Технология стерилизации продукции. Домашняя стерилизация и пастеризация пищевых продуктов Температура стерилизации продуктов
Пастеризация – это нагревание продукта до температуры ниже 100 °С. При пастеризации погибают только вегетативные клетки микробов. Поэтому пастеризация хотя и удлиняет сроки хранения, но не гарантирует их полной сохранности. Пищевая ценность пастеризованных продуктов практически не изменяется, только частично разрушается витамин С.
Стерилизация – это нагревание продукта при температуре свыше 100 °С. При стерилизации погибает большинство микроорганизмов и их споры, а также разрушаются ферменты. Поэтому стерилизованные продукты сохраняются длительное время. При стерилизации снижается их вкусовая и питательная ценность, разрушаются витамины.
Асептическим методом консервируют жидкие и пюреобразные продукты: продукты подвергаются кратковременной высокотемпературной стерилизации в крупных емкостях, а затем фасуют в стерильную тару и укупоривают в асептических условиях. При этом сокращается время термической обработки продукта, в результате лучше сохраняется его качество после стерилизации и при последующем хранении.
Продукты стерилизуют также электрическим током сверхвысокой частоты и ультразвуком. Бактерицидными свойствами обладают ультрафиолетовые лучи, которыми стерилизуют поверхности продуктов, воды, воздуха, тары и оборудования. Ультразвук разрушает микроорганизмы и их споры. Механическая стерилизация – фильтрование жидких продуктов (фруктовых соков) через специальные фильтры, задерживающие микроорганизмы.
Облучение ионизирующей радиацией можно использовать для задержки прорастания картофеля, лука при хранении т.д. Этот метод находится в стадии разработки.
Физико-химические методы – это консервирование продуктов поваренной солью, сахаром и сушкой. Консервирующими факторами являются повышение осмотического давления (т.е. давления, вызванного молекулами растворенного вещества) и снижение активности воды.
Повышение осмотического давления достигается внесением в продукт поваренной соли или сахара либо концентрированием растворенных веществ самого продукта путем его высушивания. При высоком осмотическом давлении снижается активность воды, наступает плазмолиз (обезвоживание) клеток микробов, инактивируются ферменты. Консервирующее действие поваренной соли обусловлено также тем, что активные катионы натрия и анионы хлора присоединяются по месту пептидных связей белковых молекул, в результате чего белки продукта становятся недоступными для питания микроорганизмов.
· Консервирование сушкой (обезвоживание) необходимую для жизни и деятельности микроорганизмов влагу из продуктов удаляют обычно тепловым способом. Наиболее распространена сушка продуктов воздухом, нагретым до 80–120 °С и выше. Для каждого вида продуктов разработаны оптимальные режимы сушки.
Существует естественная и искусственная сушка. Естественным способом сушат абрикосы, виноград и другие плоды. Искусственная сушка продуктов осуществляется в специальных сушильных камерах и аппаратах. Известно много способов сушки: нагретым до 80–120 °С воздухом (конвективная, распылительная), горячей поверхностью (вальцевая сушка), сублимационная, вакуумная, микроволновая и другие виды.
Вакуумная сушка характеризуется тем, что продукт высушивается без доступа воздуха при сравнительно низкой температуре (40–60 °С), благодаря чему хорошо сохраняются первоначальные свойства продукта.
Микроволновая сушка проводится с использованием энергии сверхвысокой частоты (СВЧ); процесс сушки при этом ускоряется, продукты приобретают пористую структуру, увеличиваются в объеме.
Сублимационная сушка. При сушке методом сублимации продукт обезвоживается в замороженном состоянии (при –5 °С и ниже) и при глубоком вакууме (1,5–2,0 гПА). В этих условиях влага продукта из твердого состояния (льда) переходит в парообразное, минуя жидкую фазу. Происходит возгонка, т.е. сублимация, замороженной влаги в пар. У высушенных продуктов быстро восстанавливаются исходные свойства при заливке их теплой водой. Методом сублимации консервируют мясо, фрукты, овощи, соки и другие продукты.
Консервирование сушкой имеет свои преимущества и недостатки. Преимущества состоят в том, что сушеные продукты хорошо сохраняются, удобны для транспортирования, обладают более высокой калорийностью.
К недостаткам сушки следует отнести изменение физического состояния продукта (внешнего вида, формы, объема, плотности), потери витаминов, ароматических и вкусовых веществ. Размеры потерь, а следовательно, и питательная ценность продуктов во многом зависят от вида применяемой сушки. Наиболее значительные потери наблюдаются в продуктах при солнечной сушке, сушке горячей поверхностью и нагретым воздухом.
· Консервирование солью применяют для подавления или прекращения жизнедеятельности микроорганизмов в результате повышения осмотического давления в продукте при добавлении в него поваренной соли. Высокое осмотическое давление вызывает обезвоживание и плазмолиз микробной клетки. Консервирующий эффект зависит от концентрации клетки. При солении происходит частичная потеря питательных веществ продукта, которые вместе с водой переходят в рассол, изменяются вкусовые свойства. Некоторые виды рыбы (сельди, лососевые) в результате выдержки при посоле приобретают особые вкусовые достоинства.
· Консервирование сахаром также основано на повышении осмотического давления, обеспечивающего подавление развития микроорганизмов в продукте при добавлении в него сахара. Консервирующее действие сахара слабее, чем соли, поэтому консервацию сахаром часто сочетают с пастеризацией или стерилизацией продукта в герметической таре, а также варкой. Этим способам готовят варенье, джем, повидло, цукаты. Продукты, консервированные сахаром, имеют более высокую калорийность по сравнению с исходным сырьем, однако при нагревании возможны потери витаминов и ароматических веществ.
Биохимические методы консервирования. Эти методы основаны на подавлении действия микроорганизмов и ферментов путем добавления консервирующих веществ в продукты или образования их в результате биохимических (ферментативных) процессов. Типичным примером биохимического способа консервирования является квашение.
· Квашение основано на консервирующем действии молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого брожения сахаров продукта. Накопившаяся молочная кислота, изменяя кислотность среды, подавляет деятельность гнилостных микроорганизмов, чем и объясняется хорошая сохраняемость квашеных продуктов в охлажденных помещениях.
Одновременно с образованием молочной кислоты накапливается этиловый спирт, который также оказывает консервирующее действие.
Квашение применяют для консервирования овощей (квашеная капуста, соленые огурцы, томаты и др.), плодов, грибов. Квашение, соление и мочение – это различные названия одного и того же способа консервирования. Соль, добавляемая в продукты при квашении, выполняет роль вкусового компонента, способствует выделению клеточного сока, содержащего сахар, а также благоприятно влияет на развитие молочнокислых бактерий на первой стадии брожения.
Преимущество квашения состоит в том, что оно позволяет получать продукт с другими вкусовыми свойствами, а также сохранять значительное количество витамина С.
Химические методы. К химическим методам относят следующие методы:
· Консервирование этиловым спиртом (основано на губительном действии спирта на микроорганизмы). В концентрациях 12– 16% этиловый спирт замедляет развитие микрофлоры, а при 18% полностью подавляет. Этиловый спирт используется в качестве консерванта при производстве полуфабрикатов плодово-ягодных соков, обуславливает длительное хранение вина и других алкогольных напитков.
· Маринование (основано на подавлении жизнедеятельности микроорганизмов уксусной кислотой, которая так же, как и молочная, повышает активную кислотность среды).
Уксусную кислоту в количестве от 0,6 до 1,2% добавляют при мариновании плодов, овощей, рыбы, грибов. Небольшая концентрация кислоты не может полностью гарантировать защиту продукта от порчи в процессе хранения. Поэтому плоды и овощи, маринованные небольшим количеством уксусной кислоты, подвергают пастеризации или стерилизации, маринование рыбы сочетают с солением. Более же высокая концентрация уксусной кислоты ухудшает вкус продукта и небезвредна для организма человека.
· Другие кислоты используемые для консервирования. С этой целью консервирования используют сорбиновую, лимонную, бензойную кислоты и их соли. Наиболее перспективной из них является сорбиновая кислота, которая обладает бактерицидным действием по отношению к дрожжам и плесневым грибам. В отличие от других химических консервантов сорбиновая кислота не оказывает вредного воздействия на организм человека и не придает продуктам какого-либо привкуса и запаха. Сорбиновую кислоту и ее соли применяют для консервирования фруктовых пюре, соков, томатопродуктов и др.
Известно много других химических веществ, которые находят применение для удлинения сроков хранения пищевых продуктов. К таким веществам относят метабисульфит калия, сернистый газ, уротропин, борную кислоту и т.д.
Разработчики биоконсервантов столкнулись с серьезной трудностью. В связи с повышением стоимости металлической тары в настоящее время стало возможным использование полимерной тары для консервирования пищевых продуктов. Но недостатком данного вида материала является снижение сроков годности продукта. Поэтому прибегают к различным консервантам, которые могут оказывать на организм человека неблагоприятное воздействие.
· Препараты естественного происхождения. К препаратам естественного происхождения относятся продукты с добавлением бифидум– и лактобактерий. Также используются лактококки, обладающие полезными для человека свойствами. Представителем данной группы является низин – антимикробное вещество природного происхождения. В этом его отличие от традиционных и совсем не безвредных уксусной, бензойной, сорбиновой кислот. Он является единственным антибиотиком, допущенным органами здравоохранения к широкому применению в пищевой промышленности. Для получения консервов с высокими органолептическими показателями внедряют биоконсерванты, которые имеют высокую потребительскую ценность.
· Комбинированные способы консервирования. Находят широкое применение в производстве и хранении пищевых продуктов. К ним относят, например, копчение рыбы, мясных изделий. Консервирующими факторами при копчении являются химические вещества, переходящие в продукт из дыма или коптильной жидкости, частичное обезвоживание продукта, а также поваренная соль. Товары холодного копчения могут храниться при обычной
температуре несколько месяцев. К комбинированным методам стоит также отнести вяление рыбы (соление сочетается с подсушиванием), получение молочных консервов (сгущение сочетается с сахаром или стерилизацией).
Комбинированные методы консервирования часто дают положительные результаты для сохранения пищевых достоинств продукта и повышения стойкости в хранении.
Современная пищевая промышленность уже не мыслима без процессов стерилизации и пастеризации . В возможности длительного хранения продуктов без потери их качества заинтересованы не только крупные производства, но и абсолютно все заведения общественного питания, в особенности фаст-фуд.
Технологии подавления жизнедеятельности микроорганизмов наиболее востребованы в консервировании. Они призваны обеспечивать пищевую ценность и сохранять от порчи готовые продукты в стеклянной, жестяной и ПЭТ-тарах. Чтобы процесс обработки получился максимально эффективным, необходимо правильно выбрать способ стерилизации.
Во многом тот или иной принцип стерилизации зависит от рН продукта и специфики поражающих его микроорганизмов. Естественно, микрофлора жидкостей, овощей, мяса или рыбы отличается друг от друга. Так, кислотные продукты (соки, компоты и пр.) обрабатываются при температуре не более 100 °С при атмосферном давлении (пастеризация). Овощные и мясные консервы требуют воздействия более высоких температур и часто с избыточным давлением. Это необходимо, чтобы заданная температура проникла во все слои продукта.
Сегодня в пищевой промышленности применяются три основных вида стерилизации : термическая, СВЧ (электромагнитная) и гидростатическая.
Термический способ обработки
- самый распространенный. Продолжительность стерилизации, как уже говорилось выше, зависит от вида, толщины и размера тары, а также консистенции, теплопроводности продукта и других факторов. Установки для этого вида стерилизации называются автоклавами (ваннами). .jpg)
При пастеризации (не выше 100 °С) используются открытые периодического действия аппараты. Они оборудованы барботерами для подачи пара. В остальных случая применяют герметичные стерилизаторы непрерывного действия. Они обеспечивают температуру 110-125 °С и стерилизуют насыщенным паром или горячей водой под давлением выше атмосферного.
СВЧ-стерилизация - это ближайшее будущее в быстрой обработке готовых продуктов. Традиционный, термический метод имеет ряд недостатков. Главный из них - обеззараживание пищи до процесса упаковки, что делает возможным повторное загрязнение продукта во время упаковывания.
Использование электромагнитных микроволн СВЧ-диапазона позволяет достичь полной стерилизации внутри упаковки благодаря равномерному нагреву абсолютно всех участков. Более того, не требуется использовать никаких консервантов, а срок хранения при этом - минимум 9-12 месяцев. Сейчас линии СВЧ-стерилизации действуют по всему. Лидер - США, но и другие страны всё активнее внедряют данную технологию, включая Россию.
Стерилизация при помощи высокого гидростатического давления - уникальный, но пока очень дорогостоящий способ стерилизации пищевой продукции. Давно применяется в Америке, но в Европе мало популярен. Для работы по данной технологии требуется возводить настоящий цех. В специальном стальном цилиндре мощный поршень сжимает воду, создавая давление от 4 000 до 6 000 бар.
Этот вид обработки позволяет проводить стерилизацию как в упаковке, так и без неё. К примеру, свежая рыба после неё хранится до 80 дней. Правда, не все продукты можно обрабатывать таким способом. Только те, что не имеют воздушных полостей. Не смотря на отличную производительность подобных установок (до 50 т/сутки), есть фактор, сильно тормозящий их широкое внедрение - стоимость в несколько миллионов евро. Однако, по прогнозам специалистов, уже через несколько лет эта технология может стать одной из ведущих.
Разработкой и производством установок для пастеризации и стерилизации успешно занимаются как отечественные так и зарубежные компании. Поэтому выбор необходимо делать исходя из требуемой функциональности и, конечно, стоимости аппарата. Ниже предлагаем вашему вниманию описание ряда популярных моделей оборудования для стерилизации .
Горизонтальный замкнутый стерилизатор АГ-1200 от «УралЦентрКомплект» (Россия)
Это установка, работающая по термической технологии. В онлайн-режиме рассчитывает стерилизующий эффект, что дает возможность корректировать температуру в реальном времени. Аппарат оснащен мощной водораспределительной системой, осуществляющей циркуляцию воды со скоростью до 120 м³/час. Таким образом, обеспечивается высокий коэффициент теплопередачи за короткий промежуток времени, что, в свою очередь, позволяет значительно экономить электроэнергию. Наконец, стерилизатор АГ-1200 способен стерилизовать пищевые продукты в любой упаковке (стеклянная тара, жестяные банки, ламистер (стералкон), реторт пакеты т. д.).
.jpg)
Проточные пастеризаторы для пищевых жидкостей «H&G» от «HERMIS» (Литва)
Предназначен для непрерывной термической обработки соков, пива, кваса, вина и других напитков. Производительность от 2000 до 30000 л/час. Очень эффективен благодаря уникальной электронной начинке: температурным датчикам, дебетометрам, кондуктометрам, электропневматическим клапанам и пр.
Стерилизатор ED 23 от Binder (Германия)
Аппарат, работающий по СВЧ-технологии с возможностью стерилизации при температуре до 300 °С. Имеет предварительный нагрев APT.line™, а также цифровую настройку температуры с точностью до градуса. Благодаря памяти способен воспроизводить ранее заданные параметры стерилизации. Может работать до 100 часов безостановочно, а, в случае возникновения проблемы, автоматически отключаться.
Основным технологическим процессом при производстве мясных и мясо-растительных консервов (и других видов продукции длительного хранения) является стерилизация продукции.
Стерилизация продукции
Процесс стерилизации консервов заключается в жесткой тепловой обработки, которая обеспечивает полную гибель не образующей споры микрофлоры, а также значительно снижает остаточное количество спорообразующих микроогранизмов, тем самым обеспечивая допустимый нормативно-технической документацией уровень микроорганизмов в готовом продукте
Стерилизация продукции гарантирует стойкость консервированной продукции при длительных сроках хранения и обеспечивает безопасность употребления такой продукции в пищу.
Стерилизация продукции выполняется в установках периодического действия (например в автоклаве ИПКС-128-500), а также автоклавы непрерывного действия, основанные на создании избыточного давления за счет естественного столба воды.
Технология стерилизации продукции
Проверка герметичности укупорки
Первой операцией перед стерилизацией продукции является проверка укупоренных банок на герметичность, как правило это делают погружным способом в горячую воду с температурой 80-90 ºС, что позволяет выявить продукцию с браком при укупорке, после проверки и дефектовки переходят к следующему этапу.
Первым этапом начала процесса стерилизации является загрузка фасованной и укупоренной продукции в автоклав, при этом продукт может быть расфасован в любую допустимую к применению герметичную тару (стеклянные банки с завинчивающимися крышками, жестяная тара, ламистер, реторт-пакеты и др.).
после завершения загрузки автоклав закрывают (в данном примере будет рассматриваться водо-паровой автоклав переодического действия) заполняют водой и запускают процесс стерилизации.
Стерилизация продукции
Стерилизация продукции складывается из нескольких этапов, более подробно разберем каждый из них.
Нагрев содержимого автоклава
На данном этапе происходит нагрев содержимого автоклава до температуры стерилизации. Нагрев осуществляется либо острым паром, либо с помощью электрических тенов. В среднем процесс нагрева занимается от 40 минут и более в зависимости от объема автоклава, и способа передачи тепла.
Собственно сама операция стерилизации
Процесс стерилизации заключается в выдержке продукции определенное время при определенной температуре под избыточным давлением.
Для мясных и мясо-растительных консервов температура стерилизации может быть различна и варьировать от 110 до 120 ºС, выдержка для мясных изделий при стерилизации составляе от 50 до 100 минут в зависимости от типа производимого продукта.
Охлаждение
После завершения процесса стерилизации, начинают плавный сброс температуры внутри автоклава и избыточного давления. Это осуществляется путем подвода через охлаждающую рубашку холодной воды.
Процесс снижения температуры до 40-45 ºС занимает от 40 минут в зависимости от объема автоклава и разницы температур между автоклавом и хладагентом.
Выгрузка продукции
После охлаждения, выгружают из автоклава, проводят контроль качества, также возможна отправка партии консервов на проверку качества стерилизации в термостатную камеру. В термостатной камере создаются оптимальные условия для развития микрофлоры (температура 35 — 37 ºС), выдержка в термостатной камере проходит в течении 10 дней. После выдержки проводят повторный контроль качества, продукцию с признаками порчи (вздутие банок, разгерметизация) отбраковывают.
С Уважением, Горбунов Евгений.
Теги: обзоры , технологии , производство .
Понравиласть статья? Оцените её поставив соответствующую звездочку.
Хотите получать ссылки на новые статьи на электронную почту " ".
Внимание!!!
При цитировании текста статей и использовании любых материалов с портала "Мясо. Мясопродукты. Пищевые технологии." ссылка на сайт обязательна.
Добавить комментарий
В общем значении слова под стерилизацией понимают такую обработку продуктов, при которой в них полностью уничтожаются все микроорганизмы и их споры. Стерилизацию продукта можно обеспечить:
его нагреванием до высокой температуры;
обработкой ионизирующим облучением;
введением химических веществ, вызывающих отмирание микроорганизмов;
другими способами или комбинацией нескольких способов, например, введением химических веществ с последующим нагреванием до высокой температуры.
В промышленных условиях полной стерилизации пищевых продуктов не достигают - это требует значительного стерилизующего воздействия. Вполне достаточно, чтобы в продукте не содержались патогенные микроорганизмы и чтобы он был стойким при хранении.
Поэтому в практике консервирования пищевых продуктов их стерилизуют до промышленной стерильности (а не до полной, как это принято, например, в медицине при стерилизации инструмента). После стерилизации в продукте остаются жизнеспособными какое-то количество спор и даже вегетативных форм микроорганизмов.
Число выживших микроорганизмов (спор) зависит от степени стерилизации, которая в свою очередь зависит от назначения консервов, или, точнее, от предполагаемых условий их хранения.
В зарубежной практике в зависимости от степени полноты стерилизации различают три основных вида консервов (иногда используют и более широкую градацию):
тропические;
полные консервы;
пресервы (полуконсервы).
Тропические консервы стерилизуют до полного подавления всех жизнеспособных вегетативных форм микроорганизмов и их спор, включая мезофильные, то есть теплолюбивые бактерии и их споры.
Тропические консервы можно хранить при высокой температуре - 30-40°С, то есть в оптимальном для развития большинства гнилостной микрофлоры температурном интервале.
Полные консервы, или просто консервы, стерилизуют до подавления всех вегетативных форм микроорганизмов и большинства их спор.
Однако небольшое количество спор мезофильных бактерий остается хотя и сильно ослабленными, но жизнеспособными, и при попадании в благоприятные условия (то есть при неблагоприятных условиях хранения консервов), например, во время хранения консервов при повышенной температуре (30-35°С), они могут размножиться, вызывая тем самым порчу консервов. Поэтому консервы не рекомендуется хранить при температуре выше 25°С.
Пресервы стерилизуют до подавления большинства вегетативных форм микроорганизмов. Небольшое количество вегетативных форм мезофильных микроорганизмов и большая часть спор остаются жизнеспособными и легко развиваются при комнатной температуре. Поэтому пресервы хранят при низкой положительной или высокой отрицательной температуре, в большинстве случаев при температуре около 0°С.
Отечественная промышленность в основном вырабатывает полные, или просто консервы, и пресервы. В небольших количествах по специальным заказам вырабатываются консервы для жаркого климата, по микробиологическим показателям сходные с тропическими консервами.
Наибольшее распространение в промышленности имеет стерилизация продуктов воздействием высокой температуры. Естественно, что после стерилизации продукт не должен соприкасаться с воздухом или иной средой, содержащей микроорганизмы, чтобы не произошло так называемого вторичного, или повторного, обсеменения. Следовательно, стерилизованные продукты, получившие название "консервы", должны упаковываться в герметически упакованную тару.
Таким образом, к консервам относятся пищевые продукты, упакованные в металлические, стеклянные, пластмассовые, ламинированные или комбинированные из этих материалов емкости, которые после заполнения этих емкостей или до того путем обработки теплом стали устойчивыми при хранении.
К консервам относят также пресервы, которые отличаются от собственно консервов меньшей устойчивостью при хранении.
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.
