Стерилизация.

Стерилизация - нагревание продукта до температуры выше 100°С, для подавления жизнедеятельности микроорганизмов либо для их полного уничтожения.

Основными источниками загрязнения консервов до стерилизации являются мясное сырье, вспомогательные материалы и специи. Обсеменение происходит при обвалке, жиловке, от инструментов, от рук рабочих, воздуха, тары и т. д.

Перед стерилизацией проводится проверка бактериальной обсемененности с целью уточнения режимов стерилизации и условий хранения продукта. Общее количество м/о в 1 г не должно превышать:

Мясо тушеное – 200 000 микробных клеток;

Паштет мясной – 10 000 микробных клеток.

В консервах до стерилизации могут находится токсигенные спорообразующие анаэробы Cl. botulinum и гнилостные анаэробы Cl. sporogenes, Cl. perfringens, Cl. Putrificum, термофильные микроорганизмы Bacillus coagulans и др.

Нагрев мяса при температуре 134?С в течение 5 мин уничтожает практически все виды спор. Однако воздействие повышенных температур приводит к необратимым глубоким химическим изменениям продукта. В связи с этим наиболее распространенная и предельно допустимая температура стерилизации мясопродуктов в пределах 120°С. При этом подбирают такую продолжительность нагрева, которая обеспечивает достаточно эффективное обезвреживание споровых форм микробов и резкое снижение их жизнедеятельности (? 40 мин).

Режим стерилизации определяется температурой и продолжительностью ее воздействия. Правильный режим стерилизации гарантирует высокое качество продукта, отвечающего требованиям промышленной стерильности (если в 1г продукта не более 11 клеток B. subtilis при отсутствии возбудителей ботулизма и других токсигенных форм).

Понятие о формуле стерилизации.

Банки загружают в аппараты периодического или непрерывного действия, прогревают установку и банки до температуры стерилизации, проводят стерилизацию в течение периода отмирания микроорганизмов, после снижения температуры аппарата банки выгружают, и цикл повторяется. Условную запись теплового режима аппарата, в котором стерилизуются консервы, называют формулой стерилизации. Для аппаратов периодического действия эта запись имеет вид
(А+В+С)/Т

где А - продолжительность прогрева автоклава от начальной температуры до температуры стерилизации, мин; В - продолжительность собственно стерилизации, мин; С - продолжительность снижения температуры до уровни, позволяющего производить разгрузку аппарата, мин; Т-заданная температура стерилизации, °С.

Температура в центральной зоне банки отстает от температуры в автоклаве, что объясняется низкой теплопроводностью продукта. Скорость прогрева содержимого банки, в свою очередь, зависит от вида теплопередачи: в жидкой составляющей консервов теплопередача происходит быстрее; в плотной части консервов теплопередача идет более медленно.

При определении режимов стерилизации необходимо знать:

1) температура содержимого консервов в процессе нагрева изменяется во времени, причем консервы по объему прогреваются неравномерно;

2) жидкая часть консервов прогревается быстрее плотной;

3)наиболее трудно прогревается точка, расположенная несколько выше геометрического центра банки, так как теплопередача со стороны крышки тормозится (в невакуумированных консервах) из-за наличия воздушного пузыря в незаполненном пространстве консерва;

4) температура по времени в центральной зоне консерв изменяется иначе, чем в самом аппарате (автоклаве).

Таким образом, значение величин А, В, С и Т в формуле стерилизации характеризует лишь режим работы аппарата и не отражает степени эффективности действия параметров термообработки на консервируемый продукт.

Рассматривая величины, входящие в формулу стерилизации, можно заметить, что величину Т выбирают как максимально допустимую температуру для данного вида консервов (т, е. вызывающая наименьшие изменения качественных показателей продукта), а значения А и С зависят в основном от конструктивных особенностей автоклава. Чем выше начальная температура содержимого банки, тем меньше времени А требуется для ее прогрева до необходимого уровня Температуры.

Значение величины А будет зависеть лишь от объема и вида тары. В связи с этим при работе на вертикальных автоклавах пользуются постоянными заданными значениями А: для жестяных банок вместимостью до 1 кг - 20 мин, для банок большей вместимости - 30 м.ин, для стеклянных банок вместимостью 0,5 кг - 25 мин, вместимостью 1 кг - 30 мин.

Значение величины С обусловлено необходимостью выравнивания давления в отстерилизованной банке с атмосферным перед разгрузкой автоклава. Пренебрежение этапом снижения давления приводит к необратимой деформации жестяных банок или к срыву крышек со стеклянной тары.

Нагрев продукта в процессе стерилизации (этапы А и В) сопровождается увеличением внутреннего давления внутри банки. Величина избыточного внутреннего давления в герметичном объеме банки зависит от содержания влаги, степени вакуумирования, степени расширения продукта в результате нагрева, а также от коэффициента заполнения банки и степени увеличения объема тары вследствие теплового расширения материала и вспучивания концов банок.

Степень теплового расширения материала тары (особенно у стекла) всегда ниже степени теплового расширения мясопродуктов. Поэтому устанавливают регламентируемые значения коэффициентов заполнения банок: для жестяных банок - 0,85-0,95, для стеклянных - меньше.

Избыточное давление в банке по сравнению с давлением в автоклаве обусловлено в основном давлением присутствующего воздуха. Вакуумирование банок, а также прогрев содержимого консервов перед укупоркой позволяют снизить величину внутреннего давления. Уровень перепада давлений в банке и в стерилизующем аппарате не должен выходить за определенные пределы. При диаметре банки 72,8 мм значение Ркр составляет 138 кН/м2, диаметре 153,1 мм соответственно 39 кН/м2.

Для создания этих условий в автоклав при стерилизации подают сжатый воздух или воду. Противодавление лучше создавать водой, имеющей высокий коэффициент теплопроводности и одновременно служащей греющей средой.

Необходимое для разгрузки автоклава снижение давления в аппарате до атмосферного по окончании стерилизации приводит к увеличению перепада давлений в банке и автоклаве, так как консервы сохраняют высокую температуру. По этой причине давление выравнивают постепенно, подавая в автоклав холодную воду под давлением, равным установившемуся в нем к концу стерилизации. В результате быстрого охлаждения консервов внутреннее давление падает, что позволяет осторожно понижать давление в самом автоклаве. Конечная температура охлаждения для жестяных банок перед их выгрузкой из автоклава установлена в пределах 40-45°С.

Период времени, необходимый для снижения давления в аппарате (величина С), составляет в среднем 20-40 мин.

Стерилизацией не всегда достигается полное отмирание микроорганизмов. Это зависит от:

1.Чем больше термостойкий микроорганизм, тем сложнее справиться (споры сенной палочки выдерживают 130 ?С).

2.Общего количества микроорганизмов.

3.От консистенции и гомогенности продукта (в жидких консервах м/о погибают за 25 мин, а в плотных – за 50 мин.).

5.от наличия жира (кишечная палочка в бульоне при 100 ?С погибает за 1 сек, а в жире – за 30 сек.

6.от наличия соли и сахара.

Стерилизация в электромагнитном поле токами высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысоких частот. Стерилизация достигается за счет образования тепла в клетках микроорганизмов под действием переменного электромагнитного поля. Стерильное мясо можно получить при нагревании до 145°С в течение 3 мин. Одновременно ТВЧ- и СВЧ-нагревы обеспечивают сохранность пищевой ценности продукта.

Стерилизация ионизирующими облучениями. К ионизирующим излучениям относят катодные лучи -поток быстрых электронов, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.

Продолжительность стерилизации ионизирующими облучениями - несколько десятков секунд. Однако высокая интенсивность облучения приводит к изменению составных частей мяса. После ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, поэтому его нужно довести до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.

Стерилизация горячим воздухом. Горячий воздух температурой 120°С циркулирует в стерилизаторе со скоростью 8 - 10 м/с. Данный способ дает возможность повысить теплопередачу от греющей среды консервам, снизить вероятность перегрева поверхностных слоев продукта.

Стерилизация в аппаратах периодического действия. Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов являются автоклавы СР, АВ и Б6-ИСА. Автоклавы подразделяются на вертикальные (для стерилизации консервов, выпускаемых в жестяной и стеклянной таре, паром или в воде) и горизонтальные (для стерилизации консервов в жестяной таре паром). Температуру и давление в автоклавах регулируют ручным методом или с помощью пневматических и электрических программных устройств - терморегуляторов.

В автоклавные корзины банки укладывают вручную, посредством загрузки транспортером «навалом» (в водяной ванне или без нее), гидравлическими и гидромагнитными укладчиками. Разгрузку производят, опрокидывая автоклавные корзины.

Рис. 1. Гидростатический стерилизатор А9-ФСА:

1 - камера подогрева; 2 камера стерилизации; 3 - камера первичного охлаждении; 4 - камера дополнительного охлаждения; 5 - бассейн охлаждения; 6 - механизм загрузки и выгрузки; 7 - линия слива водв в канализацию; 8 - цепной конвейер

Стерилизация в аппаратах непрерывного действия. Стерилизаторы непрерывного действия подразделяют на роторные, горизонтальные конвейерные, гидростатические. Первые два типа редко используют.

В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камере стерилизации с помощью гидравлических шлюзов.

В гидростатических стерилизаторах длина участков конвейера в зонах подогрева и охлаждения одинакова, поэтому формула стерилизации имеет симметричный вид А-В-А. Температура стерилизации поддерживается в результате регулирования положения уровня воды в камере стерилизации.

Гидростатический стерилизатор работает следующим образом. Банки загружают в банконосители бесконечного цепного конвейера, который подает их в шахту гидростатического (водяного) затвора-шлюза. После прогрева банки поступают в камеру парового стерилизатора, нагреваются до 120 °С и попадают в зону водяного охлаждения, где температура консервов падает до 75-80°С. Выйдя из гидростатического затвора, банки поступают в камеру дополнительного водяного охлаждения (40-50°С), после чего консервы выгружают из стерилизатора.

При использовании стерилизаторов непрерывного действия отпадает необходимость предварительного прогрева аппарата, поэтому две величины формулы стерилизации А и В образуют одну B` и она приобретает вид (В" + С)/Т.
Пастеризация.

Пастеризация является одной из разновидностей термообработки, при которой уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов. В связи с этим при выработке качественных пастеризованных консервов к сырью предъявляют ряд дополнительных жестких санитарно-гигиенических и технологических требований. Для таких консервов обычно используют свинину в шкуре; контролируют величину рН сырья (для свинины рН должна быть 5,7-6,2, для говядины - 6,3-6,5). В процессе посола и созревания рекомендуется применение шприцевания рассолов, массирования и тумблирования. Сырье фасуют в эллиптические или прямоугольные металлические банки вместимостью 470, 500 и 700 г с одновременным закладыванием желатина (1%). После подпрессовки банки укупоривают на вакуум - закаточных машинах.

Пастеризацию производят в вертикальных либо ротационных автоклавах. Режим, пастеризации включает время прогрева банок при 100°С (15 мин), период снижения температуры в автоклаве до 80°С (15 мин), время собственно пастеризации при 80°С (80-110 мин) и охлаждения до 20°С (65-80 мин). В зависимости от вида и массы консерв общая продолжительность процесса пастеризации составляет 165-210 мин; период прогрева центральной части продукта при 80°С- 20-25 мин.

При пастеризации в продукте могут сохраняться термоустойчивые виды микроорганизмов, способные развиваться при температурах до 60°С, а также термофильные виды с оптимумом развития при 53-55°С. Для предотвращения повышения обсемененности микроорганизмами необходимо как можно быстрее прогревать и охлаждать банки с тем, чтобы «пройти» температурный оптимум развития микроорганизмов. Самой опасной считают температуру 50 - 68°С.

Количество желе в пастеризованных изделиях увеличивается (от 8,2 до 23,8%) с повышением температуры термообработки (от 66 до 94 °С). Однако длительный нагрев ухудшает качество не только самого продукта, но и свойства желе (крепость, способность к застудневанию). Использование температур свыше 100°С при термообработке пастеризованных консервов (в период прогрева) сопровождается ухудшением сочности продукта, рыхлостью, ухудшением консистенции.

Тиндализация представляет собой процесс многократной пастеризации. При этом консервы подвергают термообработке 2-3 раза с интервалами между нагревом в 20 - 28 ч. Отличие тиндализации от обычной стерилизации заключается в том, что каждого из этапов теплового воздействия недостаточно для достижения необходимой степени стерильности, однако суммарный эффект режима гарантирует определенную стабильность консервов при хранении.

При данном способе термообработки микробиологическая стабильность обеспечивается тем, что в процессе первого этапа нагрева, который недостаточен по уровню стерилизующего эффекта, погибает большинство вегетативных клеток бактерий. Часть из них вследствие изменившихся условий внешней среды успевает модифицироваться в споровую форму. В течение промежуточной выдержки споры прорастают, а последующий нагрев вызывает гибель образовавшихся вегетативных клеток.

Так как степень воздействия режимов пастеризации и тиндализации на составные части мясопродуктов менее выражена, чем при стерилизации, пастеризованные изделия имеют лучшие органолептические и физико-химические показатели.

Пастеризованные консервы относят к полуконсервам, срок их хранения при t = 0-5°С и? не выше 75% 6 мес. Тиндализованные консервы, срок хранения которых при t не выше 15°С 1 год, относят к «3/4 консервам». Условная запись режима пастеризации имеет вид, аналогичный с формулой стерилизации. В нее входит несколько формул тепловых режимов с указанием периодов выдержки консервов между нагревами. Пастеризованные консервы являются деликатесным видом изделий.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Факторы, влияющие на смертельное время (микробиологическая составляющая)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

№ культуры	Число cпop на 1 см 2	Время, требуемое для умножения спор при 115 °С, мин
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

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

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

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

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

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

Способ может быть использован в консервной промышленности. Потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил. Подают сверхзвуковые потоки пара в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил. Условия обеспечивают конденсацию пара в пленке продукта. Одновременно воздействуют на продукт электромагнитным полем СВЧ. Способ обеспечивает стерильность продукта в условиях полной инактивации нативных ферментов.

Изобретение относится к технологии стерилизации жидких и пастообразных пищевых продуктов при комбинированном воздействии тепла и ультразвука. Известен способ стерилизации жидких пищевых продуктов, предусматривающих создание потока продукта пленочного режима течения в поле центробежных сил, его турбулизацию и генерирование в нем ультразвуковых колебаний путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта (Квасенков О. И. , Тюрина С.Б. Пути развития техники и технологии стерилизации // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промышленность, 1996, вып. 1, с. 1 - 6). Недостатком этого способа является высокая энергоемкость, связанная с необходимость прогрева потока продукта до температуры инактивации нативных ферментов для исключения ферментативных изменений в стерильном продукте. Наиболее близким к предлагаемому является способ стерилизации пищевых продуктов, включающий создание потока продукта, его турбулизацию механическими средствами и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний при передаче последних потоку продукта от внешнего источника (Губиев Ю.К. Научно-практические основы технологических процессов пищевых производств в электромагнитном поле СВЧ. Автореферат дис. ... д.т.н. - М.: МТИПП, 1990, с. 29 - 30). Этот способ позволяет инактивировать нативные ферменты до уничтожения микрофлоры, но в стерильном продукте происходит накопление 5-оксимкетилфурфурола или иных продуктов термодеструкции или полимеризации нативных питательных веществ стерилизуемого пищевого продукта вследствие его перегрева. Техническим результатом изобретения является достижение стерильности продукта в условиях полной инактивации нативных ферментов при отсутствии температурных превращений питательных веществ обрабатываемого продукта. Этот результат достигается тем, что в способе стерилизации пищевых продуктов, включающем создание потока продукта, его турбулизацию и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний, согласно изобретению потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а его турбулизацию и генерирование ультразвуковых колебаний осуществляют путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта. Это позволяет создать соотношение мощностей тепловыделений в продукте и ультразвуковых колебаний, обеспечивающих гибель микрофлоры и инактивацию нативных ферментов без термических изменений питательных веществ. Способ реализуется следующим образом. Поток жидкого или пюреобразного пищевого продукта подают в поле центробежных сил, создавая пленочный режим течения. Внешним источником создают поле электромагнитных колебаний сверхвысоких частот в зоне течения пленки продукта. Одновременно потоки пара разгоняют до сверхзвуковых скоростей и подают в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил. На выходе из подающих каналов происходит турбулентный срыв потоков пара, сопровождающийся образованием и схлопыванием в пленке продукта кавитационных полостей. Если сверхзвуковым потоком пара была создана закрепленная структура, то на некотором участке траектории до дробления на отдельные пузырьки потоки имеют бочкообразную форму и создают регулярные скачки уплотнений в узлах бочек. За счет адиабатного расширения на выходе из подающих каналов и теплообмена с обрабатываемым продуктом пузырьки пара охлаждаются и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей. Перемещение пара в пленке продукта сопровождается образованием спутных потоков продукта, то есть обеспечивает турбулизацию течения потока продукта. В результате в пленочном турбулентном потоке создаются ультразвуковые колебания, воздействующие на микрофлору одновременно с полем СВЧ внешнего источника. Поле СВЧ вызывает одновременный разогрев продукта и клеточного содержимого микрофлоры. Ультразвуковые колебания, генерируемые непосредственно в обрабатываемом продукте, в меньшей степени, чем вводимое от внешнего источника, подвержены диссипации в технологическом оборудовании или интерференции генерируемых и отраженных волн вследствие неупорядоченного возникновения и схлопывания кавитационных полостей по всему объему продукта. Столь же равномерный нагрев продукта и микрофлоры в поле СВЧ приводит к усилению синергетического воздействия ультразвука и нагрева на микрофлору. В результате инактивация нативных ферментов продукта и гибель микрофлоры происходят в одинаковом температурном интервале, для которого не характерны химические изменения питательных веществ, в частности образование проканцерогенного 5-оксиметилфурфурола из моно- и олигосахаров, что подтверждается данными химических анализов различных стерилизованных продуктов. Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить изменение питательных веществ пищевых продуктов в процесс стерилизации при одновременной инактивации нативных ферментов, что повышает качество стерильных пищевых продуктов.

Формула изобретения

Способ стерилизации пищевых продуктов, включающий создание потока продукта, его турбулизацию и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что потоку создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а его турбулизацию и генерирование ультразвуковых колебаний осуществляют путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства продуктов питания, подлежащих продолжительному хранению при температуре 18-20oС - консервов, в частности, их стерилизации, и может быть использовано также в процессах медико-биологических и биотехнологических производств

Изобретение относится к технологиям переработки жидкой продукции (молоко, соки и др.) Установка выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью, и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием кольцевого зазора между ними, не превышающего 2 мм

Изобретение относится к технологиям переработки жидкой продукции (молоко, соки и др.) Установка выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, на который установлен электронагреватель, выполненный в виде высокоомной спирали, намотанной на его поверхности и зафиксированной теплоизоляцией с отражающей внутренней поверхностью, и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием зазора между ними не больше 4 мм

Способ стерилизации пищевых продуктов

Консервированный продукт может длительно храниться без порчи только в том случае, если в нем полностью подавлена жизнедеятельность практически всех микроорганизмов, присут­ствующих в продукте. Процесс воздействия на продукт различ­ными факторами с целью уничтожения в нем микроорганизмов называется стерилизацией. После стерилизации в продукте, как правило, остаются микроорганизмы, не проявляющие своей жиз­недеятельности и не вызывающие его порчи. Подобрать правиль­ный режим, уничтожить микроорганизмы, способные вызвать порчу продукта, обеспечить сохранение хорошего качества про­дукта и его пищевую ценность - основная цель стерилизации.

При тепловой стерилизации режимы определяются темпера­турой и продолжительностью ее воздействия. При повышении температуры сокращается продолжительность стерилизации, что способствует сохранению качества продукта. Но очень высокие температуры тоже могут привести к ухудшению качества неко­торых видов консервов. Поэтому необходимо учитывать особен­ности свойств консервируемого продукта и выбирать оптималь­ные значения. Температура стерилизации зависит от рН продук­та, от специфики микроорганизмов, поражающих его. Так, в кис­лотных продуктах (компоты, томагопродукты, некоторые плодо­во-ягодные соки) основная микрофлора представлена термонеус - тончивыми плесневыми и дрожжевыми грибами, температура их стерилизации не превышает 100 СС. Овощные и мясоовощные консервы, имеющие рН выше 4,2 и термоустойчивую бактери­альную микрофлору, стерилизуют при высоких температурах. Часто режимы стерилизации заведомо ужесточают, учитывая возможность наличия спороносных организмов, поскольку споры могут переносить высокие температуры.

Зная оптимальную температуру стерилизации, необходимо установить продолжительность процесса. Время, необходимое для уничтожения микроорганизмов при определенной темпера­туре, называется смертельным или летальным. Оно зависит не только от температуры стерилизации и кислотности продукта, но и от вида микроорганизмов и их количества. Большое значение имеет консистенция продукта, его вязкость, теплоемкость, теп­лопроводность, т. е. все факторы, влияющие на скорость проник­новения тепла в продукт и, следовательно, на продолжитель­ность стерилизации. Существенное значение имеет начальная температура продукта перед стерилизацией. Обычно продукты фасуют в тару горячими. Скорость проникновения тепла зави­сит от вида, толщины и размера тары.

С учетом перечисленных факторов для всех видов консерви­руемых теплом продуктов существует формула режима стерили-

Лизации --------- Y----- р. В числителе через тире обозначают: А -

Продолжительность подъема температуры греющей среды в ав­токлаве до температуры стерилизации, мин; В - продолжитель­ность собственно стерилизации, в процессе которой в автоклаве поддерживается постоянная температура, мин; С - время сни­жения давления пара или время охлаждения греющей среды в автоклаве, мин; Т - температура греющей среды в автоклаве во время стерилизации, °С; р - максимальная величина суммарно­го давления, создаваемого в автоклаве для компенсации внут­реннего давления, возникающего в банках, кПа.

Способы стерилизации различаются в зависимости от вида продукта, тары, в которую он расфасован, от температуры сте­рилизации. Существует два основных способа стерилизации - при атмосферном давлении и при давлении выше атмосферного. В соответствии с этим применяют стерилизационные аппараты, работающие при атмосферном давлении и давлении выше ат­мосферного. И те и другие могут быть периодического или не­прерывного действия.

Стерилизацию при атмосферном давлении и температуре до 100 °С (пастеризацию) применяют для некоторых видов плодо­овощных консервов в основном с высокой кислотностью, фасо­ванных в жестяные или стеклянные банки. Для этого сущест­вуют аппараты открытого типа - ванны или автоклавы, обору­дованные барботерами для подачи пара. Банки погружают в воду с температурой 80-100 СС. подогревают воду до темпе­ратуры стерилизации и стерилизуют заданное время. Существу­ют пастеризаторы - охладители непрерывного действия, обогре­ваемые паром, горячей водой или горячим воздухом.

Для стерилизации при температурах выше 100 °С и давлении выше атмосферного применяют герметически закрытые аппара­ты - вертикальные и горизонтальные автоклавы или непрерыв - нодействующие стерилизаторы.

Для обеспечения температуры стерилизации (110-125 °С) консервы стерилизуют насыщенным паром или горячей водой под давлением выше атмосферного. Консервы в жестяных бан­ках стерилизуют и паром и в воде; консервы в стеклянной таре стерилизуют только в воде, создавая необходимое давление в автоклаве напором воды или сжатого воздуха. Чтобы избежать деформации концов жестяных банок и срыва крышек со стек­лянных банок в результате повышения давления внутри банки при стерилизации и при охлаждении консервов в автоклаве со­здают избыточное давление с помощью воды или сжатого воз­духа.

Для предотвращения брака консервов и соблюдения собст­венного режима стерилизации при заданных значениях времени и температуры необходимо тщательно следить за повышением давления в автоклаве при подаче пара или повышении темпе­ратуры воды, снижением температуры и давления после завер­шения стерилизации, охлаждением консервов.

После стерилизации и охлаждения банки моют, подсушива­ют и этикетнруют.

Центр дистанционного образования «Эйдос»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

АГИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2

Иванникова Ирина, ученица 9 класса, Агинской средней общеобразовательнойшколы №2

Работа по математике и биологии

Руководители: Шиндякина Татьяна Александровна, учитель математики; Щедловская Олеся Анатольевна, учитель биологии

РАДИАЦИОННАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Почему я выбрала эту тему:

Мне стало интересно, как происходит радиационная стерилизация пищевых продуктов

Цель:

Выяснить, почему радиационная технология обработки пищевых продуктов обладает существенными преимуществами по сравнению с другими известными способами.

Задачи:

1. Понять сущностьрадиационной технологии обработки пищевых продуктов;

2. Узнать какие существуют особенности радиационной обработки различных продуктов;

3. Исследовать, какие биологические изменения происходят в стерилизованных продуктах;

Идея и проблемы:

Не безопасно ли употреблять продукты после радиационной стерилизации, на какие группы делятся продукты, подвергающиеся стерилизации.

ВВЕДЕНИЕ

Существуют различные методы обработки продуктов питания:

1. Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этим методам относятся пастеризация и стерилизация

2.Консервирование ультразвуком (более 20 кГц). Этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.

3.Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60-400 нм. Применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.

4.Использование обеспложивающих фильтров. Сущность этого метода состоит в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких продуктов.

5.Асептическое консервирование – это стерилизации продукта при температуре 130-150 °С с последующим охлаждением; стерилизации тары радиационной обработкой. Такая обработка универсальна и применяется для жидких и вязких продуктов (молоко, соки, вина, паста и др.). В своей работе я хочу подробней остановиться именно на радиационной обработке продуктов питания, так какрадиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой через кишечник. Икаким образом можно обезопасить себя от радиоактивных веществ, и какие продукты питания можно подвергать радиационной обработке.

1.Анализ литературы найденной в сети интернет

2.Сравнивали результаты поиска

3.Сопоставление фактов

II С УЩНОСТЬ МЕТОДА РАДИАЦИОННОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией, или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют а-, Р-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана на ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами.

Радиационная стерилизация продуктов питания заключается в облучении пищи ионизирующим излучением под действием изотопов кобальта или цезия, с целью увеличения сроков хранения и уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Известно, что по различным причинам: гниение, прорастание, порча насекомыми, пропадает большое количество продовольственных продуктов, сырья, семян.Таким образом, использование радиационной стерилизации позволит не только увеличить сроки хранения тех или иных продуктов питания, но и значительно сократить число возможных пищевых отравлени й

Существенным недостатком ионизирующей обработки продуктов является изменение химического состава и органолептических свойств. В промышленности этот метод используется для обработки тары, упаковки, помещений.

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