I Allgemeine Informationen

Sterilisationskonzept

Das Einmachen von Lebensmitteln ist ein komplexer technologischer Prozess, der die Zubereitung von Produkten, deren Einfüllung in hermetisch verschlossene Behälter, das Verschließen, Pasteurisieren oder Sterilisieren und die Verarbeitung umfasst Endprodukte.

In der Konservenindustrie ist das wichtigste Verfahren zum Schutz von Lebensmitteln vor dem Verderben die Hitzesterilisation, bei der das Produkt in einem hermetisch verschlossenen Behälter erhitzt wird, um Mikroorganismen zu inaktivieren.

Unter Sterilisation versteht man die Wärmebehandlung von Konserven, deren Zweck darin besteht, die lebenswichtige Aktivität von Mikroben bei Temperaturen von 100 °C und mehr zu unterdrücken, im Gegensatz zur Pasteurisierung, die üblicherweise bei Temperaturen unter 100 °C durchgeführt wird.

Wenn also Konserven sterilisiert werden, werden die Sporen inaktiviert, d. h. verlieren die Fähigkeit, sich zu entwickeln, zu keimen und sich zu vermehren, aber unter günstigen Bedingungen können sie erst nach 2–3 Monaten keimen, während unsterilisierte Sporen nach 48 Stunden keimen. Obwohl die Sterilisation nicht immer die Sterilität von Konserven gewährleistet, sichert sie deren gute Qualität und Haltbarkeit.

Bei der Sterilisation von Konserven sind vor allem zwei Faktoren von Bedeutung: Temperatur und Dauer der Einwirkung. Die Einwirkung hoher Temperaturen kann jedoch zu Veränderungen der Bestandteile des Konservenprodukts führen, was zu einer Verschlechterung der organoleptischen Eigenschaften führt. Bei der Konservenproduktion werden Sterilisationstemperaturen unter 135 °C (normalerweise innerhalb von 120 °C) verwendet, es wird jedoch eine Dauer gewählt, die eine verbleibende Mikroflora von nicht mehr als 1 Spore pro 10 g Produkt gewährleistet.

Sterilisationsformel

Die Sterilisationsformel legt den Zusammenhang zwischen der Sterilisationstemperatur und ihrer Dauer fest, abhängig von der Art der Mikroorganismen und deren Sporen, der chemischen Zusammensetzung des Produkts, seiner Konsistenz und seinen physikalischen Eigenschaften (spezifische Wärmekapazität, dynamische Viskosität, spezifische Wärmeleitfähigkeit) sowie den Säuregehalt des Mediums, des Materials und der Größe des Behälters, der Ausgangstemperatur des Produkts, der Temperatur des Dampfes oder Wassers im Autoklaven, der Bedingungen des Eindringens der Wärme in die Dose sowie der Art der Bewegung der Dose.

Das Sterilisationsregime in Autoklaven wird herkömmlicherweise durch die Sterilisationsformel ausgedrückt:

wobei 1 die Dauer des Druck- und Temperaturanstiegs im Autoklaven ist, min;

2 – Dauer der Sterilisation selbst, d.h. Fortsetzung der eingestellten Sterilisationstemperatur, min;

3 – Dauer der Reduzierung der Temperatur und des Drucks im Autoklaven auf Werte, die das Entladen ermöglichen, min;

t ster – Sterilisationstemperatur, °C.

Die Dauer der Temperatureinwirkung, die erforderlich ist, um Mikroben bei einer bestimmten Sterilisationstemperatur abzutöten, wird als „letale Zeit“ bezeichnet.

Um die Letalitätszeit für Mikroorganismen zu bestimmen, werden zwei Methoden verwendet. Nach der ersten Methode werden Konserven mit Sporen von Mikroorganismen der hitzebeständigsten Formen kontaminiert, die das Produkt kontaminieren. Kontaminierte Lebensmittelkonserven werden verschiedenen Wärmebehandlungen unterzogen, anschließend wird das Überleben der Mikroorganismen durch Kultivierung in einem Thermostat bestimmt. Basierend auf den gewonnenen Daten werden die Zeit und die Temperatur bestimmt, die zum Absterben von Mikroorganismen erforderlich sind.

Nach der zweiten Methode wird die Sterilisationszeit mathematisch anhand von Daten zur Letalität von Mikroorganismen bestimmt unterschiedliche Temperaturen und die Erhitzungsgeschwindigkeit von Konserven. Es sollte sofort darauf hingewiesen werden, dass die Schlussfolgerungen mathematischer Berechnungen normalerweise experimentell mit der ersten Methode überprüft werden.

Wie aus dem Thermogramm (Abb. 1.1) ersichtlich ist, ist die zeitliche Änderung der Temperatur im Autoklaven und im Produkt in allen drei Sterilisationsstufen, die sich im Zähler der Formel (1.1) widerspiegelt, nicht gleich. Also in den Phasen des Erhitzens (1) und

1 – Änderung der Autoklaventemperatur;

2 – Änderung der Temperatur des Produkts im Glas (die Anfangstemperatur des Produkts im Glas beträgt 23 °C).

Abbildung 1.1 – Temperatur des Sterilisationsprozesses von Konserven

Bei der Sterilisation (2) bleibt die Temperatur des Produkts in der Mitte des Gefäßes hinter der Temperatur des Mediums im Autoklaven zurück, was eine ausreichende Erwärmung des zentralen Teils des Produkts trotz der Überhitzung der Randschichten erfordert. In der Abkühlungsphase ist das gegenteilige Bild zu beobachten. Es ist zu beachten, dass sich die Parameter in der Sterilisationsformel auf das Heizmedium des Geräts und nicht auf das Produkt im Gefäß beziehen.

Das Sterilisationsregime wird in Abhängigkeit von der Zeit festgelegt, in der das Produkt auf die Sterilisationstemperatur erhitzt wird, und von der Dauer, in der es bei dieser Temperatur gehalten wird, was als tödliche oder tödliche Zeit für Mikroorganismen bezeichnet wird. Die Abkühldauer wird normalerweise durch die Aufrechterhaltung der Unversehrtheit und Dichtheit des Behälters bestimmt.

Laut Bigelow, der eine mathematische Sterilisationsmethode vorschlug, wird eine halblogarithmische Heiz-Kühl-Kurve einer Dose erstellt, wobei der Zeitpunkt des Todes von Mikroorganismen auf einer logarithmischen Skala und die Temperatur auf einer linearen Skala aufgetragen wird. Aus dieser Kurve lässt sich die Letalitätszeit eines Mikroorganismus als Bruchteil der zur Sterilisation verwendeten Temperatur ermitteln. Die Sterberate ist bei jeder Temperatur der Kehrwert des Todeszeitpunkts. Wenn wir eine Kurve ähnlich der Heiz-Kühl-Kurve konstruieren, bei der die Temperaturen durch die Sterberate ersetzt werden, erhalten wir eine Sterbekurve (Abb. 1.2).

Die Dauer des Sterilisationsprozesses besteht aus den folgenden vier Phasen: 1) Erhöhen der Temperatur des Autoklaven auf ein bestimmtes Niveau – Vorheizen, A, 2) zusätzliches Erhitzen, bevor die Sterilisationstemperatur im Inneren des Gefäßes erreicht wird, B, 3) die eigentliche Sterilisation von Konserven bei einer bestimmten Temperatur, C, und 4) Dampffreisetzung, D.

Abbildung 1.2: Kurve der Sterilisationsrate von Konserven

Auf Kurve III (Abb. 1.2) entspricht das Produkt aus Geschwindigkeit und Zeit dem Wert der schraffierten Fläche. Wenn die Fläche unter der Absterbekurve gleich eins ist, gilt der Sterilisationsprozess für diesen Mikroorganismus als wirksam. Diese Methode zur Berechnung der Sterilisationszeit kann nur angewendet werden, wenn die Abmessungen der Dose, die Temperatur des Autoklaven, die Anfangstemperatur der Dose usw. identisch mit denen, bei denen die Kurve erhalten wurde.

Um das festgelegte Sterilisationsregime regelmäßig zu überprüfen, werden in jeden Autoklaven (in der oberen, mittleren und unteren Reihe des Autoklaven) mindestens drei Kontrollgefäße mit Maximalthermometern gestellt. Die fortschrittlichste Methode zur Messung der Temperatur in der Mitte des Glases ist die Thermoelementmethode. (Abb. 1.3) zeigt die Sterilisationskurve der Konserve „Gedünstetes Fleisch – Rindfleisch“ im Glas Nr. 1 nach der Formel:

Abbildung 1.3 Sterilisationskurve von Fleischkonserven „Geschmortes Fleisch – Rindfleisch“

Nach dem Verschließen müssen die Gläser mit dem Produkt sofort zur Sterilisation geschickt werden. Der Hauptzweck der Sterilisation von Konserven besteht in der Zerstörung von Mikroorganismen, die zum Verderb der Produkte führen oder darin gesundheitsgefährdende Giftstoffe bilden können. Konserven, in denen danach Wärmebehandlung Mikroorganismen werden nicht erkannt und sind steril. Die Sterilisation ist die Grundlage des gesamten Konservenprozesses. Es muss bereitstellen maximale Erhaltung Nährwert von Konserven, ihre organoleptische Indikatoren und die Fähigkeit von Konserven, einer Langzeitlagerung standzuhalten.

Eine gute Qualität der Konserven wird durch die richtige Wahl des Sterilisationsmodus – Temperatur und Erhitzungsdauer – gewährleistet. Bei unzureichender Sterilisation können einige der hitzebeständigen Sporen lebensfähig bleiben. Bei der Lagerung solcher Konserven kann es durch die Entwicklung überlebender Sporen zu Schäden am Doseninhalt kommen. Wenn die Sterilisation bei hohen Temperaturen zu lange dauert Lebensmittel einkochen, unterziehen diverse Änderungen, wodurch sich Farbe, Geschmack und Konsistenz verschlechtern, Konserven ihre Präsentation verlieren und in manchen Fällen sogar für den Verzehr unbrauchbar werden.

Die Festlegung des richtigen Sterilisationsregimes für eine bestimmte Art von Konservenprodukten ist die wichtigste Aufgabe sowohl der Technologie als auch der Mikrobiologie der Konservenherstellung. Das Sterilisationsregime wird experimentell durch spezielle Forschungsarbeiten mit obligatorischen Produktionstests festgelegt. Für jede Art von Konserven wird der Sterilisationsmodus separat eingestellt. Dabei ist darauf zu achten, dass es nicht zu „hart“ ist, d.h. damit die Produkte keinen unnötig langen Temperatureinflüssen ausgesetzt sind und nach einer solchen Behandlung dennoch steril sind. Bei der Entwicklung von Sterilisationsplänen werden folgende Faktoren berücksichtigt:

1) der Grad der Kontamination und die Art der Mikroflora des konservierten Produkts;

2) Konsistenz und chemische Zusammensetzung Produkt (das Vorhandensein von Fetten, Proteinen, Zucker, Salz usw.);

3) Säuregehalt des Produkts (pH-Wert);

4) Volumen und Form der Konservenbehälter, Behältermaterial;

5) die Anfangstemperatur der in Gläser gefüllten Produkte und ihre vorläufige Wärmebehandlung;

6) Rotation der Dosen während des Erhitzens und Sterilisierens.

Der Einfluss dieser Faktoren auf das Sterilisationsregime wird im Kurs zur Konserventechnik ausführlich untersucht. Daher werden im Folgenden nur die Faktoren besprochen, die in direktem Zusammenhang mit der mikrobiologischen Kontrolle stehen.

Die Absterberate von Sporen und vegetativen Zellen von Mikroben beim Erhitzen hängt mit der Koagulationsrate protoplasmatischer Proteine ​​zusammen. Albumin, eines der Hauptproteine ​​von Mikroorganismen, gerinnt beim Erhitzen, desto schneller und stärker niedrige Temperaturen je mehr es enthält kostenloses Wasser. Und da Sporen sehr wenig freies Wasser enthalten, viel weniger als vegetative Zellen, erweisen sie sich als hitzebeständiger. Die Sporenhüllen sind wenig hygroskopisch, lassen Feuchtigkeit nur schwer durch und die in der Sporenhülle enthaltenen Fettstoffe (Lipoide) erhöhen ihre Hitzebeständigkeit zusätzlich.

Der Erfolg der Sterilisation hängt nicht weniger davon ab Gesamtzahl Mikroben und deren Sporen im Produkt. Je höher die Kontamination des Produkts vor der Sterilisation ist, desto strenger muss das Regime bei der Sterilisation angewendet werden, da sich unter einer großen Masse von Individuen immer besonders hitzebeständige Personen befinden, die sehr hohen Erhitzungstemperaturen standhalten. Es ist jedoch notwendig, den Anteil steriler Gläser zu erhöhen, und zwar nicht durch die Anwendung strengerer Sterilisationsvorschriften, sondern durch die Verbesserung des hygienischen Zustands der Rohstoffe und der Bedingungen für deren Verarbeitung sowie durch Beschleunigung technologischer Prozess und zum Streamen übertragen. In der Tabelle Abbildung 7 zeigt den Zusammenhang zwischen Erhitzungstemperatur und Absterbezeit für einige Mikroorganismen (Daten von A.I. Rogacheva).

Aus der obigen Tabelle geht das klar hervor biologische Merkmale Mikroben beeinflussen ihre thermische Stabilität erheblich. Es wurde auch festgestellt, dass größere Streitigkeiten abgedeckt sind zarte Schale Sie sind weniger hitzebeständig als kleine Sporen mit dichter Schale.

Die Hitzebeständigkeit von Mikroorganismen und ihren Sporen hängt stark von den Bedingungen ab, unter denen der Sterilisationsprozess stattfindet. Unter diesen Bedingungen nimmt der Säuregehalt der Umwelt einen der ersten Plätze ein. Normalerweise sterben Mikroorganismen in stark sauren Umgebungen schneller ab, da bei einer hohen Konzentration an Wasserstoffionen der normale Stoffwechsel in mikrobiellen Zellen gestört wird, die Zellen schwächer werden und ihre thermische Stabilität abnimmt. Es besteht jedoch kein direkter Zusammenhang zwischen dem pH-Wert der Umgebung und einer Abnahme des thermischen Widerstands von Mikroben. Zusätzlich zum pH-Wert sehr wichtig hängt von der Art der Säure, der Dauer ihrer Wirkung, den individuellen biologischen Eigenschaften der Mikrobe sowie dem Grad und der Dauer der Erhitzung ab. Erhöhter Säuregehalt Die Umgebung während der Sterilisation verringert nicht nur die thermische Stabilität vegetativer mikrobieller Zellen, sondern auch ihrer Sporen.

In Lebensmitteln mit einem pH-Wert unter 3,7 können nur Schimmelpilze und Hefen wachsen. Bei Lebensmitteln mit einem pH-Wert über 3,7 kann der Verderb nicht nur durch die Entwicklung von Schimmelpilzen und Hefen, sondern auch durch Bakterien verursacht werden. In Produkten mit einem pH-Wert von 3,7–4,5 entwickeln sich nicht sporenbildende Milchsäure- und Essigsäurebakterien und relativ wenig hitzebeständige sporenbildende saccharolytische Buttersäurebakterien. Darüber hinaus entwickelt sich der gefährlichste Erreger in Produkten mit einem pH-Wert unter 4,5 in der Regel nicht Lebensmittelvergiftung Cl. Botulinum. Die Entwicklung von Mikroflora in Produkten mit einem pH-Wert unter 4,5 ermöglicht eine Sterilisation bei 100 °C oder einer niedrigeren Temperatur. Zu dieser Art von Konserven gehören Obst- und Beerenkonserven.

Eine Reihe von Gemüsekonserven werden ebenfalls als sauer eingestuft: Marinaden, Saucen, Salate; Der pH-Wert dieser Konserven liegt unter 4,5. In Fleisch, Fisch und einigen Gemüsekonserven mit einem pH-Wert über 4,5 bestimmte Bedingungen der gefährlichste Lebensmittelvergiftungsstoff für die menschliche Gesundheit, Cl. Botulinum.

Zusätzlich zum pH-Wert, bei mikrobiologische Kontrolle Konserven auf das Vorhandensein von Botulismussporen prüfen, andere Faktoren müssen berücksichtigt werden. Sie behindern die Keimung von Cl-Sporen. Botulinum in Konserven, einige gelöste Substanzen - Zinnsalze, bestimmte Phytonzide (insbesondere solche, die in Tomatensaft enthalten sind), ungesättigt Fettsäure(Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure) usw. An die Sterilisation von säurearmen und nicht sauren Produkten (mit einem pH-Wert über 4,5) werden höchste Anforderungen gestellt. Sie werden normalerweise bei 115–121 °C sterilisiert.

Pflanzenöl und Tierfett erhöhen die Hitzebeständigkeit von Mikroorganismen und ihren Sporen. Die „schützende“ Wirkung von Fetten hängt offensichtlich mit ihrer Fähigkeit zusammen, an der Grenzfläche dünne Filme zu bilden. Der hydrophobe Fettfilm, der mikrobielle Zellen und Sporen umhüllt, verhindert das Eindringen von Wasser in die Zelle und schützt so zytoplasmatische Proteine ​​vor der Koagulation. Es werden Bedingungen geschaffen, die denen der „Trockenhitze“-Sterilisation nahe kommen. Slyusarevsky weist darauf hin, dass die Sporen von Bacillus subtilis beim Erhitzen nicht abgetötet wurden Sonnenblumenöl 30 Minuten bei einer Temperatur von 150 °C fetten. Sie starben erst, nachdem sie eine Stunde lang auf die gleiche Temperatur erhitzt worden waren. A. Kozakov, M. Kochergina, V. Chistyakova weisen darauf hin, dass die Sporen von Cl. sporogenes und Bac. Subtilis in Sonnenblumen- und Paraffinöl behielten ihre Lebensfähigkeit nicht nur nach 30-minütigem Kochen im Wasserbad, sondern auch nach 20-minütigem Erhitzen im Autoklaven bei 120 °C. Behielt ihre Vitalität und Kontroversen Kartoffelsticks nachdem man sie eine halbe Stunde lang in Sonnenblumenöl auf 120-130 °C erhitzt hat.

Vegetative Zellen einiger nicht sporenbildender Mikroben, wie z. B. Staphylococcus aureus, bleiben auch beim Erhitzen in Öl lebensfähig. Dies ist insbesondere in der Produktion gefährlich Dosenfisch in Öl, sterilisiert bei 112 °C. Wenn Fischrohstoffe bei der Herstellung von Konserven in Öl stark mit Staphylococcus aureus kontaminiert sind, kann dieser überleben und sogar einen Giftstoff bilden, der zu Vergiftungen führt.

Verfügbarkeit Tisch salz in Lösungen erhöht auch die Hitzebeständigkeit einiger Mikroorganismen und ihrer Sporen. Die höchste Wirkung von Speisesalz auf die Hitzebeständigkeit von Sporen- (Bac. mesentericus ruber und Cl. sporogenes) und Nicht-Sporen-Mikroorganismen (Micrococcus candicans und Lactobacterium) wurde bei einer Salzkonzentration von 5,8 % beobachtet.

Saccharose hat in geringen Konzentrationen (von 2 bis 18 %) keinen spürbaren Einfluss auf die Hitzebeständigkeit von Mikroben. Seine höheren Konzentrationen (30 %) zeigen eine schützende Wirkung auf Hefen, und bei Konzentrationen über 70 % (wie von A. I. Rogacheva angegeben) erhöht sich die Hitzebeständigkeit vieler Mikroorganismen und insbesondere osmophiler Hefen merklich.

Die Erhöhung der Hitzebeständigkeit von Mikroorganismen in schwachen Salzlösungen sowie wenn das Produkt Zucker in den angegebenen Konzentrationen enthält, erklärt sich aus der osmotischen Aufnahme von Feuchtigkeit aus mikrobiellen Zellen, wodurch deren Hitzebeständigkeit zunimmt. Wenn die Salzkonzentration 10 % erreicht, beginnt die Aussalzwirkung auf Proteine, die zu einer Abnahme der Hitzebeständigkeit von Mikroben und ihren Sporen führt.

Eiweißstoffe haben eine gewisse Schutzwirkung gegen Sporen. Es beginnt jedoch zu erscheinen, wenn der Proteingehalt im Medium 2 bis 5 % beträgt. Höhere Konzentrationen an Eiweißstoffen in sterilisierten Konserven (17-18 % oder mehr) haben praktisch keinen Einfluss auf die Hitzebeständigkeit von Mikroben.

Bestimmung der Hitzebeständigkeit von Mikroben

Die einfachste und gleichzeitig recht genaue Methode zur Bestimmung der Hitzebeständigkeit von Mikroben (nach V.L. Omelyansky) besteht darin, dass eine kleine Menge einer Suspension des untersuchten Mikroorganismus in Wasser oder Kochsalzlösung in der verschlossenen Kapillare einer kurzen Pasteurpipette der gewünschten Temperatur ausgesetzt (Abb. 72). Pasteurpipetten werden mit langen (doppelten) Wattestopfen vorverschlossen und mit trockener Hitze sterilisiert. Nach der Sterilisation wird das Ende der versiegelten Kapillare auf der Brennerflamme bis in feinste Härchen zurückgezogen, deren Ende mit einer sterilen Pinzette abgebrochen wird. Die Suspension des zu untersuchenden Mikroorganismus wird sofort in die Kapillarpipette gesaugt und die Kapillare wieder verschlossen. Habe es so vorbereitet erforderliche Menge Pipetten mit dem Testmaterial, stecken Sie sie in die Löcher des Asbestkartons, mit dem die Wasserbad, Installiert auf eine bestimmte Temperatur. Jede Pipette wird für eine bestimmte Zeit (5; 10; 15 Minuten usw.) in einem Wasserbad bei einer bestimmten Temperatur gehalten. Anschließend wird jede Pipette nacheinander entfernt (es ist besser, zwei zu nehmen, um ein paralleles Experiment durchzuführen) und abgekühlt die Kapillare hinein kaltes Wasser und das Ende sterilisieren. Sie können die Kapillare sterilisieren, indem Sie sie in ein Glas mit Alkohol und Äther eintauchen. Nachdem Sie die Kapillare sterilisiert haben, trocknen Sie sie schnell über einer Brennerflamme, brechen Sie dann das Ende mit einer sterilen Pinzette ab und blasen Sie den Inhalt der Pipette in eine sterile Petrischale. Die Beimpfung wird mit der Menge aufgefüllt, die für die zu untersuchende Mikrobe erforderlich ist. Nährmedium und in einem Thermostat angebaut optimale Temperaturen Wachstum 24-48 Stunden Das Vorhandensein einer Mikrobenkultur in einer Petrischale zeigt den Grad der Hitzebeständigkeit einer bestimmten Mikrobe an.

IN letzten Jahren VNIIKOP entwickelte verbesserte Methoden zur Bestimmung der Hitzebeständigkeit von Mikroben und ihren Sporen, die besser für die Bedingungen der Konservenproduktion geeignet sind.

Ein steriles Produkt (Konserven) wurde mit einer speziell zubereiteten Sporensuspension der untersuchten Mikrobe in Wasser oder einer Pufferlösung in einer Menge von 10-100.000 Sporen pro 1 g infiziert Dosenprodukt. Die infizierte (geimpfte) Masse wurde gründlich gemischt und mit einer Spritze aseptisch in sterile Ampullen mit einem Fassungsvermögen von 1-2 ml gegossen. Die Ampullen wurden versiegelt und in speziellen Beuteln in ein Glycerinbad gegeben unterschiedliche Temperaturen(in °C) - 110; 115; 117; 125 – für bestimmte Zeiträume – um 1; 2; 3; 5 Minuten usw. Nach dem Erhitzen wurden die Ampullen sofort in kaltem Wasser abgekühlt und 14 Tage lang bei 37 °C thermostatisiert. Wenn in den Ampullen mikrobielles Wachstum beobachtet wurde (Gasbildung, Trübung des Mediums, Auftreten eines fauligen Geruchs usw.), deutete dies auf die Resistenz mikrobieller Sporen gegenüber einem bestimmten Temperatureinfluss und deren Dauer hin. Aus Ampullen, in denen kein Wachstum beobachtet wurde, wurde der Inhalt in Reagenzgläser mit Kitta-Tarozzi-Medium überführt und die Beimpfung weitere 48 Stunden lang bei 37 °C gezüchtet. Das fehlende Wachstum zeigte an, dass die Erhitzungsdauer und -temperatur für die Ampullen tödlich waren Sporen der untersuchten Mikrobe.

IN In letzter Zeit Anstelle von Ampullen wird vorgeschlagen, zur Bestimmung der thermischen Stabilität von Mikroben Kapillaren aus dünnwandigen Glasröhrchen (Wandstärke 0,1 mm) mit einer Länge von 7,5 cm zu verwenden. In diese werden eine Suspension der untersuchten Mikrobe und ein Kupfer-Konstantan-Thermoelement eingebracht die Kapillare. Das Aufwärmen der Testsuspension von Mikroben in Kapillaren erfolgt in TS-24-Thermostaten, die mit Spezialöl oder Glycerin (Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt über 130 °C) gefüllt sind. Die neue Technik ermöglicht es, bei der Untersuchung der Abtötungsmuster von Mikroben beim Erhitzen klarere Daten zu erhalten, da sie das Phänomen der Sporenaktivierung und des „Hitzeschocks“ in der Mikrobensuspension bei Erreichen einer bestimmten Temperatur eliminiert. Mit dieser Technik ist es möglich, die thermische Stabilität von Mikroben und ihren Sporen im Temperaturbereich von 120–160 °C zu untersuchen.

Bei der Untersuchung der Hitzebeständigkeit von Mikroben und ihren Sporen wird derzeit Folgendes ermittelt: 1) die Zeit, die für den vollständigen Tod aller Mikroben und ihrer Sporen erforderlich ist; 2) die Zeit, die zum Absterben von 90 % der Zellen erforderlich ist; 3) Temperaturniveau (in °C), bei dem die Anzahl der überlebenden Zellen um das Zehnfache abnimmt. Diese Daten sind für die Entwicklung von Sterilisationsplänen erforderlich.

Kontrolle des Sterilisationsregimes von Konserven

Als wichtigster Konservenprozess, der die Qualität und Sicherheit des Konservenprodukts bestimmt, erfordert die Sterilisation eine angemessene Kontrolle. Derzeit werden Messgeräte – Thermometer und Manometer – verwendet, um die Temperatur und den Druck im Autoklaven während des Sterilisationsprozesses zu überwachen; In Autoklavenabteilungen sind Temperaturaufzeichnungsgeräte installiert – Thermographen, die die Temperatur im Autoklaven während der Sterilisation von Konserven aufzeichnen. Der Nachteil von Thermographen besteht darin, dass sie die Temperatur im Autoklaven nur aufzeichnen, aber nicht regeln.

In letzter Zeit sind Thermostate weit verbreitet: Babenkov-Designs, die es ermöglichen, den Prozess der Sterilisation von Konserven in Autoklaven ohne einstellbaren Gegendruck zu steuern. In Fällen, in denen das Sterilisationsregime mithilfe von Thermographen überwacht wird, überprüft ein leitender Mikrobiologe die Thermogramme (einen Papierkreis oder ein Band, auf dem die Temperatur aufgezeichnet wird). Er überprüft täglich Thermogramme und ergreift bei Verstößen gegen die Sterilisationsvorschriften Maßnahmen zur Beseitigung der Verstöße.

Bei der Entwicklung neuer Sterilisationsmodi werden Thermoelemente verwendet, wenn es darum geht, die Temperatur in der Mitte des Gefäßes zu messen oder die Erwärmungsrate seines Inhalts zu bestimmen (Abb. 73). Die thermoelektrische Methode zur Messung der Temperatur in der Mitte des Glases ist die fortschrittlichste. Ein Thermoelement besteht aus zwei verlöteten Metallplatten aus unterschiedlichen Metallen, zum Beispiel Kupfer und Konstantan, Nichrom und Nickel usw. An den Enden jeder Platte werden Drähte angelötet und mit einem Galvanometer verbunden. Die Platten und unteren Enden der Drähte werden in einen Autoklaven gegeben. Um sie vom Heizmedium zu isolieren und vor mechanischer Beschädigung zu schützen, werden sie zunächst in eine Schutzhülle, beispielsweise in einen dicken Gummischlauch, gelegt. Das Thermoelement hat möglicherweise keine Platten, sondern es werden direkt zwei an einem Ende angelötete Drähte aus Kupfer und Konstantan verwendet.

Wenn die Verbindung zweier verschiedener Metalle erhitzt wird, entsteht eine Potentialdifferenz, die proportional zum Ausmaß der Erwärmung ist. Bei der Messung der Temperatur in der Mitte eines Glases während der Sterilisation wird das gelötete Ende des Thermoelements in der Mitte des Glases platziert und die freien Enden der aus dem Glas entfernten Drähte werden an ein Galvanometer angeschlossen. Die Skala des Galvanometers, die die beim Erhitzen entstehende Potentialdifferenz registriert, kann direkt in Temperaturgraden kalibriert werden. Durch Beobachtung der Bewegung der Galvanometernadel während der Sterilisation und Aufzeichnung des Temperaturniveaus über die Zeit werden Kurven der Wärmeeindringung in die Mitte des Gefäßes aufgezeichnet. Die Abszissenachse zeigt die Sterilisationszeit und die Ordinatenachse zeigt die Temperatur.

Entwicklung von Sterilisationssystemen für Konserven

Bei der Entwicklung von Sterilisationsplänen müssen die folgenden Faktoren berücksichtigt werden: die thermische Stabilität von Mikroorganismen und ihren Sporen, die das Produkt kontaminieren, die physikalisch-chemische Beschaffenheit des Inhalts des Glases, die Geschwindigkeit, mit der die Hitze in die Mitte des Inhalts eindringt Krug. Es ist bekannt, dass ein gewisser Zusammenhang zwischen der Hitzeresistenz sporentragender saprophytischer Bakterien und ihrer geografischen Herkunft besteht. Südliche Mikrobenrassen mit einer erhöhten maximalen Wachstumstemperatur bilden Sporen mit einer höheren Hitzebeständigkeit als nördliche Mikrobenrassen desselben Mikrobentyps. Daher wird bei der Entwicklung von Sterilisationsregimen auch die geografische Zone berücksichtigt.

Lassen Sie uns ein Beispiel für die Entwicklung eines Sterilisationssystems für ganze Tomatendosen in der Region Krasnodar geben. In der restlichen Mikroflora dieser Art von Konserven wurden folgende Mikroorganismen gefunden: Bac. mesentericus ruber, Bac. mesentericus fuscus, Bac. cereus, Bac. subtilis, Bac. albolaktis. Die Bombardierung von Konserven wurde durch die Mikrobe Bac verursacht. albolactis. Es handelt sich um ein grampositives Stäbchen mit zentral angeordneten Sporen. Es entwickelt sich gut in künstlichen und natürlichen Umgebungen bei Temperaturen von 37–55 °C.

Es handelt sich um einen fakultativ anaeroben Stoff, der die Gärung unter Bildung von Gasen anregt. Thermische Stabilität Bac. Albolactis erwies sich beim Erhitzen in verschiedenen Umgebungen als unterschiedlich. Der Bazillus stirbt in Tomatensaft viel schneller ab als in einer Kochsalzlösung. In Tomatensaft bei einer Temperatur von 85 °C starb es in 15 Minuten, bei 90 °C – in 10 Minuten und bei 95 °C – in 5 Minuten, in einer Salzlösung – bei einer Temperatur von 100 °C für 20 Minuten. In Fleisch-Pepton-Brühe hatte das Erhitzen auf 100 °C für 30 Minuten keinen Einfluss auf die lebenswichtige Aktivität.

Bei der Herstellung von Konserven ist die Haltbarkeitsdauer des Produkts einer der wichtigsten Faktoren für die Abtötung von Mikroorganismen hohe Temperatur. Die Wärmeverteilung im zu sterilisierenden Produkt hängt von der Art der Wärmeübertragung ab. In Konserven mit flüssiger Konsistenz (z. B. Fruchtsäfte) bilden sich bereits bei geringem Temperaturunterschied Konvektionsströme. Fast die gesamte Wärme in solchen Produkten wird durch Konvektion übertragen, sodass die Temperatur während der Sterilisation in allen Teilen des Gefäßes schnell nahezu gleich wird. Wenn die Konsistenz des Produkts heterogen oder dick ist, ist die Konvektion während der Sterilisation schwierig und die Wärmeverteilung erfolgt hauptsächlich aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Inhalts der Gläser, sodass die Temperatur an verschiedenen Stellen des Produkts nicht gleich ist. In den Randzonen ist sie deutlich höher als in der Dosenmitte. Die Verweilzeit des Produkts bei der maximalen Sterilisationstemperatur wird durch die Heizkurve bestimmt. Die Heizkurve des Produkts hängt von der Art des Produkts, der Art und Dichte der Verpackung, der Größe und Art des Behälters, der Anfangstemperatur des Produkts, der Temperatur im Autoklaven usw. ab.

Die Wärmedurchdringungskurven für unser Beispiel werden dargestellt:

In allen drei Fällen ist das Produkt in Dosen Nr. 83-2 verpackt. Aus einem Vergleich der Wärmedurchdringungskurven (siehe Abb. 74, 75 und 76) lässt sich folgendes Fazit ziehen.

1. Die maximale Temperatur in der Mitte des Glases hat einen anderen Wert. Bei Tomaten aus der Dose ohne Schale (Kurve 3) ist sie 2-3°C niedriger als bei Tomaten aus der Dose mit Schale (Kurve 2). Folglich verläuft der Prozess der Wärmeübertragung bei der Sterilisation von Dosentomaten ohne Schale etwas langsamer als bei Früchten mit Schale. Bei einem so geringen Unterschied in der maximalen Temperatur und der Wärmeeindringzeit besteht jedoch keine Notwendigkeit, je nach Zubereitungsart der Früchte unterschiedliche Sterilisationsmodi für Konserven einzustellen.

2. Bei der Sterilisation nach dem Regime ((25 - 30 - 25) / 105 °C) * 1,8 at (siehe Abb. 75) beträgt die maximale Temperatur, die in der Mitte des Gefäßes für mit Salzlösung gefüllte Tomaten erreicht wird, 103 ° C. Diese Temperatur ist offensichtlich tödlich für die verbleibende Mikroflora dieser Art von Konserven. Für Tomaten, durchnässt Tomatensaft, betrug die Höchsttemperatur nur 78 °C, während die tödliche Temperatur für Mikroben, die zum Verderb des angegebenen Produkts führen, bei 85 °C liegt. Das Gleiche wird bei der Sterilisation nach dem Regime ((20 - 50 - 20) / 100 °C) * 1,4 at beobachtet (siehe Abb. 74). Bei mit Tomatensaft gefüllten Tomaten überschritt die maximale Temperatur in der Mitte des Glases 74-76 °C nicht.

Dieser Unterschied in der Wärmeübertragungsrate wird durch die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Produkts erklärt. Tomatensaft ist eine heterogene Masse, die aus einer Lösung von Zuckern, Pektin, Säuren, Salzen und anderen löslichen Substanzen mit darin suspendierten Fruchtgewebepartikeln besteht, die die Geschwindigkeit von Konvektionsströmen verringern und die Wärmeübertragung behindern.

Aufgrund der Analyse kommen wir zu dem Schluss, dass die Sterilisationsmodi ((20 - 50 - 20) / 100 °C) * 1,4 at und ((25 - 30 - 25) / 105 °C) * 1,8 at nicht ausreichen ganze Dosentomaten gefüllt mit Tomatensaft. Für mit einer Salzlösung gefüllte Tomaten ist ((25 - 30 - 25) / 105 ° C) * 1,8 at der am besten geeignete Modus, da Sie so eine Temperatur in der Mitte des Glases von 100-103 ° aufrechterhalten können C für 20 Minuten, was völlig ausreicht, um Mikroorganismen abzutöten, die zum Verderben dieser Art von Konserven führen können. Der Sterilisationsmodus ((20 - 50 - 20) / 100 °C) * 1,4 atm für mit Salzlösung gefüllte Tomaten reicht nicht aus, da er die Sterilität des Produkts nicht gewährleisten kann. Die in diesem Modus erreichte Höchsttemperatur von 98 °C in der Mitte des Glases ist beim Erhitzen in einer Salzlösung für Mikroben nicht tödlich. Schließlich ist der Sterilisationsmodus ((20 - 40 - 45) / 105 °C) * 1,6 atm am besten für mit Tomatensaft gefüllte Tomaten geeignet, da die Temperatur in der Mitte des Glases 15-18 Minuten lang 85-86 °C beträgt Minuten, tödlich für Mikroben, wenn es in Tomatensaft erhitzt wird.

Daher sollten die Sterilisationsmodi eingestellt werden:

Am Krasnodar Research Institute of Industrial Equipment wurden experimentelle Arbeiten zur Festlegung von Sterilisationsregimen für diese Art von Konserven durchgeführt.

Die Messung der Temperatur in der Mitte des Gefäßes bei der Entwicklung von Sterilisationsmodi kann auch mit Maximumthermometern durchgeführt werden. Maximum-Thermometer sind so dimensioniert, dass sie hineinpassen Büchsen. Ihr Aufbauprinzip ähnelt dem medizinischer Thermometer. Das Maximumthermometer wird möglichst in der Mitte des Glases mit dem Produkt platziert, bevor es verschlossen wird (in der Mitte des Glases sollte sich eine Quecksilberkugel befinden). Sie rollen das Glas auf, markieren es, damit es nicht zwischen anderen Gläsern verloren geht, und stellen es zusammen mit der gesamten Konservencharge zur Sterilisation in einen Autoklaven. Nach der Sterilisation wird das Glas geöffnet und mit einem Thermometer die maximal erreichte Temperatur in der Mitte des Glases eingestellt. Anhand der Ergebnisse mehrerer Versuche mit unterschiedlichen Erhitzungsdauern kann die Geschwindigkeit des Wärmeeinbruchs in die Dosenmitte näherungsweise beurteilt werden.

Allerdings bringt der Einsatz von Maximumthermometern neben den Vorteilen (Einfachheit und geringe Kosten) auch eine Reihe wesentlicher Nachteile mit sich: Die Bestimmungsgenauigkeit ist unzureichend, es ist schwierig, das Maximumthermometer in der Mitte des Glases zu befestigen flüssige Produkte, sind zu viele Experimente erforderlich, um die Zeit des Eindringens der Wärme in die Mitte der Dose usw. zu bestimmen. Die Bestimmung der Temperatur in der Mitte des Glases während der Sterilisation wird von einem leitenden Mikrobiologen durchgeführt.

Ein dringendes Problem in der Konservenindustrie ist derzeit die Intensivierung des Sterilisationsprozesses und der Übergang von der Sterilisation in Autoklaven periodische Aktion zur Sterilisation in Durchlaufgeräten.

Sterilisationsmodi für Gemüsesnacks in Dosen (Teil 3)

Tabelle 45

Art der Dosen	Sterilisationsmodus für Konserven „Gemüsekaviar“		Druck im Sterilisationsgerät, kPa
	in einem Blechbehälter	in Glasbehältern
	25-25-25 (130 °C)
SKO-83-1 I-82-500		25-25-25 (130 °C)
	20-45-20 (120 °C)
SKO-83-1 I-82-500		25-50-25 (120 °C)
	25-60-25 (120 °C)
SKO-83-2 I-82-1000		25-70-25 (120 °C)
	15-35-15 (120 °C)

Notiz. 1. Der pH-Wert in Kaviar aus Zucchini und Aubergine beträgt nicht mehr als 5,0; in Rübenkaviar - nicht mehr als 4,2.

2. Die Anfangstemperatur von Kaviargläsern beim Empfang zur Sterilisation sollte nicht unter 70 °C liegen.

Tabelle 46

Wassertemperatur im Autoklaven, °C	Autoklavendruck
Wenn die Temperatur steigt
Beim Abkühlen**

* Während der gesamten Sterilisationszeit.

** Das Abkühlen von Konserven auf eine Wassertemperatur in einem Autoklaven von 40 °C erfolgt für die in der Sterilisationsformel angegebene Zeit.

Vom Tisch 44-46 ist ersichtlich, dass alle Arten von Gemüsesnacks in Dosen bei einer Temperatur von nicht weniger als 120 °C sterilisiert werden. Gute Ergebnisse werden durch eine Erhöhung der Sterilisationstemperatur auf 130° C erreicht, da dadurch die Gesamtdauer des Prozesses deutlich verkürzt und dadurch die Produktqualität verbessert und erhöht wird Durchsatz Sterilisationsgeräte.

Um die erforderliche Temperatur (120–130 °C) sicherzustellen, wird die Sterilisation von Gemüsesnacks in Dosen mit Sattdampf oder erhitztem Wasser unter einem Druck über dem Atmosphärendruck durchgeführt.

Konserven in Metalldosen werden entweder mit Sattdampf oder mit erhitztem Wasser unter Druck sterilisiert. Konserven in Gläsern werden nur mit erhitztem Wasser unter Druck sterilisiert. Der Druck, der während der Sterilisation in den Produktbehältern entsteht, führt zu einer Verformung der Enden Blechdosen oder die Deckel werden abgerissen Gläser(kritischer Druck). Bei Metalldosen kommt es auf deren Durchmesser, die Dicke des Metalls, aus dem sie hergestellt sind, und die Form des Reliefs auf dem Deckel an, bei Glasgefäßen auf die Versiegelungsbedingungen und die Eigenschaften der Dichtungen (Paste, Gummiringe usw.).

Bei gleiche Temperaturen Der Druck im Gefäß ist immer um den Teilluftdruck höher als der Dampfdruck im Sterilisationsgerät. Um eine Verformung des Metallbehälters oder ein Abbrechen der Deckel vom Glasgefäß zu verhindern, wird daher ein zusätzlicher Druck, d Der sogenannte Gegendruck wird in der Apparatur mittels Druckluft oder Wasser erzeugt.

Die Größe dieses zusätzlichen Drucks (in Pa) muss so sein, dass der Druck in der Sterilisationsvorrichtung p a gleich oder ist mehr Druck in der Bank p b, reduziert um die zulässige Druckdifferenz Δр b

Die zulässige Druckdifferenz p b muss kleiner sein als die kritische Druckdifferenz. So sollte beispielsweise bei Blechdosen mit einem Durchmesser von 98,9 mm p b 88 kPa nicht überschreiten (mit einem kritischen Druckunterschied für Dosen aus 0,27 mm dickem Zinn – 186 kPa und 0,3 mm dick – 206 kPa).

Der Druck p im Sterilisationsapparat wird durch Zufuhr von Druckluft oder durch Durchführung des gesamten Sterilisations- und Kühlvorgangs in einem vollständig mit Wasser gefüllten Apparat aufrechterhalten.

Im ersten Fall wird der Druck im Autoklaven durch Luft und Dampf erzeugt, die in die Vorrichtung eingelassen werden, um Wasser und Produktdosen zu erhitzen. Im zweiten Fall entsteht Druck im Inneren des Geräts, indem beim Erhitzen das Wasservolumen erhöht wird.

Sofern das Sterilisationsgerät versiegelt ist, kann der Druck darin 196–245 kPa erreichen und reicht völlig aus, um die Versiegelung der Dosen zu gewährleisten. Der Druck im Gerät wird aufrechterhalten, bis der Druck im Gefäß abnimmt: in einem Glasgefäß – auf 98 kPa, in einem Blechgefäß – auf 98 + Δр b kPa. Erst danach kann der Druck in der Apparatur auf Atmosphärendruck reduziert werden.

Beide Methoden zur Aufrechterhaltung des Drucks im Gerät sind im Hinblick auf die Gewährleistung der Dichtheit gleichwertig. Das Kriterium bei der Wahl der einen oder anderen Methode ist die Sicherheit beim Arbeiten an einem Sterilisationsgerät. Wenn sich beim Sterilisieren mit Wasserdruck an der Verbindung des Deckels mit dem Gerätekörper oder an einer anderen Stelle ein Leck bildet, beginnt unter Druck stehendes Wasser durch dieses Loch zu entweichen, was dazu führt, dass sich die Deckel von Gläsern lösen und die Ablehnung aller Produkte im Sterilisationsgerät.

Die sicherste Arbeitsweise besteht darin, den Druck im Sterilisationsgerät mit Druckluft aufrechtzuerhalten.

Die Druckluftzufuhr zum Sterilisator erfolgt üblicherweise von unten. Die vom Boden des Sterilisators nach oben aufsteigende Luft vermischt das Wasser und beschleunigt so die Wärmeübertragung vom Wasser auf die Gläser mit dem Produkt.

Der Prozess des Abkühlens von Konserven nach der Sterilisation ist sehr wichtig. Die Kühlung erfolgt mit kaltem, fließendem Wasser unter Druck, um eine Denaturierung des Produkts durch längeres Erhitzen und die Entwicklung thermophiler Bakterien zu verhindern, die nach der Sterilisation am Leben bleiben.

Es ist bekannt, dass sich die meisten thermophilen Bakterien im Temperaturbereich von 38 bis 82 °C entwickeln, es gibt jedoch Thermophile, die bei Temperaturen unter 38 °C wachsen.

Um ungünstige Bedingungen für die Entwicklung von Bakterien zu schaffen, müssen Lebensmittelkonserven auf die Temperatur des Kühlwassers im Sterilisator (35–40 °C) abgekühlt werden. Allerdings sollten die Gläser nicht zu stark gekühlt werden (unter 35°C), da dies das Trocknen der Oberfläche der Gläser nicht gewährleistet und es zu Rostbildung kommen kann (sofern keine Schutzschicht auf der Oberfläche vorhanden ist).

Besonderes Augenmerk sollte auf die Qualität des zum Kühlen von Konserven verwendeten Wassers gelegt werden, da Fälle von Sekundärinfektionen von Konserven mit Bakterien aus dem Kühlwasser bekannt sind. Wasser muss alle Anforderungen von GOST 2874-73 „Trinkwasser“ erfüllen. Darüber hinaus sollte dieses Wasser bei der Analyse einer Probe mit einem Volumen von 100 cm 3 keine anaeroben Sporen enthalten.

In Gläsern verpackte Konserven erfordern eine besonders strikte Einhaltung des Kühlregimes. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Hitzebeständigkeit von Glas beim Abkühlen deutlich geringer ist als beim Erhitzen. Dies erklärt sich durch den großen Spannungsunterschied, bei dem Glasbruch auftritt. Beim Abkühlen von Dosen ist der Zeitraum, in dem die Temperatur von der Sterilisationstemperatur auf 70° C absinkt, die gefährlichste Zeit. In diesem Temperaturbereich treten besonders hohe Spannungen im Material der Dosen auf, die zu deren Zerstörung führen.

Um ein Zerbrechen der Dosen beim Abkühlen zu verhindern, sollte die Temperatur im Sterilisationsgerät allmählich und gleichmäßig sinken.

Beim Sterilisieren von Konserven in Dosen mit Sattdampf kommt auch die folgende Methode der Dosenkühlung zum Einsatz. Nachdem die Dampfzufuhr zum Sterilisator gestoppt wurde, beginnen sie, den Druck darin durch Einleiten von Druckluft um 49–78 kPa (0,5–0,8 atm) zu erhöhen und die Dosen mit Wasser zu kühlen, das unter einem Druck zugeführt wird, der den gesamten Dampf-Luft-Druck übersteigt der Sterilisator. Nachdem der gesamte Dampf im Sterilisator kondensiert ist, wird die Druckluftzufuhr gestoppt. Um den stark ansteigenden Druck im Sterilisator beim Befüllen mit Wasser zu regulieren, wird ein Teil der Luft aus ihm abgelassen. Während dieser Zeit kühlen die Gläser ab. Wenn die Kühlwasserzufuhr stoppt, wird der Druck im Sterilisator allmählich auf Atmosphärendruck gebracht, der Deckel des Geräts geöffnet und die Gitter mit Gläsern entladen. Diese Methode zum Kühlen von Konserven in Dosen ist recht zuverlässig und liefert gute Ergebnisse.

Heute werden wir ein wenig über die allgemeinen Prinzipien und Methoden der Sterilisation in Haushaltsautoklaven sprechen verschiedene Produkte. In den Rezepten sind in der Regel die erforderliche Gartemperatur und -zeit angegeben. Darüber hinaus gibt es spezielle Tabellen, aus denen Sie die notwendigen Parameter einsehen können (siehe Tabelle am Ende dieses Artikels).

Erinnern wir uns zunächst daran, was es ist thermische Sterilisation. Hierbei handelt es sich um eine Wärmebehandlung des Produkts, die das Absterben von Mikroorganismen sicherstellt und die Anzahl ihrer Sporen auf ein bestimmtes Maß reduziert, das ausreicht Langzeitlagerung Konserven bei Zimmertemperatur. Vereinfacht gesagt sterben die meisten Bakterien bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius ab. Wären da nicht die hartnäckigen Sporen, könnte man das Produkt auch einfach in einem Topf zum Kochen bringen und ganz auf den Autoklaven verzichten. Dieser Vorgang wird aufgerufen Pasteurisierung. Und es wird aktiv zur Verarbeitung vieler Produkte eingesetzt. Darüber hinaus können solche Produkte erfolgreich bei Temperaturen nahe null Grad Celsius, also in, gelagert werden normaler Kühlschrank. Es kommt dort nicht zur Sporenbildung, es gibt also auch keine Bakterien. Milch, Kefir, Joghurt und vieles mehr unterliegen der Pasteurisierung. Und wenn Sie viel freien Platz im Kühlschrank haben, können Sie den Eintopf problemlos in einem gedämpften Glas bei normalem Atmosphärendruck und 100 Grad Celsius zubereiten. Wenn ein solches Produkt jedoch bei Raumtemperatur gelagert werden muss, können Sie darauf nicht verzichten.

Zahlreiche Studien haben ergeben, dass die Zerstörung von Bakterien und Sporen sowie Viren nicht nur von der Temperatur, sondern auch von der Dauer der Einwirkung abhängt. Wenn Sie also jedes Produkt bei 180 Grad sterilisieren, können Sie in buchstäblich 1 Minute 100 % Ergebnisse erzielen. Die maximale Verarbeitungstemperatur für proteinhaltige Lebensmittel beträgt jedoch nur 120-130 Grad. Bei stärkerer Erhitzung kommt es zu einer tiefen Denaturierung des Gewebes und in der Folge zu einer starken Geschmacksverschlechterung. Eintopf, der über 130 Grad erhitzt wird, schmeckt bitter. Aus diesem Grund ist es in der Industrie üblich, ihn bei 117-120 Grad zu sterilisieren. Und bei Temperaturen unter 100 Grad werden manche Sporen überhaupt nicht zerstört. Darüber hinaus ist es notwendig, die Einwirkzeit um das 2-3-fache zu verlängern, indem die Temperatur alle 10 Grad gesenkt wird. Und bei 100 Grad müsste man Dosenfleisch etwa 8 Stunden lang kochen. In dieser Zeit alle gesundes Protein wird völlig zusammenbrechen.

Reis. 1. Sterilisationstemperatur Dosenfleisch

Auch für andere Produkte wurde das optimale Verhältnis von Einwirkungszeit und Temperatur gefunden. Allgemeines Prinzip so: erhitzen maximal mögliche Temperatur und Einfluss minimal möglichst viel Zeit, um die vorteilhaften Eigenschaften des Produkts zu bewahren und einen ausreichenden Sterilisationsgrad zu gewährleisten.

Nun direkt zu den Sterilisationsmodi. Beginnen wir mit Dosenfleisch. Da wir herausgefunden haben, dass Fleisch bis zu 120 Grad erhitzt werden kann, verwenden Sie immer diese Temperatur. Sei es Schweinefleisch, Rind, Huhn oder Lamm. Mit der Zeit wird die Sterilisation etwas schwieriger... Je größer das Glas, desto länger dauert es, es aufzuwärmen. So sterilisieren wir ein Halbliterglas 40 Minuten lang und Litergläser 1 Stunde lang. Da das Fleisch eine recht dichte Struktur hat, ist das Erhitzen von Mengen über einem Liter problematisch, daher beschränken wir uns auf Literbehälter.

Wie ich bereits sagte, ist die Zeit von der Dichte abhängig und deshalb bewahren wir das Fleisch des alten Tieres noch 15 Minuten vor der Hauptzeit auf. Und Fleisch wie Hühnchen oder Fisch ist zarter und im Gegenteil, Sie können den Temperatureinfluss gegenüber der Hauptzeit um 10-15 Minuten reduzieren.

Der zweite Abschnitt gängiger Zubereitungen sind Pilze. Es ist erwähnenswert, dass mehr als 50 % der Vergiftungsfälle auftreten Botulismus, Dabei handelt es sich um eine so tödliche Infektionskrankheit, die speziell bei Pilzen auftritt. Ihre Komplexität richtige Vorbereitung liegt darin, dass es unmöglich ist, sie auf 120 Grad zu erhitzen, da ihre Proteinstruktur sehr empfindlich ist und sie nur für kurze Zeit auf maximal 110 Grad erhitzt werden können.

Wir sterilisieren Halblitergläser 30 Minuten lang und Litergläser 40 Minuten lang. Aus offensichtlichen Gründen einer gleichmäßigen Erwärmung verzichten wir wiederum auf den Einsatz großer Mengen. Der Trick, die Temperatur zu senken, ist vormarinieren mit Essig- oder Zitronensäure. Tatsache ist, dass ein saures Milieu die Entwicklung von Mikroorganismen stark hemmt, also bevor Sie dies tun Pilze aus der Dose Sie müssen sie marinieren.

Und schlussendlich Dosen Gemüse. In der Regel wird auch eine Marinade verwendet. Temperatur 100 Grad und Einwirkzeit 15-20 Minuten für jede Behältergröße. Es stellt sich die Frage: Warum ein Autoklav, weil darin eine Temperatur von 100 Grad erreicht werden kann normaler Topf. Die Antwort lautet wie folgt: Wir stellen bereits verschlossene Gläser in den Autoklaven und das Gemüse ist garantiert der Einwirkung ausgesetzt notwendige Erhaltung. Nach dem Abschalten der Heizquelle kommt es zu einer Nahtbildung in einer Pfanne, und während verschiedene Versiegelungsmanipulationen durchgeführt werden, kann das Produkt erneut kontaminiert werden. Da sich das Gemüse in einer flüssigen Marinade befindet, ist das Erhitzen eines großen Behälters ganz normal und man kann sowohl 2- als auch 3-Liter-Gläser verwenden.

Und zum Schluss noch einer kleiner Rat: Deckel nicht wiederverwenden, auch wenn es sich um ein Twist-Off-Schraubsystem handelt. Tatsache ist, dass die Polymerdichtung wann Wiederverwendung nicht mehr das, was es ursprünglich war. Denken Sie daran, gefährliche Bakterien werden Ihnen viel mehr Probleme bereiten und es wäre eine Schande, wegen eines Deckels, der 5-10 Rubel kostet, ernsthaft krank zu werden.

Ich hoffe, dass dieser Artikel für Sie hilfreich war, und verabschiede mich damit von Ihnen. Alles Gute für dich und auf Wiedersehen.

Reis. 2. Tabelle der Sterilisationsmodi

Die herkömmliche Schreibweise des thermischen Regimes periodischer Sterilisatoren wird als Sterilisationsformel bezeichnet:

A – Dauer des Erhitzens des Autoklaven und des Gefäßes von der Anfangstemperatur auf die Sterilisationstemperatur, min;

B – Dauer der Sterilisation selbst, min;

C – Dauer der Temperatursenkung auf ein Niveau, das das Entladen des Geräts ermöglicht, min;

T – eingestellte Sterilisationstemperatur, min.

Die zeitliche Temperaturveränderung des Sterilisationsprozesses wird im Thermogramm dargestellt (Abb. 1).

Die Temperatur in der Mitte der Konserve bleibt hinter der Temperatur im Autoklaven zurück. Darüber hinaus werden Konserven volumenmäßig ungleichmäßig erhitzt: schneller im Randbereich und langsamer in der Mitte. Folglich muss die Sterilisationsformel solche thermischen Bedingungen vorsehen, die eine ausreichende Erwärmung des zentralen Teils der Lebensmittelkonserven gewährleisten, obwohl dies zu einer Überhitzung der Randschichten führen würde. Wenn man bedenkt, dass Sporen nur bei Temperaturen über 100 °C absterben, kann die Gesamtwirkung des Sterilisationsregimes in einem Thermogramm ausgedrückt werden, dessen Fläche durch das Segment abcd begrenzt ist.

Die Analyse der in der Sterilisationsformel enthaltenen Mengen zeigt, dass die Werte A Und MIT hängen hauptsächlich davon ab Designmerkmal und die Abmessungen des Autoklaven, die Standardgröße des Behälters, die Anfangs- und Endtemperatur (vor der Sterilisation und nach dem Abkühlen) der Lebensmittelkonserven.

Die technischen Eigenschaften vertikaler Autoklaven unterscheiden sich geringfügig, und die Produktportionierungstemperatur wird auf einem relativ konstanten Niveau geregelt, sodass der Wert von A hängt hauptsächlich vom Volumen und der Art des Behälters ab. In diesem Zusammenhang werden beim Arbeiten an vertikalen Autoklaven konstante Werte verwendet A: für Blechdosen mit einem Fassungsvermögen von bis zu 1 kg – 20–25 Minuten, für Dosen mit einem größeren Fassungsvermögen – 30 Minuten, für Gläser mit einem Fassungsvermögen von 0,5 kg – 25 Minuten, für ein Fassungsvermögen von 1 kg – 30 kg.

Länge der Periode MIT aufgrund der Notwendigkeit, den Druck im sterilisierten Gefäß vor dem Entladen aus dem Autoklaven mit dem Atmosphärendruck auszugleichen (und dementsprechend eine Kühlung durchzuführen). Eine Etappe vernachlässigen MIT führt zur irreversiblen Verformung von Dosen oder zum Abbrechen von Deckeln von Glasbehältern. Wertwert MIT Die Dauer beträgt je nach Behältervolumen 20 bis 60 Minuten.

Somit kommt dem Wert die Hauptrolle bei der Gewährleistung der erforderlichen Sterilisationswirkung bei der Verwendung der Sterilisationsformel zu IN, oder besser gesagt, die integrale Wirkung des Aufpralls IN Und T gegenüber Mikroorganismen.

Wertauswahl T, wie bereits erwähnt, hängt von der Art der Konserven ab und wird auf einen Wert eingestellt, der die geringste Änderung der Qualitätsindikatoren des Produkts verursacht. Bei der Berechnung der Sterilisationsformel für neue Lebensmittelkonserven besteht die Hauptaufgabe daher darin, den Wert zu ermitteln IN.

Im Zusammenhang mit der Organisation einer kontinuierlichen Produktion wird die Notwendigkeit, die Dauer des Sterilisationsprozesses zu verkürzen, immer wichtiger. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht in der Verwendung von Durchlaufsterilisatoren, bei denen kein Vorheizen des Geräts erforderlich ist und zwei Werte vorliegen: A+B eins bilden - IN". dann hat die Sterilisationsformel die Form:

Sterilisationsformeln für jede Art von Konserven sind von GOST genehmigt und die Nichteinhaltung der Norm ist strafbar. Die Anpassung, Optimierung, Berechnung neuer Sterilisationsformeln und deren Genehmigung werden in folgenden Fällen von speziellen Stellen durchgeführt:

bei der Herstellung neuer Arten von Konserven;

Verbesserung der Konserventechnologie;

Verbesserung und Modernisierung vorhandener Sterilisationsgeräte;

Einführung neuer Standardbehältergrößen;

Übergang zu neuen Temperaturniveaus des Prozesses;

Überarbeitung der aktuellen Sterilisationsvorschriften für Konserven.

Die vorgeschlagenen Sterilisationssysteme werden Labor- und Produktionstests unterzogen, deren Ergebnisse von gewerkschaftlichen (republikanischen), abteilungsbezogenen oder, auf deren Anweisung, industriellen Forschungsinstituten (Labors) überprüft werden.

Auswahl des optimalen Sterilisationsmodus für Konserven

Das Prinzip der Berechnung des Sterilisationsregimes für Konserven.

Die Sterilisationsformel (1) gibt keinen Aufschluss über die Wirksamkeit der Zerstörung der Mikroflora im Produkt. Die für verschiedene Arten von Konserven verwendeten Sterilisationssysteme unterscheiden sich selbst bei gleichen Werten von A und C in der Dauer B und der Temperatur T, was einen Vergleich ihrer Sterilisationswirkung erschwert.

Die Bedeutung der mikrobiologischen, biochemischen und thermophysikalischen Grundlagen der Hitzesterilisation ermöglicht es, den Einfluss einzelner Faktoren und Umweltbedingungen auf den Überlebensgrad von Mikroorganismen abzuschätzen, nicht jedoch den Wert von B und die Wirksamkeit genau zu bestimmen des Sterilisationsregimes.

Es gibt verschiedene Methoden zur Festlegung von Sterilisationsregimen, die auf dem Grad der Inaktivität der Mikroflora und Änderungen im Nährwert des Produkts basieren. In diesem Fall werden die Werte von a und C als konstante Werte angenommen (für einen bestimmten Autoklaventyp und eine bestimmte Konservenart) und der Wert von B willkürlich eingestellt, anschließend erhöht und spezifiziert.

Um die mikrobiologische Stabilität von Konserven während der Lagerung zu gewährleisten, orientieren sie sich bei der Festlegung einer Sterilisationsformel an der Schaffung von Absterbebedingungen für die Flora im zentralen Bereich der Dose.

Bestimmung der Sterilisationsformel anhand der Stärke der Sterilisationswirkung.

Das Kriterium für die Wirksamkeit der Sterilisation ist der Grad der Inaktivierung von Mikroorganismen. Die Sterilisationsformel wird praktisch, analytisch und grafisch ermittelt.

Die gebräuchlichste und genaueste grafische Berechnungsmethode. Es basiert auf der Erstellung eines Thermogramms der Sterilisation von Konserven (in der zentralen Zone), der Bestimmung des resultierenden Gesamteffekts der Sporeninaktivierung (F-Effekt) und dem Vergleich dieses letzteren mit dem normalen berechneten Effekt (F 0).

Der Sterilisationseffekt (F-Effekt) ist ein Indikator für die Zuverlässigkeit des Sterilisationsregimes für Konserven, ausgedrückt in Minuten, bei einer bestimmten (bedingten) Temperatur. Die als bedingt angenommene Temperatur beträgt 121,1 °C.

Für die Berechnung werden die konstanten Werte von A, C und T der experimentellen Sterilisationsformel, das Fassungsvermögen und die Form des Gefäßes, die Art des Produkts, die Art der im Rohmaterial vorherrschenden Mikroflora sowie seine Anfangs- und Endkonzentration herangezogen angegeben. Der Wert von B wird willkürlich festgelegt. Ein Thermoelement wird in die zentrale Zone des Produkts eingeführt und in bestimmten Zeitintervallen (normalerweise 5 Minuten) wird die Temperaturänderung in der Konserve aufgezeichnet und ein Thermogramm erstellt. Jeder Abschnitt des Thermogramms (über 100 °C), gekennzeichnet durch Temperatur- und Dauerwerte, entspricht einer bestimmten sterilisierenden Wirkung.

Der gesamte Sporensterilisationseffekt (F-Effekt) für die experimentelle Sterilisationsformel ist gleich der Summe der elementaren Sterilisationseffekte an jedem Punkt des Erhitzens und Abkühlens von Konserven (Abb. 1, Diagramme abcd). Grafisch wird der Wert des F-Effekts auf einem Thermogramm durch die Fläche ausgedrückt, die durch die abcd-Kurve in Temperaturzonen über 100 °C begrenzt wird und aus elementaren trapezförmigen Flächen besteht.

Mit der Formel zur Näherungsintegration nach der Rechteckmethode ermitteln wir den F-Effekt:

k 1 – Höhe des Rechtecks;

d τ – die Basis des Rechtecks, gleich dem Zeitintervall der Temperaturmessung (y=5min);

y – Wirkungsdauer auf Mikroorganismen bei einer bestimmten Temperatur, min.

Mikrobiologen in allen Ländern verwenden 121,1 °C (250 °F) als Referenztemperatur. Folglich besteht die Neuberechnung darin, F zu ermitteln – eine Zeitspanne von 121,1°, die in ihrer Wirkung auf Mikroorganismen einer Zeitspanne bei einer gegebenen Temperatur entspricht.

Die Neuberechnung erfolgt mit dem Koeffizienten K F .

Der Reduktionskoeffizient des tatsächlichen Zeitpunkts des Sporentodes an jedem Punkt des Thermogramms (bei Temperaturen der konventionellen Sterilisation im Bereich von 100 bis 120–125 °C) zum Zeitpunkt der Sterilisation bei der Referenztemperatur (121,1 °C) wird durch die Formel bestimmt:

wo (3)

t – Temperatur zum Zeitpunkt der Messung, °C;

Z – Parameter, der die Hitzebeständigkeit der ausgewählten Testkultur in °C charakterisiert.

Es wurde experimentell festgestellt, dass der Z-Wert für Cl gilt. Botulinum 10 °C, Cl.sporogenes – 9,5 °C, thermophile Bakterien – 10 °C. unter Berücksichtigung der Tatsache, dass in der Formel zur Berechnung der Werte der Umrechnungskoeffizienten K F für einen bestimmten Mikroorganismustyp der Wert Z konstant bleibt. Bei der Bestimmung von K F können Sie Nachschlagetabellen verwenden. Die Liste der KF-Werte für den Parameter Z=10 °C im Temperaturbereich von 95 bis 125 °C ist in der Tabelle dargestellt. 1.

Tabelle 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

Anhand der angegebenen K F-Koeffizienten wird die sterilisierende Wirkung anhand eines Thermogramms berechnet:

(4)

Typischerweise entspricht y dem Wert des Tin der Mitte des Glases (5 Minuten).

Während des Erwärmungsprozesses ändert sich der Temperaturwert in jedem einzelnen (fünfminütigen) Abschnitt des Thermogramms ständig. Aus Gründen der Berechnung wird daher üblicherweise angenommen, dass die Temperatur jedes Abschnitts konstant und gleich dem arithmetischen Mittel der Grenze ist Punkte des Segments.

Basierend auf den experimentellen Daten kann Tabelle 2 für das Thermogramm der experimentellen Sterilisationsformel zusammengestellt werden.

Tabelle 2

Basierend auf den experimentellen Daten ist es möglich, eine Tabelle für das Thermogramm der experimentellen Sterilisationsformel zu erstellen (Tabelle 55).

Nachdem Sie die Werte der Umrechnungskoeffizienten K F für jeden Abschnitt des Thermogramms abcd ermittelt haben, summieren Sie deren Werte und multiplizieren Sie die Summe mit einem gleichen Zeitraum. Ermitteln Sie den Wert der sterilisierenden Wirkung dieses Modus (in herkömmlichen Minuten).

Bei einer konstanten Sterilisationstemperatur ist die Sterberate der Sporen einer bestimmten Kultur eine Funktion ihrer Konzentration und kann durch den Ausdruck (.../dτ)=KB beschrieben werden, der nach der Integration die Form annimmt:

Wenn wir den Geschwindigkeitsfaktor 1/K durch den Koeffizienten D bezeichnen, können wir die Gleichung wie folgt schreiben:

(5)

Es wurde festgestellt, dass der Koeffizient D in halblogarithmischen Koordinaten 1/tgα entspricht (wobei α die Steigung der direkten Sporenresistenz bei einer bestimmten Temperatur und bestimmten Umgebungsbedingungen ist) und ein konstanter Wert für jede Art von Mikroorganismus ist. Der Koeffizient entspricht dem Zeitintervall. Notwendig, um die Sporenkonzentration im Produkt unter dem Einfluss einer bestimmten Temperatur um eine Größenordnung (d. h. das Zehnfache) zu reduzieren.

Es wurde experimentell festgestellt, dass der Wert von D bei einer Referenztemperatur von 121,1 °C (250 °F) beträgt

Darüber hinaus ist der absolute Wert von D umso größer, je höher der pH-Wert des Mediums und die Sterilisationstemperatur sind.

Wenn man den Grad der anfänglichen und endgültigen (erforderlichen) mikrobiologischen Kontamination des Produkts sowie den D-Wert für die ausgewählte Testkultur bei einer bestimmten Temperatur kennt, kann man die Dauer der Wärmebehandlung bestimmen, die erforderlich ist, um die Anzahl der Sporen zu reduzieren das gewünschte Niveau, d.h. Standard (berechnete) sterilisierende Wirkung, gemäß der Formel:

(6)

Der F 0 -Wert zeigt die erforderliche Dauer des Produktsterilisationsprozesses bei konstanter Einwirkung des Produktsterilisationsprozesses bei konstanter Einwirkung einer Temperatur von 121,1 °C. In diesem Fall beträgt die Restkonzentration an Mikroorganismen in der Konserve einen bestimmten Wert b.

Unter Berücksichtigung der Möglichkeit von Fehlern bei der Bestimmung der anfänglichen Kontamination b sowie von Schwankungen des pH-Werts, des Fettgehalts und anderer technologischer Faktoren und um ein Mindestniveau der endgültigen Mikroflora sicherzustellen, sieht die Berechnungsformel die Wahrscheinlichkeit vor Abweichung von der anfänglichen Sporenkonzentration um zwei Größenordnungen (in 100 einmalig)

Es wurde festgestellt, dass für Fleischkonserven die zuverlässigsten Sterilisationsmodi diejenigen sind, die innerhalb von 12–15 herkömmlichen Minuten (tropische Konserven) eine sterilisierende Wirkung F-Effekt erzielen können.

In der dritten Berechnungsstufe werden die Werte der effektiven (tatsächlichen) und der standardmäßigen (berechneten) Sterilisationswirkung, reduziert auf eine einzige Temperatur von 121,1 °C, verglichen. und passen Sie das experimentelle Sterilisationsregime an.

Im Falle eines F-Effekts > F 0 ist die Sterilisationsdauer in der untersuchten Formel zu lang und die Sterilisationswirkung zu groß

(8)

Vorbehaltlich des F-Effekts

(9)

Übermäßige oder unzureichende Zeit der Sterilisation selbst wird anhand der Formel ermittelt

(10)

wobei F x – übermäßige oder unzureichende Sterilisationswirkung im Vergleich zum Standard, min; T – Temperatur der tatsächlichen Sterilisation des untersuchten Heizmodus, °C; z – Parameter, der die Hitzebeständigkeit der Testkultur charakterisiert, °C.

Im letzten Schritt wird die Dauer des Sterilisationszeitraums in der ausgewählten Formel angegeben. In diesem Fall hat die Sterilisationsformel bei einem F-Effekt > F 0 die Form

und bei F 0

Das. Bei einer wissenschaftlich fundierten Sterilisationsformel handelt es sich um eine Formel, deren tatsächliche Letalität mindestens der erforderlichen entspricht oder um ein Vielfaches höher ist.

Mit dem Konzept des F-Effekts und den entsprechenden Berechnungsmethoden kann man die Wirksamkeit verschiedener Sterilisationsmodi für Konserven quantitativ beurteilen und die Machbarkeit der Verwendung einer Reihe traditionell etablierter Sterilisationsformeln beurteilen. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen, die Qualität von Fleischkonserven zu verbessern und die Energieintensität der Produktion zu senken. Wenn wir den Wert des F-Effekts kennen, können wir den Grad der Stabilität des Endprodukts während der Lagerung vorhersagen.

Es besteht ein mathematischer Zusammenhang zwischen der tatsächlichen Letalität von Sterilisationsverfahren und dem Prozentsatz biologischer Defekte von Konserven. Der Wert der erwarteten biologischen Ehe (%) wird durch die Formel bestimmt

P=B*10 2-(F-Effekt / D 121,1) ,

Dabei ist B die anfängliche Konzentration der Streitigkeiten in der Bank; F-Effekt – tatsächliche Letalität des Sterilisationsregimes, konventionell min; D 121,1 – thermische Stabilitätskonstante, arb. min.

Der optimale P-Wert beträgt 0,01 %

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