уточняют.

С целью гарантирования микробиологической стабильности консервов при хранении при установлении формулы стерилизации ориентируются на создание условий отмирания для флоры в центральной зоне банки.

Определение формулы стерилизации по величине стерилизующего эффекта.

Критерием эффективности стерилизации является степень инактивации микроорганизмов. Формулу стерилизации определяют практически, аналитическим и графическим путем.

Наиболее распространен и точен графический метод расчета. Он основан на построении термограммы стерилизации консервов (по центральной зоне), определении полученного общего эффекта инактивации спор (F эффект) и сопоставлении последнего с нормальным расчетным эффектом (F 0).

Стерилизующий эффект (F эффект) – это показатель надежности режима стерилизации консервов, выраженный в минутах, при определенной (условной) температуре. В качестве условной принята температура 121,1 °С.

Для расчета задаются постоянными значениями А, С и Т экспериментальной формулы стерилизации, вместимостью и формой банки, видом продукта, типом преобладающей в сырье микрофлоры, ее начальной и конечной концентрацией. Величину В устанавливают произвольно. В центральную зону продукта вводят термопару и через определенные интервалы времени (обычно 5 мин) регистрируют изменение температуры в консерве и строят термограмму. Каждому участку термограммы (лежащей выше 100 °С), характеризуемому значениями температуры и продолжительности, будет соответствовать определенный стерилизующий эффект.

Общий эффект стерилизации спор (F эффект) для экспериментальной формулы стерилизации равен сумме элементарных стерилизующих эффектов в каждой точке нагрева и охлаждения консервов (рис. 1 участков abcd). Графически величина F эффект на термограмме выражена площадью, ограниченной кривой abcd в зонах температур выше 100 °С и состоящей из элементарных площадей-трапеций.

Используя формулу приближенного интегрирования по методу прямоугольников, находим F эффект:

k 1 – высота прямоугольника;

d τ – основание прямоугольника, равное интервалу времени замера температур (y=5мин);

y – продолжительность действия на микроорганизмы данной температуры, мин.

В качестве эталонной температуры микробиологи всех стран принимают температуру 121,1 °С (250 °F). Следовательно перерасчет заключается в установлении F – отрезка 121,1°-ного времени, эквивалентному по действию на микрооранизмы отрезку времени при любой данной температуре.

Перерасчет осуществляется с помощью коэффициента K F .

Значение коэффициента приведения фактического времени отмирания спор в каждой точке термограммы (при температурах обычной стерилизации в интервале от 100 до 120-125 °С) к времени стерилизации при эталонной температуре (121,1 °С)определяют по формуле:

где (3)

t – температура в момент измерения, °С;

Z – параметр, характеризующий устойчивость выбранной тест-культуры к нагреау, °С.

Экспериментально установлено, что величина Z составляет для Cl. botulinum 10 °С, Cl.sporogenes – 9,5 °C, термофильных бактерий – 10 °С. учитывая, что в формуле расчета значений переводных коэффициентов К F для данного вида микроорганизмов величина Z остается постоянной. При определениях К F можно пользоваться справочными таблицами. Перечень значений К F для параметра Z=10 °C в диапазоне температур от 95 до 125 °С представлен в табл. 1.

Таблица 1

t, °C	K F	t, °C	K F	t, °C	K F	t, °C	K F	t, °C	K F
95,0	0,0025	101,0	0,0098	107,0	0,0390	113,0	0.155	119,0	0,618
96,0	0,0031	102,0	0,0123	108,0	0,0490	114,0	0.195	120,0	0,775
97,0	0,0039	103,0	0,0155	109,0	0,0618	115,0	0,246	121,0	0,978
98,0	0,0049	104,0	0,0195	110,0	0,0775	116,0	0.309	122,0	1,23
99,0	0,0062	105,0	0,0246	111,0	0,0980	117,0	0,390	123,0	1,55
100,0	0,0078	106,0	0,0309	112,0	0.123	118,0	0,490	124,0	1,95
								125,0	2,46

По приведенным коэффициентам К F рассчитывают стерилизующий эффект по термограмме:

(4)

Обычно y соответствует величине интервала регистрации температуры в центре банки (5 мин).

В процессе нагрева значение температуры на каждом отдельном (пятиминутном) участке термограммы постоянно изменяется, поэтому для удобства проведение расчета условно принимают температуру каждого участка постоянной и равной величине, среднеарифметической граничным точкам отрезка.

По данным опыта для термограммы экспериментальной формулы стерилизации можно составить таблицу 2.

Таблица 2

По данным опыта для термограммы экспериментальной формулы стерилизации сожно составить таблицу (табл.55).

Определив величины переводных коэффициентов K F для каждого участка термограммы abcd, суммируют их значения и, умножив сумму на равновеликий отрезок времени. Получают значение стерилизующего эффекта данного режима (в условных минутах)

при постоянной температуре стерилизации скорость отмирания спор какой-либо определенной культуры является функцией их концентрации и может быть описана выражением (…/dτ)=KB, которое после интегрирования принимает вид:

обозначив фактор скорости 1/К через коэффициент D, можно записать уравнение так:

(5)

Установлено, что в полулогарифмических координатах коэффициент D соответствует 1/tgα (где α – угол наклона прямой выдерживаемости спор при данной температуре и условиях среды) и является величиной постоянной для каждого вида микроорганизмов. Коэффициент соответствует интервалу времени. Необходимого для снижения концентрации спор в продукте на один порядок (т.е. в 10 раз) под воздействием какого-либо определенной температуры.

Экспериментально найдено, что величина D при эталонной температуре 121,1 °С (250 °F) составляет для

При этом чем выше рН среды и температура стерилизации, тем больше абсолютное значение D.

Зная уровни начальной и конечной (требуемой) микробиологической обсемененнойсти продукта, а также значение D для выбранной тест-культуры при данной температуре, можно установить продолжительность термообработки, необходимую для снижения числа спор до желательного уровня, т.е. нормативный (расчетный) стерилизующий эффект, по формуле:

(6)

величина F 0 показывает необходимую продолжительность процесса стерилизации продукта при постоянном воздействии процесса стерилизации продукта при постоянном воздействии температуры 121,1 °С. При этом остаточная концентрация микроорганизмов в консерве будет составлять заданный уровень b.

Принимая во внимание возможность ошибки при определении исходной обсемененности b, а также колебания в значениях рН, содержании жира и других технологических факторах, и с целью обеспечения минимальногго уровня конечной микрофлоры, в расчетной формуле предусматривается вероятность отклонения от начальной концентрации спор на два порядка (в 100 раз)

Как было установлено, для мясных консервов наиболее надежными режимами стерилизации считаются те, которые могут обеспечить стерилизующий эффект F эффект в пределах 12-15 условных минут (тропические консервы).

На третьем этапе расчета сопоставливают величины эффективного (фактического) и нормативного (расчетного) стерилизующих эффектов, приведенных к единой температуре 121,1 °С. и корректируют экспериментальный режим стерилизации.

В случае F эффект >F 0 продолжительность стерилизации в изучаемой формуле чрезмерна и избыточный стерилизующий эффект составляет

(8)

При условии F эффект

(9)

Избытоное или недостаточное время собственно стерилизации находят по формуле

(10)

где F x – избыточный или недостаточный по сравнению с нормативным стерилизующий эффект, мин; Т – температура собственно стерилизации исследуемого режима нагрева, °С; z – параметр, характеризующий устойчивость тест-культуры к нагреву, °С.

на заключительном этапе уточняют продолжительность периода собственно стерилизации в выбранной формуле. При этом в случае F эффект >F 0 формула стерилизации будет иметь вид

а при F 0

Т.о. научно обоснованной формулой стерилизации является такая, фактическая летальность которой равна или несколько вышек требуемой.

Пользуясь понятием F эффект и соответствующими методами расчета, можно количественно судить об эффективности различных режимов стерилизации консервов и оценить целесообразность использования ряда традиционно установленных формул стерилизации. Что дает предпосылки к повышению качества консервируемых мясопродуктов и снижению энергоемкости производства. Знание величины F эффект позволяет спрогнозировать степень стабильности готовой продукции при хранении.

Существует математическая зависимость между фактической летальностью режимов стерилизации и процентом биологического брака консервов. Величину ожидаемого биологического брака (%) определяют по формуле

P=B*10 2-(F эффект / D 121,1) ,

Где В – начальная концентрация спор в банке; F эффект – фактическая летальность режима стерилизации, усл.мин; D 121,1 – константа термоустойчивость, усл.мин.

Оптимальное значение Р составляет 0,01%

Предыдущая статья: Правила маринования шампиньонов Следующая статья: Чем отличается борщ от щей: особенности приготовления, состав и отзывы Борщ чье блюдо