عقیم سازی

استریلیزاسیون عبارت است از گرم کردن یک محصول تا دمای بالای 100 درجه سانتیگراد برای سرکوب فعالیت حیاتی میکروارگانیسم ها یا از بین بردن کامل آنها.

منابع اصلی آلودگی مواد غذایی کنسرو شده قبل از عقیم سازی، گوشت خام، مواد کمکی و ادویه جات هستند. آلودگی هنگام استخوان زدایی، پیرایش، ابزار، دست کارگران، هوا، ظروف و غیره رخ می دهد.

قبل از عقیم سازی، آلودگی باکتریایی به منظور روشن شدن رژیم های استریلیزاسیون و شرایط نگهداری محصول بررسی می شود. مقدار کل o/o در 1 گرم نباید بیشتر از:

گوشت خورشتی – 200000 سلول میکروبی؛

خمیر گوشت - 10000 سلول میکروبی.

قبل از عقیم سازی، مواد غذایی کنسرو شده ممکن است حاوی بی هوازی های سم زا Cl. بوتولینوم و بی هوازی های پوسیده Cl. اسپوروژنز، Cl. perfringens، Cl. پوتریفیکوم، میکروارگانیسم های گرمادوست باسیلوس کواگولانس و غیره.

حرارت دادن گوشت در دمای 134 درجه سانتیگراد به مدت 5 دقیقه تقریباً همه انواع هاگ را از بین می برد. با این حال، قرار گرفتن در معرض دماهای بالا منجر به تغییرات شیمیایی غیرقابل برگشت و عمیق در محصول می شود. در این راستا، معمول ترین و حداکثر دمای مجاز برای استریل کردن فرآورده های گوشتی در محدوده 120 درجه سانتی گراد است. در این مورد، مدت زمان گرمایش انتخاب می شود که خنثی سازی مؤثر اشکال اسپور میکروب ها و کاهش شدید فعالیت حیاتی آنها را تضمین می کند (40 دقیقه).

رژیم استریلیزاسیون با درجه حرارت و مدت زمان قرار گرفتن در معرض آن تعیین می شود. رژیم صحیح استریلیزاسیون تضمین می کند کیفیت بالامحصولی که الزامات عقیمی صنعتی را برآورده می کند (اگر 1 گرم محصول حاوی بیش از 11 سلول B. subtilis در غیاب بوتولیسم و ​​سایر اشکال سمی نباشد).

مفهوم فرمول استریلیزاسیون

کوزه ها در دستگاه های دوره ای یا پیوسته بارگذاری می شوند، نصب و کوزه ها تا دمای استریل شدن گرم می شوند، استریل کردن در طول دوره مرگ میکروارگانیسم ها انجام می شود، پس از کاهش دمای دستگاه، تخلیه کوزه ها و چرخه انجام می شود. تکرار کرد. ثبت مرسوم رژیم حرارتی دستگاهی که مواد غذایی کنسرو شده در آن استریل می شود فرمول استریلیزاسیون نامیده می شود. برای دستگاه های دوره ای، این ورودی دارای فرم است
(A+B+C)/T

که در آن A مدت زمان گرم شدن اتوکلاو از دمای اولیه تا دمای استریلیزاسیون، دقیقه است. ب - مدت زمان خود عقیم سازی، دقیقه؛ ج - مدت زمان کاهش دما تا سطحی که اجازه تخلیه دستگاه را می دهد، حداقل. دمای استریلیزاسیون T-set، درجه سانتیگراد.

دمای ناحیه مرکزی شیشه از دمای اتوکلاو عقب است که با هدایت حرارتی کم محصول توضیح داده می شود. سرعت گرم شدن محتویات شیشه به نوبه خود به نوع انتقال حرارت بستگی دارد: در ماده مایع کنسرو، انتقال حرارت سریعتر اتفاق می افتد. در قسمت متراکم کنسرو، انتقال حرارت کندتر اتفاق می افتد.

هنگام تعیین حالت های استریلیزاسیون، باید بدانید:

1) دمای محتویات مواد غذایی کنسرو شده در طول فرآیند گرم کردن با گذشت زمان تغییر می کند و غذای کنسرو شده از نظر حجمی به طور یکنواخت گرم می شود.

2) قسمت مایع کنسرو سریعتر از قسمت متراکم گرم می شود.

3) سخت ترین نقطه برای گرم کردن، نقطه ای است که کمی بالاتر از مرکز هندسی قوطی قرار دارد، زیرا انتقال حرارت از سمت درب به دلیل وجود حباب هوا در فضای خالی (در کنسروهای بدون خلاء) مهار می شود. فضای قوطی؛

4) درجه حرارت در منطقه مرکزی مواد غذایی کنسرو شده در طول زمان متفاوت از خود دستگاه (اتوکلاو) تغییر می کند.

بنابراین، مقدار مقادیر A، B، C و T در فرمول استریلیزاسیون تنها حالت عملکرد دستگاه را مشخص می کند و میزان اثربخشی پارامترهای عملیات حرارتی را بر روی محصول کنسرو نشان نمی دهد.

با توجه به مقادیر موجود در فرمول استریلیزاسیون، می توان متوجه شد که مقدار T به عنوان حداکثر دمای مجاز برای یک نوع غذای کنسرو شده (یعنی ایجاد کوچکترین تغییرات در شاخص های کیفیت محصول) انتخاب می شود. مقادیر A و C عمدتاً به ویژگی های طراحی اتوکلاو بستگی دارد. هر چه دمای اولیه محتویات شیشه بالاتر باشد، زمان A کمتری برای گرم کردن آن تا سطح دمای مورد نیاز نیاز است.

مقدار A فقط به حجم و نوع ظرف بستگی دارد. در این راستا، هنگام کار بر روی اتوکلاوهای عمودی، از مقادیر مجموعه ثابت A استفاده می شود: برای قوطی های حلبیبا ظرفیت حداکثر 1 کیلوگرم - 20 دقیقه، برای قوطی های با ظرفیت بزرگتر - 30 دقیقه، برای شیشه های شیشه ایبا ظرفیت 0.5 کیلوگرم - 25 دقیقه، با ظرفیت 1 کیلوگرم - 30 دقیقه.

مقدار C به دلیل نیاز به یکسان سازی فشار در شیشه استریل شده با فشار اتمسفر قبل از تخلیه اتوکلاو است. بی توجهی به مرحله کاهش فشار منجر به تغییر شکل برگشت ناپذیر قوطی ها یا شکستن درب ظروف شیشه ای می شود.

حرارت دادن محصول در طی فرآیند استریلیزاسیون (مرحله A و B) با افزایش فشار داخلی داخل شیشه همراه است. میزان فشار داخلی اضافی در حجم آب بندی شده قوطی به میزان رطوبت، درجه خلاء، میزان انبساط محصول در اثر حرارت دادن و همچنین به ضریب پر شدن قوطی و درجه بستگی دارد. افزایش حجم ظرف به دلیل انبساط حرارتی مواد و متورم شدن انتهای قوطی ها.

درجه انبساط حرارتی مواد ظرف (به ویژه شیشه) همیشه کمتر از درجه انبساط حرارتی فرآورده های گوشتی است. بنابراین، مقادیر تنظیم شده برای فاکتورهای پرکننده قوطی ها تعیین می شود: برای قوطی های قلع - 0.85-0.95، برای قوطی های شیشه ای - کمتر.

فشار اضافی در شیشه در مقایسه با فشار در اتوکلاو عمدتاً به دلیل فشار هوای موجود است. تخلیه قوطی ها و همچنین گرم کردن محتویات کنسرو قبل از درپوش، می تواند میزان فشار داخلی را کاهش دهد. سطح اختلاف فشار در شیشه و دستگاه استریل کننده نباید از حد معینی تجاوز کند. با قطر قوطی 72.8 میلی متر، مقدار Pcr 138 کیلو نیوتن بر متر مربع، با قطر 153.1 میلی متر، به ترتیب، 39 کیلو نیوتن بر متر مربع است.

برای ایجاد این شرایط، هوا یا آب فشرده در حین استریل شدن به اتوکلاو می رسد. بهتر است فشار برگشتی با آب ایجاد شود که ضریب هدایت حرارتی بالایی دارد و در عین حال به عنوان یک محیط گرمایشی عمل می کند.

کاهش فشار در دستگاه به فشار اتمسفر در پایان استریلیزاسیون، که برای تخلیه اتوکلاو ضروری است، منجر به افزایش اختلاف فشار در شیشه و اتوکلاو می شود، زیرا مواد غذایی کنسرو شده در دمای بالا باقی می مانند. به همین دلیل با وارد شدن به اتوکلاو فشار به تدریج یکسان می شود آب سردتحت فشاری برابر با فشار ایجاد شده در آن در پایان استریلیزاسیون. در نتیجه خنک شدن سریع مواد غذایی کنسرو شده، فشار داخلی کاهش می یابد، که به شما امکان می دهد با دقت فشار را در خود اتوکلاو کاهش دهید. دمای خنک کننده نهایی قوطی ها قبل از تخلیه از اتوکلاو روی 40-45 درجه سانتیگراد تنظیم شده است.

مدت زمان لازم برای کاهش فشار در دستگاه (مقدار C) به طور متوسط ​​20-40 دقیقه است.

عقیم سازی همیشه باعث مرگ کامل میکروارگانیسم ها نمی شود. بستگی به این دارد:

1. هر چه میکروارگانیسم در برابر حرارت مقاوم تر باشد، مقابله با آن دشوارتر است (اسپورهای باسیلوس سوبتیلیس می توانند 130 درجه سانتیگراد را تحمل کنند).

2. تعداد کل میکروارگانیسم ها.

3. از قوام و همگنی محصول (در مواد غذایی کنسرو شده مایع، o/o در 25 دقیقه از بین می رود و در کنسرو متراکم - در 50 دقیقه).

5. از حضور چربی (E. coli در آبگوشت در 100? C در 1 ثانیه می میرد و در چربی - در 30 ثانیه.

6. از وجود نمک و شکر.

عقیم سازیدر یک میدان الکترومغناطیسی توسط جریان های فرکانس بالا (HF) و فرکانس فوق العاده بالا. عقیم سازی به دلیل تولید گرما در سلول های میکروارگانیسم ها تحت تأثیر یک میدان الکترومغناطیسی متناوب به دست می آید. گوشت استریل را می توان با حرارت دادن به 145 درجه سانتی گراد به مدت 3 دقیقه به دست آورد. در عین حال، HDTV و گرمایش مایکروویو حفظ ارزش غذایی محصول را تضمین می کند.

عقیم سازی با اشعه یونیزان. تابش یونیزان شامل پرتوهای کاتدی - جریانی از الکترون های سریع، اشعه ایکس و پرتوهای گاما است. تشعشعات یونیزه دارای اثر باکتری کشی بالایی بوده و قادر به استریلیزاسیون کامل بدون ایجاد حرارت در محصول است.

مدت زمان عقیم سازی توسط پرتوهای یونیزان چند ده ثانیه است. با این حال، شدت تابش بالا منجر به تغییرات می شود اجزاءگوشت پس از عملیات یونیزاسیون، محصول داخل شیشه خام باقی می‌ماند، بنابراین باید با استفاده از یکی از آن‌ها به حالت آماده‌سازی آشپزی برسد. راه های معمولگرمایش

استریلیزاسیون با هوای گرم هوای گرم در دمای 120 درجه سانتیگراد با سرعت 8 تا 10 متر بر ثانیه در دستگاه ضدعفونی کننده گردش می کند. این روش امکان افزایش انتقال حرارت از محیط حرارتی به کنسرو و کاهش احتمال گرم شدن بیش از حد لایه های سطحی محصول را فراهم می کند.

استریلیزاسیون در دستگاه های دسته ای رایج ترین انواع دستگاه های دوره ای برای استریل کردن مواد غذایی کنسرو شده اتوکلاو CP، AB و B6-ISA هستند. اتوکلاوها به دو دسته عمودی (برای استریل کردن مواد غذایی کنسرو شده تولید شده در ظروف قلع و شیشه، با بخار یا در آب) و افقی (برای استریل کردن مواد غذایی کنسرو شده در ظروف حلبی با بخار) تقسیم می شوند. دما و فشار در اتوکلاوها کنترل می شود روش دستییا با استفاده از دستگاه های نرم افزاری پنوماتیکی و الکتریکی – ترموستات.

قوطی ها به صورت دستی در سبدهای اتوکلاو قرار می گیرند و آنها را به صورت فله با نوار نقاله (با یا بدون حمام آب)، استکرهای هیدرولیک و هیدرومغناطیسی بارگیری می کنند. تخلیه با واژگونی سبدهای اتوکلاو انجام می شود.

برنج. 1. استریل کننده هیدرواستاتیک A9-FSA:

1 - اتاق گرمایش؛ 2 محفظه استریلیزاسیون؛ 3 - محفظه خنک کننده اولیه; 4 - محفظه خنک کننده اضافی; 5 - استخر خنک کننده; 6 - مکانیزم بارگیری و تخلیه; 7 - خط تخلیه آب به فاضلاب. 8 - نوار نقاله زنجیری

استریلیزاسیون در دستگاه های پیوسته استریل کننده های پیوسته به دو دسته، نوار نقاله افقی و هیدرواستاتیک تقسیم می شوند. دو نوع اول به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

ضدعفونی کننده های هیدرواستاتیک پیوسته از اصل متعادل کردن فشار در محفظه استریلیزاسیون با استفاده از دریچه های هیدرولیک استفاده می کنند.

در استریل کننده های هیدرواستاتیک طول بخش های نوار نقاله در مناطق گرمایش و سرمایش یکسان است، بنابراین فرمول استریلیزاسیون دارای فرم متقارن A-B-A است. دمای استریلیزاسیون با تنظیم موقعیت سطح آب در محفظه استریلیزاسیون حفظ می شود.

استریل کننده هیدرواستاتیک به شرح زیر عمل می کند. قوطی ها در حامل های قوطی یک نوار نقاله زنجیره ای بی پایان بارگذاری می شوند که آنها را به شفت دروازه هیدرواستاتیک (آب) می رساند. پس از گرم شدن، قوطی ها وارد محفظه استریل کننده بخار می شوند، تا دمای 120 درجه سانتیگراد گرم می شوند و وارد منطقه خنک کننده آب می شوند، جایی که دمای مواد غذایی کنسرو شده به 75-80 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. پس از خروج از آب بند هیدرواستاتیک، قوطی ها وارد یک محفظه خنک کننده آب اضافی (40-50 درجه سانتیگراد) می شوند و پس از آن مواد غذایی کنسرو شده از دستگاه استریل کننده تخلیه می شود.

هنگام استفاده از استریل کننده های مداوم، نیازی به گرم کردن دستگاه نیست، بنابراین دو مقدار از فرمول استریلیزاسیون A و B یک B را تشکیل می دهند و به شکل (B" + C)/T می باشد.
پاستوریزاسیون

پاستوریزه کردن نوعی عملیات حرارتی است که در درجه اول اشکال رویشی میکروارگانیسم ها را از بین می برد. در این راستا، هنگام تولید مواد غذایی کنسرو پاستوریزه با کیفیت بالا، تعدادی الزامات بهداشتی، بهداشتی و تکنولوژیکی دقیق اضافی بر مواد خام اعمال می شود. برای چنین غذاهای کنسرو شده معمولاً از گوشت خوک پوستی استفاده می شود. مقدار pH ماده خام را کنترل کنید (برای گوشت خوک pH باید 5.7-6.2 باشد، برای گوشت گاو - 6.3-6.5). در طول فرآیند نمک‌زدایی و بلوغ، استفاده از تزریق آب نمک، ماساژ و لیوان توصیه می‌شود. مواد اولیه در قوطی های فلزی بیضوی یا مستطیلی به ظرفیت های 470، 500 و 700 گرم با افزودن همزمان ژلاتین (1%) بسته بندی می شوند. پس از پرس، شیشه ها با استفاده از دستگاه های آب بندی خلاء مهر و موم می شوند.

پاستوریزاسیون در اتوکلاوهای عمودی یا چرخشی انجام می شود. حالت پاستوریزاسیون شامل زمان گرم کردن قوطی ها در دمای 100 درجه سانتیگراد (15 دقیقه)، دوره کاهش دما در اتوکلاو به 80 درجه سانتیگراد (15 دقیقه)، زمان پاستوریزاسیون خود در دمای 80 درجه سانتیگراد (80-110) است. دقیقه) و خنک شدن تا 20 درجه سانتیگراد (65-80 دقیقه). بسته به نوع و وزن کنسرو، مدت کل فرآیند پاستوریزاسیون 165-210 دقیقه است. دوره حرارت دهی قسمت مرکزی محصول در دمای 80 درجه سانتیگراد 20-25 دقیقه می باشد.

در طی پاستوریزه کردن، محصول می تواند گونه های میکروارگانیسم های مقاوم در برابر حرارت را که می توانند در دمای تا 60 درجه سانتیگراد رشد کنند و همچنین گونه های گرمادوست با رشد بهینه در دمای 53-55 درجه سانتیگراد را حفظ کند. برای جلوگیری از افزایش آلودگی میکروارگانیسم ها، لازم است شیشه ها را در اسرع وقت گرم و سرد کنید تا دمای مطلوب برای رشد میکروارگانیسم ها "گذرانده شود". خطرناک ترین دما 50 - 68 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود.

مقدار ژله در محصولات پاستوریزه با افزایش دمای عملیات حرارتی (از 66 به 94 درجه سانتی گراد) افزایش می یابد (از 2/8 به 8/23 درصد). با این حال، حرارت طولانی مدت نه تنها کیفیت خود محصول، بلکه خواص ژله (استحکام، توانایی ژل شدن) را نیز بدتر می کند. استفاده از دماهای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد در طول عملیات حرارتی کنسروهای پاستوریزه (در طول دوره گرمایش) با بدتر شدن آبدار بودن محصول، شکنندگی و بدتر شدن قوام همراه است.

Tyndalizationیک فرآیند پاستوریزاسیون چندگانه است. در این حالت، مواد غذایی کنسرو شده 2-3 بار با فواصل بین حرارت دهی 20 تا 28 ساعته تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. با این حال، اثر کلی رژیم تضمین کننده ثبات خاصی از مواد غذایی کنسرو شده در انبار است.

با این روش عملیات حرارتی، پایداری میکروبیولوژیکی با این واقعیت تضمین می شود که در مرحله اول گرمایش، که از نظر سطح اثر استریل کنندگی کافی نیست، اکثر سلول های باکتریایی رویشی می میرند. برخی از آنها به دلیل تغییر شرایط محیطی، موفق به تغییر شکل هاگ می شوند. در طول مواجهه میانی، هاگ ها جوانه می زنند و حرارت بعدی باعث مرگ سلول های رویشی حاصل می شود.

از آنجایی که میزان تأثیر رژیم‌های پاستوریزاسیون و تیدیالیزاسیون بر اجزای فرآورده‌های گوشتی کمتر از زمان استریل‌سازی است، محصولات پاستوریزه ویژگی‌های ارگانولپتیک و فیزیکوشیمیایی بهتری دارند.

مواد غذایی کنسرو پاستوریزه به عنوان مواد غذایی نیمه کنسرو شده طبقه بندی می شوند. نه بیشتر از 75٪ 6 ماه. مواد غذایی کنسرو شده Tyndized که ماندگاری آن در دمای بیش از 15 درجه سانتیگراد 1 سال است، به عنوان "غذای کنسرو شده 3/4" طبقه بندی می شود. نماد مشروط رژیم پاستوریزاسیون شکلی شبیه فرمول عقیم سازی دارد. این شامل چندین فرمول برای رژیم های حرارتی است که دوره های نگهداری مواد غذایی کنسرو شده را بین گرم کردن نشان می دهد. کنسرو پاستوریزه یک نوع محصول خوشمزه است.

اگر سوسپانسیونی از میکروب ها در یک لوله شیشه ای نازک که از دو طرف مهر و موم شده قرار داده شود و سپس در آب جوش یا به طور کلی در محیطی که تا دمای کافی گرم شده است غوطه ور شود، میکروارگانیسم ها می میرند. با این حال، تخریب میکروب ها فورا اتفاق نمی افتد. مدت زمان معینی طول می کشد تا میکروب ها در دمای استریلیزاسیون معین از بین بروند. این زمان نامیده می شود کشنده، یا کشنده.

برای مثال، زمان کشنده در یک دمای معین را می توان با غوطه ور کردن چندین لوله نازک، ترجیحاً مویرگی، با میکروب ها در محیطی که تا دمای معین گرم شده است، تعیین کرد. لوله ها باید تا حد امکان نازک باشند تا زمان لازم برای گرم کردن محتویات تا دمای استریلیزاسیون از طریق و از طریق نادیده گرفته شود و بنابراین، این زمان باید از لحظه غوطه ور شدن مویرگ ها در محیط گرمایش محاسبه شود. با برداشتن در فواصل زمانی معین (مثلا هر 5 دقیقه) یک یا چند لوله از محیط گرم شده و سرد کردن فوری آنها در آب یخ(به منظور توقف فوری اثر دمای بالا و فرض اینکه این لوله برای مدت زمان مشخصی گرم شده است)، یک تجزیه و تحلیل میکروبیولوژیکی انجام می شود که امکان تعیین لحظه ای را فراهم می کند که هیچ هاگ زنده ای در لوله بعدی وجود ندارد. . زمان از لحظه ای که مویرگ ها در محیط گرم شده تا دمای معین غوطه ور می شوند تا لحظه ای که همه میکروب ها از بین می روند، زمان کشنده در یک دمای معین است.

باید گفت که مفهوم زمان مرگ مشروط است و برای سهولت بحث در مورد روند مرگ میکروارگانیسم ها تنها به عنوان اولین تقریب قابل استفاده است. بعداً نشان داده خواهد شد که از بین بردن کامل هاگ های میکروارگانیسم ها در طی عملیات حرارتی در یک محیط مرطوب غیرممکن است. مهم نیست که چقدر مویرگ ها را با سوسپانسیون میکروب ها استریل کنید، تعداد آنها کمتر و کمتر می شود، اما نسبت خاصی از آنها همیشه زنده می مانند. این واقعیت که پس از مدت زمان معینی از عقیم‌سازی حرارتی، هاگ‌های زنده را در نمونه بعدی پیدا نکردیم، تنها نشان می‌دهد که تعداد میکروارگانیسم‌ها به سطحی کاهش یافته است که کمتر از یک هاگ در هر لوله است، و بنابراین، اگر بیشتر باشد. مویرگ ها از آزمایش گرفته شد، سپس پس از مدتی که در آزمایش قبلی آن را کشنده می دانستیم، همچنان سلول های زنده را پیدا می کنیم.

اکنون با توجه به زمان مورد نیاز برای استریل کردن مواد غذایی کنسرو شده، می‌توان گفت که اگر هنگام غوطه‌ور کردن قوطی‌ها در دستگاه استریل‌سازی، دمای استریل‌سازی مورد نیاز بلافاصله و به طور همزمان در کل جرم محصول ایجاد می‌شد (مشابه با چگونگی عملاً در یک لوله شیشه ای نازک حاوی سوسپانسیون میکروب ها اتفاق افتاد، سپس زمان کشنده ای که با روش مویرگی در یک دمای معین تعیین می شود، خواهد بود. کل زمان استریلیزاسیون مورد نیاز برای قوطی حلبی .

با این حال، هنگام استریل کردن شیشه ها با بخار یا آب گرمدمای تنظیم شده بلافاصله و نه به طور همزمان در کل جرم محصول ایجاد می شود. انتقال گرما از مایع خنک کننده به محصول از حاشیه قوطی به مرکز آن انجام می شود. ابتدا لایه های کنسرو واقع در سطح شیشه حرارت داده می شود سپس حرارت به تدریج به اعماق محصول نفوذ می کند و. در نهایت به دورترین مکان از حاشیه می رسد که در نزدیکی مرکز هندسی کوزه قرار دارد.

بنابراین، قسمت مرکزی قوطی که به همان اندازه مناطق دیگر آلوده به میکروب در نظر گرفته می شود، در دمای معین بسیار دیرتر از لایه های محیطی شروع به استریل شدن می کند. در نتیجه، این بخش مرکزی است که از نظر امکان بقای میکروب ها در آن نامطلوب ترین است.

بنابراین، وقتی صحبت از زمان کشنده برای میکروارگانیسم ها می شود، منظور سلول هایی است که در قسمت مرکزی شیشه قرار دارند، به این معنی که این زمان باید از لحظه رسیدن به دمای تنظیم شده عقیم سازی در مرکز شیشه محاسبه شود و نه از شروع حرارت دادن شیشه در دستگاه استریلیزاسیون.

سپس، با تقریب اول، کل زمان عقیم‌سازی τ کل شامل دو بخش خواهد بود: زمان نفوذ گرما به مرکز شیشه (به معنای دستیابی به دمای استریل‌سازی در مرکز شیشه) τ و زمان کشنده. τ cm، یعنی زمان مورد نیاز برای تخریب میکروارگانیسم های واقع در مرکز شیشه، از لحظه ای که دمای تنظیم شده در مرکز شیشه به دست می آید: τ مجموع = τ inc + τ cm.

لازم به ذکر است که چنین محاسبه ای از زمان عقیم سازی تا حد زیادی نادرست است، زیرا میکروارگانیسم های واقع در مرکز شیشه شروع به مردن می کنند نه در لحظه ای که دمای استریل سازی مشخص شده در مرکز به دست می آید، بلکه کمی زودتر هنگامی که مرکز تا یک سطح دما گرم می شود، اجازه دهید کمتر از دمای تنظیم شده استریلیزاسیون باشد، اما همچنان برای میکروب ها کشنده باشد. بنابراین، τ مجموع برابر با مجموع τ در و τ cm نیست، بلکه کمتر از این مجموع است. بسیار صحیح است که بگوییم زمان کل عقیم سازی تابعی از زمان گرم کردن و زمان کشنده است، یعنی τ total = f (τ inc, τ cm).

بنابراین، برای درک عواملی که زمان کل استریلیزاسیون به آنها بستگی دارد، لازم است عوامل تعیین کننده زمان کشنده (مولفه میکروبیولوژیکی) و عوامل تعیین کننده زمان نفوذ گرما به مرکز شیشه به طور جداگانه در نظر گرفته شوند. (جزء ترموفیزیکی).

عوامل موثر بر زمان مرگ (مولفه میکروبیولوژیکی)

زمان کشنده به عوامل زیر بستگی دارد: دمای عقیم سازی. ترکیب شیمیاییمواد غذایی کنسرو شده؛ نوع میکروارگانیسم ها و کمیت آنها

دمای استریلیزاسیون. همانطور که نمی توان در مورد زمان کشنده بدون در نظر گرفتن دمای استریلیزاسیون صحبت کرد، نمی توان در مورد دما بدون ارتباط آن با زمان مورد نیاز برای چنین عملیاتی صحبت کرد. دمای معینی که برای نوع خاصی از میکروارگانیسم کشنده است. وجود ندارد. میکروارگانیسم ها را می توان در دماهای مختلف، از حدود 60 درجه سانتیگراد، از بین برد. این سوال به سادگی به زمان لازم برای از بین بردن میکروب ها در دمای معین مربوط می شود. بنابراین، شرایط کشنده برای یک نوع معین از میکروارگانیسم را نمی توان تنها با دما تعیین کرد، بلکه تنها با ترکیب "دمای کشنده - زمان" تعیین می شود.

به طور طبیعی، رابطه بین زمان کشنده و دما معکوس است، یعنی با افزایش دمای استریلیزاسیون، زمان کشنده کاهش می یابد. به نظر می رسد که با افزایش دما، زمان کشنده نه تنها کاهش می یابد، بلکه تا حد زیادی کاهش می یابد. بنابراین، با توجه به Esty و Meyer، مرگ اسپور C. botulinum با پارامترهای زیر مشخص می شود:

از داده های ارائه شده مشخص است که افزایش نسبتاً اندک در دمای استریلیزاسیون منجر به کاهش شدید زمان مرگ می شود. یا در شکل ریاضی، افزایش دمای عقیم سازی در یک پیشرفت حسابی منجر به کاهش زمان کشنده در پیشرفت هندسی می شود.

بیگلو توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که اگر منحنی‌های زمان کشنده در مختصات نیمه لگاریتمی ترسیم شوند و دما را در بخش‌های خطی در محور افقی و لگاریتم‌های مقادیر زمان مرگ‌بار در محور عمودی ترسیم کنند، آن‌گاه این منحنی‌ها هستند. راست شد. توانایی منحنی‌های زمان کشنده برای صاف شدن هنگام ترسیم در مختصات نیمه لگاریتمی، توصیف آنها را با استفاده از عبارات تحلیلی ساده ممکن می‌سازد.

عقیم سازی را می توان در دماهای مختلف انجام داد. در این رابطه این سوال مطرح می شود که چه چیزی بهتر است: در دمای متوسط ​​طولانی تر استریل شود یا در دمای بالا سریع استریل شود؟

برای پاسخ به این سوال، ملاحظات مربوط به کیفیت محصول استریل شده و خصوصیات کمی فرآیند استریل سازی باید در نظر گرفته شود.

تا همین اواخر، اعتقاد بر این بود که عملیات حرارتی محصولات غذاییدر دماهای بالا باعث تعدادی از تغییرات نامطلوب در کیفیت آنها می شود، در درجه اول خواص ارگانولپتیک، بنابراین فرآیندهای تکنولوژیکی (خشک کردن، پخت و پز، عقیم سازی) باید در شرایط دمایی متوسط ​​انجام شود.

بدتر شدن کیفیت توسط واکنش های هیدرولیتیک که منجر به نرم شدن محصولات غذایی می شود، ارزیابی شد. تا حدی ضروری هستند، اما باید در محدوده خاصی نگهداری شوند، در غیر این صورت محصولات بیش از حد پخته می شوند.

نوع دیگری از تغییرات نامطلوب مربوط به واکنش های به اصطلاح ملانوئیدین است که بین قندهای احیا کننده و اسیدهای آمینه آزاد رخ می دهد. در نتیجه، ترکیبات پیچیده پروتئینی قند تیره رنگ تشکیل می شود که به محصولات غذایی رنگ های نامطلوب "پخته"، طعم های خارجی، بو و غیره می دهد.

با این حال، با جمع آوری اطلاعات، مشخص شد که عمق واکنش های ذکر شده را نمی توان تنها با یک عامل - سطح دمای فرآیند مرتبط دانست، بلکه دو عامل را باید در نظر گرفت: دما و مدت زمان قرار گرفتن در معرض محصول در این دما

معلوم شد که برای محدود کردن و سرکوب واکنش‌های ساکاروآمین، لازم است ترکیب بهینه این جفت "دما - زمان" پیدا شود.

به عنوان مثال، فرآیند تیره شدن محصولات غذایی در طی عملیات حرارتی را در نظر می گیریم و شدت واکنش های تخریب مداوم و بدتر شدن رنگ را به عنوان معیار در نظر می گیریم. مطالعات نشان داده اند که سرعت واکنش های تخریب با افزایش دما افزایش می یابد، اما زمان لازم برای دستیابی به عقیمی محصولات غذایی با افزایش دما به طور بی اندازه کاهش می یابد. به عبارت دیگر، با افزایش دمای استریلیزاسیون، ما مدت ها قبل از واکنش های تخریب، به تخریب عوامل فساد دست پیدا می کنیم. مواد مغذیبرای کیفیت ضروری خواهد شد.

این به وضوح با منحنی شکل نشان داده شده است. محور عمودی درجه تاریکی را در واحدهای دلخواه نشان می‌دهد، با درجه تاریکی در 110 درجه سانتی‌گراد، 100 واحد و محور افقی دمای استریل‌سازی را نشان می‌دهد.

همانطور که از این شکل بر می آید، با افزایش دمای استریلیزاسیون، درجه تیرگی به شدت کاهش می یابد. بنابراین، در 120 درجه سانتیگراد درجه تیره شدن تنها 30 درصد رنگ در دمای 110 درجه سانتیگراد است و در دمای 140 درجه سانتیگراد فقط 2 درصد است. فقط باید در نظر داشت که نقاط ترسیم شده روی منحنی به معنای مدت زمان مساوی قرار گرفتن در معرض در دماهای مشخص شده نیستند، بلکه فقط کشنده هستند، یعنی ترکیبی از عوامل کشنده (دما - زمان) را مشخص می کنند. درجه تخریب میکروارگانیسم ها یکسان است. به عنوان مثال، برای دستیابی به یک اثر کشنده در دمای 120 درجه سانتیگراد، به 10 دقیقه قرار گرفتن در این دما نیاز بود و در 140 درجه سانتیگراد همان اثر استریلیزاسیون تنها در 8 ثانیه به دست آمد!

بنابراین، برای کاهش سرعت واکنش های شیمیایی که باعث بدتر شدن کیفیت محصولات استریل شده می شود، عملیات حرارتیدر بالاترین درجه حرارت ممکن برای مدت زمان بسیار کوتاه. در ادبیات معمولاً به این اصل گفته می شود استریلیزاسیون کوتاه مدت در دمای بالا("VT-KV").

بنابراین، مسئله انتخاب دمای استریلیزاسیون از نقطه نظر کیفیت محصول روشن است. حال اجازه دهید تأثیر دمای استریلیزاسیون را بر ویژگی های کمی فرآیند در نظر بگیریم.

از یک طرف، به نظر می رسد که استفاده از حالت های استریلیزاسیون کوتاه مدت با دمای بالا فقط باید مورد استقبال قرار گیرد، زیرا علاوه بر بهبود کیفیت محصول، زمان پردازش به شدت کاهش می یابد و در نتیجه، توان عملیاتی تجهیزات استریلیزاسیون باعث افزایش بسیاری می شود. بارها

با این حال، در واقعیت، مشکل استفاده از حالت های کوتاه مدت با دمای بالا بسیار پیچیده است.

فرض کنید قصد داریم مواد غذایی کنسرو شده را در اتوکلاوها در دمای 140 درجه سانتیگراد استریل کنیم، با توجه به اینکه محتویات شیشه باید تا این دما تا عمق کامل گرم شود. ناگفته نماند که حرارت دادن اتوکلاو تا 140 درجه سانتیگراد تنها در چند ثانیه از نظر فنی غیرممکن است، اما مهمتر از همه، گرم کردن سریع محتویات یک قوطی تا عمق کامل غیرممکن است. حداقل چند دقیقه طول می کشد تا دمای 140 درجه سانتی گراد به مرکز شیشه برسد و این از نظر کیفیت محصول کاملا غیر قابل قبول است. همانطور که اشاره شد، دمای 140 درجه سانتیگراد تنها در صورتی تاثیر مفیدی بر کیفیت دارد که تنها برای چند ثانیه حفظ شود. علاوه بر این، هنگامی که دمای 140 درجه سانتیگراد به عمق محصول رسیده و میکرو فلور واقع در آنجا را از بین می برد، هنگام خنک کردن مواد غذایی کنسرو شده در اتوکلاو پس از استریل کردن، نمی توان آن را در چند ثانیه "حذف" کرد. به نظر می رسد که استریل کردن مواد غذایی کنسرو شده در دمای 140 درجه سانتیگراد در اتوکلاوها، به دلایل کاملاً فنی، نمی تواند به سرعت و در چند ثانیه انجام شود، اما باید در طول چند دقیقه اندازه گیری شود، که به طور اجتناب ناپذیری منجر به بدتر شدن شدید کیفیت محصول می شود. .

به همین دلیل است که فرآیند جدید فناوری - استریلیزاسیون کوتاه مدت در دمای بالا - نمی تواند در دستگاه های استریلیزاسیون معمولی اجرا شود، اما نیاز به تجهیزات ویژه دارد.

تاسیسات مورد استفاده برای این منظور بر اساس اصل استریل کردن محصول در یک لایه نازک است. این محصول قبل از بسته بندی در دماهای بالا به یک روش استریل می شود، سپس در شرایط استریل خنک می شود و در ظروف آماده شده استریل بسته بندی می شود که سپس در شرایط استریل مهر و موم می شود. محصول تهیه شده به این روش دیگر نیازی به عملیات حرارتی بیشتر ندارد. این روش نگهداری مواد غذایی را کنسرو آسپتیک می نامند.

یکی از شرایطی که باید در نظر داشت که کاهش زمان عقیم سازی را به دلیل افزایش دما محدود می کند، حفظ آنزیم ها است. مطالعات نشان داده است که در طی عقیم سازی معمولی، که در دماهای متوسط ​​برای مدت طولانی ادامه می یابد، ابتدا آنزیم ها غیرفعال می شوند و سپس میکروارگانیسم ها می میرند. بنابراین، فرآیند عقیم‌سازی مرسوم برای میکروب‌ها "تنظیم" می‌شود و به درستی معتقد است که تا زمانی که میکروارگانیسم‌ها از بین بروند، آنزیم‌ها حتی غیرفعال خواهند شد.

در طی استریل‌سازی کوتاه‌مدت در دمای بالا، آنزیم‌ها نسبت به میکروارگانیسم‌ها در برابر حرارت مقاوم‌تر هستند. بنابراین، ممکن است موردی وجود داشته باشد که از بین بردن میکروب ها با این رژیم استریلیزاسیون اطمینان حاصل شود، اما آنزیم ها، به دلیل کاهش شدید زمان عملیات حرارتی، غیرفعال باقی می مانند. با وجود عقیم بودن، چنین غذاهای کنسرو شده در قفسه ماندگاری ندارند و ممکن است در معرض فساد آنزیمی باشند.

ترکیب شیمیایی مواد غذایی کنسرو شده. زمان کشنده نه تنها تحت تأثیر دمای استریلیزاسیون، بلکه تحت تأثیر ترکیب شیمیایی محیطی است که این میکروب ها در آن قرار دارند.

تأثیر اسیدیته محیطی بر رشد میکروارگانیسم ها در بالا ذکر شد. علاوه بر این، از بین تمام عوامل محیطی که بر پایداری حرارتی میکروب ها تأثیر می گذارد، غلظت یون هیدروژن در محیط گرم شده مهم ترین است.

محققان مختلف دریافته‌اند که حداکثر مقاومت حرارتی باکتری‌های اسپورساز در ناحیه خنثی در pH 6-7 ظاهر می‌شود و با انحرافات در هر دو جهت به سرعت کاهش می‌یابد. اما باید گفت که با وجود عدالت قانون کلییک رابطه معکوس بین اسیدیته فعال محیط و زمان کشنده به طور کلی وجود دارد، این برای همه محدوده های pH صادق نیست. بنابراین، Esty و Meyer دریافتند که در pH بالاتر از 5.0، برخی از عوامل غیر از غلظت یون‌های هیدروژن تأثیر زیادی بر زمان مرگ دارد.

لانگ، با مطالعه رژیم‌های استریل‌سازی برای محصولات ماهی، رابطه مشخصی بین pH و زمان کشنده اسپورهای C. botulinum در محدوده pH 5.2-6.8 پیدا نکرد و در pH 4.9 کاهش قابل‌توجهی در مقاومت حرارتی مشاهده شد.

به گفته A. Rogacheva، پایداری حرارتی به طور قابل توجهی تحت تأثیر اسیدیته فعال محیط نیست، بلکه ماهیت خود اسید نیز دارد. بنابراین در PH یکسان، اسید لاکتیک بیشترین اثر سم زدایی را دارد و پس از آن اسید مالیک. اسیدهای استیک و سیتریک تا حدودی تأثیر ضعیف تری روی باکتری ها دارند.

از دیگر عناصر ترکیب شیمیایی کنسرو بیشترین تاثیراثر کشنده داشته باشد مواد آنتی بیوتیکی منشا گیاهی - فیتونسیدها آثار A. Rogacheva و همکاران. مشخص شده است که زمان لازم برای استریل کردن حرارتی مواد غذایی کنسرو شده با افزودن سبزیجات یا گیاهان غنی از فیتونسید مانند پیاز، گوجه فرنگی، فلفل، سیر، هویج و سبزیجات ریشه سفید، ریواس، ادویه های خشک و خردل کاهش می یابد. در برخی موارد، افزودن نه گیاهان، بلکه کنسانتره های فیتونسید تهیه شده از آنها مؤثرتر است. مثلا به جای اضافه کردن سس گوجه فرنگی، می توانید یک کنسانتره گوجه فرنگی گیاهی به نام توماتین یا لیکوپرسیسین را به محصول غذایی اضافه کنید و به جای خردل - اصل فعال این گیاه - روغن خردل آلیل ضروری CH 2 = CH-CH 2 = CNS. به گفته A. Rogacheva، افزودن روغن آلیک به مقدار چند قسمت در میلیون (یعنی چند ده هزارم درصد) به مارینادها باعث می شود نه تنها مدت زمان عقیم سازی این غذاهای کنسرو شده کاهش یابد، بلکه بدون گرما نیز انجام شود. درمان به طور کلی این نیز توسط مطالعات A. S. Zverkova و I. G. Nesteryuk که افزایش شدید پایداری میکروبیولوژیکی را نشان داد، نشان داده شده است. آب انگورهنگامی که در مخازن در سرد با اضافه کردن تنها 0.0001٪ روغن خردل آلیل ذخیره می شود.

چربی ها تأثیر بسیار مهمی در زمان کشنده دارند، اما برخلاف اسیدها و فیتونسیدها، مقاومت حرارتی میکروارگانیسم ها را کاهش نمی دهند، بلکه افزایش می دهند. اثر محافظتی چربی ها از نقطه نظر تحولات فیزیکوشیمیایی که در مرز دو مایع ناهمگن مختلف رخ می دهد توضیح داده می شود: یک محلول کلوئیدی پروتئین (سلول میکروبی) - چربی. همانطور که مشخص است، هنگامی که کلوئیدهای آبدوست (پروتئین ها، ساپونین ها، صابون ها و غیره) با چربی تماس پیدا می کنند، نوعی فیلم انعقادی تقریباً فوراً در مرز دو فاز تشکیل می شود و این فازها را از یکدیگر جدا می کند. اگر یک قطره چربی وارد محلول پروتئین آبی شود، بلافاصله توسط یک لایه پروتئینی احاطه می شود. اگر قطره ای از محلول کلوئیدی پروتئین وارد چربی شود، این قطره نیز بلافاصله توسط یک پوشش سطحی متراکم احاطه می شود. این پوشش‌های سطحی مولکول‌های قطبی هستند که کاملاً روی سطح دو فاز جهت‌گیری دارند و به سمت در این موردیکی به دیگری با انتهای آبگریزشان.

وجود یک پوشش متراکم آبگریز در اطراف سلول باکتری از نفوذ رطوبت به داخل آن جلوگیری می کند و در نتیجه انعقاد پروتئین ها را پیچیده می کند که همانطور که مشخص است یک واکنش هیدراتاسیون است. عملیات حرارتیسلول میکروبی در چنین شرایطی شبیه اثر "حرارت خشک" است که میکروارگانیسم ها نسبت به "گرمای مرطوب" در برابر آن مقاومت بیشتری دارند. بنابراین، غذاهای کنسرو شده حاوی چربی (به عنوان مثال، ماهی کنسرو شدهدر روغن، "خورش خوک"، و غیره)، باید مدت بیشتری نسبت به غذاهای کنسرو شده که حاوی چربی نیستند، استریل شوند.

تأثیر خاصی بر زمان کشنده اعمال می شود شکرو شربت های قند. دانشمندان متوجه شده اند که وقتی محیط گرم می شود، شکر اثر محافظتی بر میکروب ها دارد. بنابراین، پترسون، لوین و بوکانان دریافتند که مخمر در دمای 100 درجه سانتیگراد در آب مقطر راحت تر از شربت از بین می رود. زمان کشندگی در شربت با غلظت 24 درصد بسیار کمتر از شربت بود که غلظت آن 36 درصد (به ترتیب 6 و 28 دقیقه) بود. باومگارتنر و والاس دریافتند که زمان کشنده میکروب اشریشیا کلی در دمای 70 درجه سانتی گراد در آب 4 دقیقه و در شربت شکر 30 درصد 30 دقیقه است. ظاهراً اثر محافظتی شکر بر میکروارگانیسم ها با این واقعیت توضیح داده می شود که در شربت های قندمکش اسمزی رطوبت از سلول های میکروبی رخ می دهد و این رطوبت کم است که سلول میکروبی را در برابر حرارت مقاوم می کند.

غلظت کم نمک در غذاها اثر محافظتی بر روی میکروارگانیسم ها هنگام گرم شدن دارد، در حالی که سطوح نمک بالاتر باعث تخریب سریع میکروارگانیسم ها می شود. بنابراین، Viljuan داده های زیر را در مورد بقای میکروارگانیسم ها در آب نمک غذای کنسرو شده ارائه می دهد. نخود سبز» در 115 درجه سانتی گراد:

از این داده‌ها مشخص است که نمک در غلظت‌های تا 2.5٪، شامل یک اثر محافظتی بود، که با کاهش شدید پایداری حرارتی به دنبال داشت. Esty و Meyer خاطرنشان کردند که غلظت 1-2٪ نمک باعث افزایش مقاومت حرارتی C. botulinum می شود، اما در سطوح نمک بالای 8٪ زمان کشندگی کاهش می یابد. می‌توان فرض کرد که نمک در غلظت‌های کم، مانند شربت‌های قندی، رطوبت سلول میکروبی را به صورت اسمزی می‌مکد و در نتیجه مقاومت آن را در برابر حرارت افزایش می‌دهد. در غلظت های نمک بالا، اثر نمک زدایی الکترولیتی کلرید سدیم شروع به آشکار شدن می کند، در نتیجه تمایل پروتئین های پروتوپلاسمی به انعقاد افزایش می یابد و زمان کشندگی کاهش می یابد.

نوع میکروارگانیسم ها و تعداد آنها. زمان کشنده تا حد زیادی به ماهیت میکرو فلورایی که می تواند در یک محصول غذایی ایجاد شود بستگی دارد، زیرا توانایی مقاومت در برابر دمای بالا در بین میکروب ها متفاوت است و سلول های باکتری رویشی بسیار سریعتر از هاگ ها می میرند.

برخی از دانشمندان این را با این واقعیت توضیح می دهند که هاگ های باکتری حاوی آب کمی هستند و در چنین شرایطی فرآیند انعقاد پروتئین دشوار است و باعث مرگ سلول باکتری در هنگام گرم شدن می شود. محققان دیگر نشان داده اند رطوبت کلهم در سلول رویشی و هم در هاگ تقریباً یکسان است. بنابراین، هنگام صحبت در مورد میزان رطوبت کم در هاگ ها، باید نه کل، بلکه را در نظر داشت رطوبت رایگان. نکته این است که بیشتر رطوبت موجود در هاگ در حالت محدود است و بنابراین نمی تواند در انعقاد پروتئین های سلولی شرکت کند. علاوه بر این، مقاومت هاگ ها در برابر گرما با وجود یک پوسته متراکم ضد آب توضیح داده می شود که اجازه نمی دهد رطوبت محیط به داخل هاگ عبور کند. به همین دلیل است که زمان کشنده برای اکثر باکتری های غیر اسپور، یعنی برای سلول های رویشی، تنها چند دقیقه در دمای 60-80 درجه سانتی گراد است. طولانی ترین زمان کشنده در B. coli یافت شد - 15 دقیقه در 80 درجه سانتیگراد.

زمان کشنده برای میکروب های تشکیل دهنده هاگ، یعنی هاگ آنها، بسیار طولانی تر است. بنابراین، طبق گفته A. Rogacheva، زمان کشنده در 100 درجه سانتیگراد (بر حسب دقیقه) برای هاگ است:

• B. subtilis - 120
• B. mesentericus - 110
• B. botulinum (سویه B) - 150
• B بوتولینوم (سویه A) - 300

بیگلو و استی خاطرنشان کردند که برخی از میکروارگانیسم‌های گرما دوست می‌توانند جوشاندن مداوم در آب ذرت را در pH 6.1 به مدت 24 ساعت تحمل کنند و دانک گزارش دادند که زمان کشنده برای یکی از ترموفیل‌های پلانواسید در pH 6.1 و دمای 120 درجه سانتی‌گراد 11 دقیقه است. مریل و کامرون دریافتند که زمان کشنده برای یکی از میکروب های متعلق به همان گروه 35 دقیقه در دمای 120 درجه سانتی گراد در محیط بافر (pH 6.95) است.

تعداد میکروارگانیسم ها نیز تأثیر زیادی در زمان مرگ دارد. به عنوان مثال، داده های یک مطالعه نشان داده شده در جدول را در نظر بگیرید.

فرهنگ شماره	تعداد هاگ در 1 سانتی متر مربع	زمان لازم برای تکثیر هاگ در دمای 115 درجه سانتیگراد، حداقل
26	46000	65
	4300	35
	400	28
	40	22
4019	35000	42
	2550	26
	278	21
	58	10
4112	35000	50
	1000	28
	100	18
	13	10

اگر مثلاً به کشت شماره 26 روی آوریم، معلوم می شود که وقتی محتوای اولیه میکروارگانیسم ها از 46000 به 40 هاگ کاهش می یابد، یعنی تقریباً 1000 برابر، زمان مرگ تقریباً 3 برابر کاهش می یابد.

در نگاه اول، ممکن است عجیب به نظر برسد که هر چه تعداد میکروارگانیسم ها در حجم معینی از یک محصول استریل شده بیشتر باشد، از بین بردن آنها بیشتر طول می کشد. با این حال، این با قوانین سینتیک مرگ سلول های میکروبی در دماهای بالا توضیح داده می شود. با مطالعه مرگ میکروارگانیسم‌ها تحت تأثیر گرما، محققان به این نتیجه رسیدند که از جنبه فیزیکوشیمیایی، فرآیندهایی که باعث مرگ سلول‌های میکروبی می‌شوند، واکنش تک مولکولی انعقاد پروتئین‌های پروتوپلاسمی است و بنابراین، سرعت تخریب از میکروب ها قابل تجزیه و تحلیل ریاضی است که برای یک واکنش مرتبه اول معتبر است.

با توجه به ماهیت لگاریتمی مرگ میکروارگانیسم ها هنگام گرم شدن، از بین بردن کامل آنها در هنگام عقیم سازی غیرممکن است. تعداد میکروارگانیسم ها را هرگز نمی توان با استریلیزاسیون حرارتی به صفر رساند (در فناوری موجود این فرآیند، یعنی زمانی که در یک محیط مرطوب گرم می شود). شما فقط می توانید تعداد هاگ ها را در صورت گرم شدن به هر طریق ممکن کاهش دهید، آنها را به یک در 1000، در 10 هزار، در هر 1 میلیون قوطی و غیره برسانید، اما بدون از بین بردن آنها 100٪. در نتیجه، ما نمی توانیم در مورد عقیمی مطلق صحبت کنیم، بلکه فقط در مورد درجه ای از عقیمی n که توسط لگاریتم تعیین می شود صحبت کنیم.

اگر لگاریتم مقدار متقابل را در نظر بگیریم و این تعریف را بپذیریم که درجه عقیمی n لگاریتم نسبت میکروارگانیسم‌های زنده‌مانده، لگاریتم نسبت میکروارگانیسم‌های زنده‌مانده است که با علامت مخالف گرفته می‌شود، درک معنای فیزیکی این مقدار آسان‌تر است.

بنابراین، همانطور که نمی توان در مورد عقیمی کامل صحبت کرد، نمی توان از زمان کشنده به معنای مطلق، یعنی زمان نابودی کامل میکروارگانیسم ها صحبت کرد. زمان کشنده را فقط می توان زمان مورد نیاز برای دستیابی به درجه ای از عقیمی (کم و بیش زیاد)، یعنی رساندن تعداد اولیه میکروارگانیسم ها به مقداری از پیش تعیین شده و البته بسیار پایین نامید.

این روش را می توان در صنعت کنسرو استفاده کرد. جریان محصول در حالت جریان فیلم در میدان نیروهای گریز از مرکز ایجاد می شود. جریان بخار مافوق صوت در جهت محور چرخش میدان نیروهای گریز از مرکز به فیلم محصول وارد می شود. شرایط، تراکم بخار را در فیلم محصول تضمین می کند. در همان زمان، محصول در معرض یک میدان الکترومغناطیسی مایکروویو قرار می گیرد. این روش استریل بودن محصول را در شرایط غیر فعال سازی کامل آنزیم های بومی تضمین می کند.

این اختراع مربوط به فناوری استریل کردن محصولات غذایی مایع و خمیر مانند تحت تأثیر گرما و امواج فراصوت است. روشی شناخته شده برای استریل کردن محصولات غذایی مایع وجود دارد که شامل ایجاد یک جریان محصول از رژیم جریان فیلم در میدان نیروهای گریز از مرکز، توربولیزاسیون آن و ایجاد ارتعاشات اولتراسونیک در آن با تغذیه محصول به داخل فیلم در جهت چرخش است. محور میدان نیروهای گریز از مرکز بخار مافوق صوت تحت شرایطی جریان می یابد که تراکم بخار را در فیلم محصول تضمین می کند (Kvasenkov O.I., Tyurina S.B. راه های توسعه تجهیزات و فناوری استریلیزاسیون // صنایع غذایی و فرآوری. کنسرو کردن، خشک کردن سبزیجات و مواد غذایی صنعت کنسانتره، 1375، شماره 1، صص 1 - 6). نقطه ضعف این روش، شدت انرژی بالا همراه با نیاز به حرارت دادن جریان محصول به دمای غیرفعال شدن آنزیم های بومی برای حذف تغییرات آنزیمی در محصول استریل است. نزدیکترین روش به روش پیشنهادی، روش استریل کردن محصولات غذایی است، از جمله ایجاد جریان محصول، توربولیزاسیون آن با وسایل مکانیکی و درمان در میدان مایکروویو و میدان ارتعاشات اولتراسونیک هنگام انتقال دومی به جریان محصول از یک. منبع خارجی (Gubiev Y.K. اصول علمی و عملی فرآیندهای تکنولوژیکی تولید مواد غذایی در میدان الکترومغناطیسی مایکروویو چکیده پایان نامه. ... دکترای علوم فنی - M.: MTIPP، 1990، ص. 29 - 30). این روش غیرفعال کردن آنزیم های بومی را تا زمانی که میکرو فلورا از بین نرود امکان پذیر می کند، اما در محصول استریل انباشتگی 5-هیدروکسی کتیل فورفورال یا سایر محصولات تخریب حرارتی یا پلیمریزاسیون مواد مغذی بومی محصول غذایی استریل شده به دلیل گرم شدن بیش از حد آن وجود دارد. نتیجه فنی اختراع دستیابی به عقیمی محصول در شرایط غیر فعال سازی کامل آنزیم های بومی در غیاب تغییرات دمایی مواد مغذی محصول فرآوری شده است. این نتیجه با این واقعیت حاصل می شود که در روش استریل کردن محصولات غذایی از جمله ایجاد جریان محصول، توربولیزاسیون و پردازش آن در میدان مایکروویو و میدان ارتعاشات اولتراسونیک، طبق اختراع، حالت جریان فیلم است. برای جریان محصول در میدان نیروهای گریز از مرکز ایجاد می شود و توربولیزاسیون آن و ایجاد ارتعاشات اولتراسونیک با تامین فیلم محصول در جهت محور چرخش میدان نیروهای گریز از مرکز جریان بخار مافوق صوت در شرایطی انجام می شود که از تراکم بخار در فیلم محصول اطمینان حاصل کنید. این امکان ایجاد نسبتی بین قدرت تولید گرما در محصول و ارتعاشات اولتراسونیک را فراهم می کند و از مرگ میکرو فلورا و غیرفعال شدن آنزیم های بومی بدون تغییرات حرارتی در مواد مغذی اطمینان حاصل می کند. روش به شرح زیر اجرا می شود. جریانی از محصول غذایی مایع یا پوره وارد میدانی از نیروهای گریز از مرکز می شود و یک رژیم جریان فیلم ایجاد می کند. یک منبع خارجی میدانی از نوسانات الکترومغناطیسی با فرکانس های فوق العاده بالا در منطقه جریان فیلم محصول ایجاد می کند. در همان زمان، جریان بخار به سرعت های مافوق صوت تسریع می شود و در جهت به سمت محور چرخش میدان نیروهای گریز از مرکز به فیلم محصول وارد می شود. در خروجی از کانال های تامین، اختلال آشفته جریان بخار رخ می دهد که با تشکیل و فروپاشی حفره های حفره در فیلم محصول همراه است. اگر یک ساختار ثابت توسط یک جریان بخار مافوق صوت ایجاد شده باشد، در قسمتی از مسیر، قبل از تکه تکه شدن به حباب های منفرد، جریان ها شکل بشکه ای دارند و امواج ضربه ای منظم در گره های بشکه ایجاد می کنند. به دلیل انبساط آدیاباتیک در خروجی کانال های تامین و تبادل حرارت با محصول در حال پردازش، حباب های بخار سرد شده و با فروپاشی حفره های کاویتاسیون متراکم می شوند. حرکت بخار در فیلم محصول با تشکیل جریان های محصول همزمان همراه است، یعنی آشفتگی جریان محصول را تضمین می کند. در نتیجه، ارتعاشات اولتراسونیک در جریان آشفته فیلم ایجاد می شود که همزمان با میدان مایکروویو یک منبع خارجی، میکرو فلور را تحت تاثیر قرار می دهد. میدان مایکروویو باعث گرم شدن همزمان محصول و محتویات سلولی میکرو فلور می شود. ارتعاشات اولتراسونیک که مستقیماً در محصول فرآوری شده ایجاد می شود، به میزان کمتری نسبت به ارتعاشات وارد شده از یک منبع خارجی، در معرض اتلاف می باشد. تجهیزات تکنولوژیکییا تداخل امواج ایجاد شده و منعکس شده به دلیل ظهور و فروپاشی بی نظم حفره های حفره در کل حجم محصول. گرم کردن یکنواخت محصول و میکرو فلور در میدان مایکروویو منجر به افزایش اثر هم افزایی اولتراسوند و گرمایش بر روی میکرو فلور می شود. در نتیجه، غیرفعال شدن آنزیم های بومی محصول و مرگ میکرو فلورا در همان محدوده دمایی اتفاق می افتد که با تغییرات شیمیایی در مواد مغذی مشخص نمی شود، به ویژه تشکیل 5-هیدروکسی متیل فورفورال پروسرطان زا از تک و الیگوشکرها. که با داده های حاصل از تجزیه و تحلیل شیمیایی محصولات مختلف استریل شده تایید می شود. بنابراین، روش پیشنهادی تغییرات در مواد مغذی غذا را در طول فرآیند استریل‌سازی حذف می‌کند و همزمان آنزیم‌های بومی را غیرفعال می‌کند که کیفیت محصولات غذایی استریل را بهبود می‌بخشد.

فرمول اختراع

روشی برای استریل کردن محصولات غذایی، از جمله ایجاد جریان محصول، توربولیزاسیون و پردازش آن در یک میدان مایکروویو و میدان ارتعاشات اولتراسونیک، که مشخصه آن این است که جریان در حالت جریان فیلم در میدان نیروهای گریز از مرکز و توربولیزاسیون آن ایجاد می شود. و تولید ارتعاشات اولتراسونیک با تغذیه محصول به داخل فیلم در جهت محور چرخش میدان نیروهای گریز از مرکز جریان بخار مافوق صوت در شرایطی انجام می شود که تراکم بخار را در فیلم محصول تضمین می کند.

اختراعات مشابه:

این اختراع مربوط به زمینه تولید محصولات غذایی در معرض نگهداری طولانی مدت در دمای 18-20 درجه سانتیگراد - مواد غذایی کنسرو شده به ویژه استریل کردن آنها است و همچنین می تواند در فرآیندهای تولید پزشکی - بیولوژیکی و بیوتکنولوژیکی استفاده شود.

این اختراع مربوط به فن آوری های پردازش محصولات مایع (شیر، آب میوه ها و غیره) است. سطح داخلی انعکاسی نصب می شود و یک استوانه شیشه ای کوارتز داخلی که به صورت هم محور در داخل سیلندر کار بیرونی قرار می گیرد و یک شکاف حلقوی بین آنها بیش از 2 میلی متر تشکیل می شود.

این اختراع مربوط به فن آوری های پردازش محصولات مایع (شیر، آب میوه ها و غیره) است. یک بخاری برقی نصب شده است که به شکل یک زخم مارپیچی با مقاومت بالا بر روی سطح آن ساخته شده و با عایق حرارتی با سطح داخلی بازتابنده ثابت شده است و یک سیلندر کاری داخلی ساخته شده از شیشه کوارتز که به صورت هم محور در داخل سیلندر کاری خارجی قرار داده شده است. فاصله بین آنها بیش از 4 میلی متر نباشد

روش استریل کردن مواد غذایی

تنها در صورتی که فعالیت حیاتی تقریباً همه میکروارگانیسم های موجود در محصول کاملاً سرکوب شده باشد، یک محصول کنسرو شده را می توان برای مدت طولانی بدون فساد نگهداری کرد. فرآیند قرار دادن یک محصول در معرض عوامل مختلف به منظور از بین بردن میکروارگانیسم های موجود در آن را عقیم سازی می گویند. پس از عقیم سازی، به عنوان یک قاعده، میکروارگانیسم هایی در محصول باقی می مانند که فعالیت حیاتی خود را نشان نمی دهند و باعث فساد نمی شوند. انتخاب حالت صحیح، از بین بردن میکروارگانیسم هایی که می توانند باعث فساد محصول شوند، از حفظ کیفیت خوب محصول و آن اطمینان حاصل کنید. ارزش غذایی- هدف اصلی از عقیم سازی.

در طی استریلیزاسیون حرارتی، حالت ها با دما و مدت زمان قرار گرفتن در معرض آن تعیین می شود. با افزایش دما، مدت زمان استریلیزاسیون کاهش می یابد که به حفظ کیفیت محصول کمک می کند. اما دمای بسیار بالا نیز می تواند منجر به بدتر شدن کیفیت برخی از انواع کنسرو شود. بنابراین، لازم است ویژگی های ویژگی های محصول کنسرو را در نظر گرفت و مقادیر بهینه را انتخاب کرد. دمای استریلیزاسیون به pH محصول و ویژگی میکروارگانیسم هایی که آن را آلوده می کنند بستگی دارد. بنابراین، در محصولات اسیدی (کمپوت ها، محصولات گوجه فرنگی، برخی از آب میوه ها و توت ها)، میکرو فلور اصلی توسط thermoneus - قارچ های قالب نازک و مخمر نشان داده می شود، دمای عقیم سازی آنها از 100 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند. سبزیجات کنسرو شده و گوشت و سبزیجات با pH بالای 4.2 و میکرو فلور باکتریایی مقاوم در برابر حرارت در دمای بالا استریل می شوند. اغلب، رژیم‌های عقیم‌سازی عمداً با در نظر گرفتن احتمال حضور ارگانیسم‌های حامل اسپور، سفت می‌شوند، زیرا هاگ‌ها می‌توانند دمای بالا را تحمل کنند.

دانستن دمای بهینهعقیم سازی، لازم است مدت زمان فرآیند را تنظیم کنید. زمان لازم برای از بین بردن میکروارگانیسم ها در دمای معین کشنده یا کشنده نامیده می شود. این نه تنها به دمای استریلیزاسیون و اسیدیته محصول بستگی دارد، بلکه به نوع میکروارگانیسم ها و کمیت آنها نیز بستگی دارد. قوام محصول، ویسکوزیته آن، ظرفیت حرارتی، هدایت حرارتی، یعنی همه عواملی که بر میزان نفوذ گرما به محصول و در نتیجه، مدت زمان استریل‌سازی تأثیر می‌گذارند از اهمیت بالایی برخوردار است. دمای اولیه محصول قبل از استریلیزاسیون ضروری است. به طور معمول، محصولات به صورت گرم بسته بندی می شوند. میزان نفوذ گرما به نوع، ضخامت و اندازه ظرف بستگی دارد.

با در نظر گرفتن عوامل ذکر شده، برای همه انواع محصولات حفظ شده در برابر حرارت، یک فرمول برای رژیم استریل سازی وجود دارد:

لیزها --------- Y----- r. در عدد، یک خط تیره نشان می دهد: A -

مدت زمان افزایش دمای محیط گرمایش در اتوکلاو تا دمای استریلیزاسیون، دقیقه؛ B مدت زمان خود استریلیزاسیون است که در طی آن دمای ثابتی در اتوکلاو حفظ می شود. ج - زمان کاهش فشار بخار یا زمان خنک شدن محیط گرمایش در اتوکلاو، دقیقه. T دمای محیط گرمایش در اتوکلاو در طول استریلیزاسیون، درجه سانتیگراد است. p - حداکثر مقدار فشار کل ایجاد شده در اتوکلاو برای جبران فشار داخلی ایجاد شده در شیشه ها، kPa.

روش های استریلیزاسیون بسته به نوع محصول، ظرفی که در آن بسته بندی می شود و دمای استریلیزاسیون متفاوت است. دو روش اصلی برای استریل کردن وجود دارد - در فشار اتمسفر و در فشار بالاتر از فشار اتمسفر. مطابق با این، از دستگاه های استریلیزاسیونی استفاده می شود که در فشار اتمسفر و فشار بیش از اتمسفر کار می کنند. هر دوی آنها می توانند دوره ای یا پیوسته باشند.

استریل کردن در فشار اتمسفر و دمای تا 100 درجه سانتیگراد (پاستوریزه کردن) برای برخی از انواع کنسرو میوه ها و سبزیجات، عمدتا با اسیدیته بالا، بسته بندی شده در شیشه های قلع یا شیشه ای استفاده می شود. برای این منظور، دستگاه های نوع باز - حمام یا اتوکلاو مجهز به حباب برای تامین بخار وجود دارد. کوزه ها در آب با دمای 80-100 درجه سانتیگراد غوطه ور می شوند. آب را تا دمای استریلیزاسیون گرم کنید و برای مدت زمان مشخص استریل کنید. پاستوریزه هایی وجود دارد - خنک کننده های پیوسته که با بخار، آب گرم یا هوای گرم گرم می شوند.

برای استریل کردن در دماهای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد و فشار بالاتر از اتمسفر، از دستگاه های مهر و موم شده هرمتیک استفاده می شود - اتوکلاوهای عمودی و افقی یا استریل کننده های مداوم.

برای اطمینان از دمای استریلیزاسیون (110-125 درجه سانتیگراد)، مواد غذایی کنسرو شده با بخار اشباع شده یا آب داغ تحت فشار بالاتر از فشار اتمسفر استریل می شوند. مواد غذایی کنسرو شده در قوطی ها هم با بخار آب و هم با آب استریل می شوند. مواد غذایی کنسرو شده در ظروف شیشه ای فقط در آب استریل می شود و با استفاده از فشار آب یا هوای فشرده فشار لازم را در اتوکلاو ایجاد می کند. برای جلوگیری از تغییر شکل انتهای قوطی ها و پاره شدن درب ظروف شیشه ای در نتیجه افزایش فشار داخل شیشه در حین استریل کردن و هنگام خنک کردن کنسروها در اتوکلاو، فشار اضافی با استفاده از آب یا هوای فشرده ایجاد می شود.

برای جلوگیری از معیوب بودن کالاهای کنسرو شده و رعایت رژیم استریلیزاسیون خود در زمان و مقادیر دمایی معین، لازم است افزایش فشار در اتوکلاو هنگام تامین بخار یا افزایش دمای آب، کاهش دما و فشار پس از اتمام به دقت نظارت شود. استریل کردن و سرد کردن مواد غذایی کنسرو شده.

پس از استریل شدن و سرد شدن، شیشه ها شسته، خشک و برچسب گذاری می شوند.

مرکز آموزش از راه دور "ایدوس"

مؤسسه آموزشی شهرداری

دبیرستان AGINSKAYA شماره 2

ایواننیکووا ایرینا، دانش آموز کلاس نهم، مدرسه راهنمایی شماره 2 آگینسک

روی ریاضیات و زیست شناسی کار کنید

رهبران: تاتیانا الکساندرونا شیندیاکینا، معلم ریاضیات؛ Shchedlovskaya Olesya Anatolyevna، معلم زیست شناسی

استریلیزاسیون محصولات غذایی با تشعشع

چرا این موضوع را انتخاب کردم:

من متعجب بودم که چگونه استریل کردن مواد غذایی با اشعه انجام می شود

هدف:

دریابید که چرا فناوری پرتو برای پردازش مواد غذایی مزایای قابل توجهی نسبت به سایر روش های شناخته شده دارد.

وظایف:

1. درک ماهیت فناوری پرتو برای پردازش مواد غذایی؛

2. ویژگی های پردازش پرتوی محصولات مختلف را دریابید.

3. بررسی کنید که چه تغییرات بیولوژیکی در محصولات استریل شده رخ می دهد.

ایده و مشکلات:

آیا خوردن محصولات پس از استریلیزاسیون با اشعه به چه گروه هایی تقسیم می شود؟

مقدمه

روش های مختلف فرآوری مواد غذایی وجود دارد:

1. کنسرو کردن دمای بالابرای از بین بردن میکرو فلورا و غیرفعال کردن آنزیم های محصولات غذایی انجام می شود. این روش ها شامل پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون می باشد

2. حفظ فراصوت (بیش از 20 کیلوهرتز). از این روش برای پاستوریزه کردن شیر، در صنایع تخمیر و غیر الکلی و برای استریل کردن کنسروها استفاده می شود.

3. تابش با اشعه ماوراء بنفش (UVR). این تابش با پرتوهایی با طول موج 60-400 نانومتر است. مورد استفاده برای درمان سطحی لاشه گوشت، ماهی بزرگ، سوسیس و کالباسو همچنین برای ضدعفونی ظروف، تجهیزات، محفظه های یخچال و انبارها.

4. استفاده از فیلترهای سم زدا. ماهیت این روش جداسازی مکانیکی کالا از عوامل فساد با استفاده از فیلترهایی با منافذ میکروسکوپی است. این روش امکان حفظ حداکثر ارزش غذایی و خواص ارگانولپتیکی کالاها را فراهم می کند و برای فرآوری شیر، آبجو، آب میوه، شراب و سایر محصولات مایع استفاده می شود.

5. کنسرو آسپتیک استریل کردن محصول در دمای 130-150 درجه سانتیگراد با خنک کردن بعدی است. استریل کردن ظروف با پرتو درمانی این درمان جهانی است و برای محصولات مایع و چسبناک (شیر، آب میوه، شراب، ماکارونی و غیره) استفاده می شود. در کار خود، من می خواهم با جزئیات بیشتری در مورد پرتو درمانی غذا صحبت کنم، زیرا مواد رادیواکتیو می توانند با غذا و آب از طریق روده وارد بدن شوند. . چگونه می توانید از خود در برابر مواد رادیواکتیو محافظت کنید و چه محصولات غذایی را می توان در معرض پرتو درمانی قرار داد.

1. تجزیه و تحلیل ادبیات موجود در اینترنت

2. مقایسه نتایج جستجو

3. مقایسه حقایق

II با اهمیت روش استریلیزاسیون محصولات غذایی با تشعشع

حفظ با اشعه یونیزان استریلیزاسیون سرد یا پاستوریزاسیون نامیده می شود، زیرا اثر استریل کنندگی بدون افزایش دما حاصل می شود. برای پردازش محصولات غذایی از پرتوهای a-، P، اشعه ایکس و جریان الکترون های شتاب گرفته استفاده می شود. تشعشعات یونیزان بر اساس یونیزاسیون میکروارگانیسم ها است که در نتیجه آنها می میرند. حفظ با پرتوهای یونیزان شامل استریلیزاسیون پرتویی (راداپرتیزاسیون) محصولات است ذخیره سازی طولانی مدتو رادوریزاسیون با دوزهای پاستوریزه.

استریلیزاسیون مواد غذایی با اشعه شامل تابش مواد غذایی با پرتوهای یونیزان تحت تأثیر ایزوتوپ های کبالت یا سزیم به منظور افزایش ماندگاری و از بین بردن عوامل بیماری زا است.

شناخته شده است که به دلایل مختلف: پوسیدگی، جوانه زدن، آسیب توسط حشرات، تعداد زیادی از محصولات غذایی، مواد اولیه، دانه ها بنابراین، استفاده از استریلیزاسیون پرتو نه تنها باعث افزایش عمر مفید برخی محصولات غذایی می شود، بلکه تعداد مسمومیت های غذایی احتمالی را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.هفتم

یکی از معایب قابل توجه فرآوری مواد غذایی یونیزه، تغییر در ترکیب شیمیایی و خواص ارگانولپتیکی است. در صنعت از این روش برای فرآوری ظروف، بسته بندی و اماکن استفاده می شود.

9. http://gyg-epid.com/2009/04/05/print:page,1,radionuklidy_v_pishhe.html