Влияние нагрева на микрофлору
Нагрев продукта до температур выше 100°С в течение регламентированного времени в мясной промышленности применяют либо для консервирования мясопродуктов, либо для полного уничтожения вредоносной, в том числе и споровой, микрофлоры с целью обезвреживания продукта. В обоих случаях нагрев, необходимый для достижения соответствующего эффекта, принято называть стерилизацией. Однако в первом случае достаточен такой нагрев, в результате которого достигается лишь инактивация спор, т. е. подавление их способности развиваться в консервированном продукте (промышленная стерилизация), во втором он должен обеспечить безусловное уничтожение наиболее устойчивых спор вредоносных микроорганизмов (полная стерилизация).
Полное уничтожение наиболее устойчивых спор может гарантировать влажный нагрев до достаточно высоких температур. Как показали опыты, нагрев при 134°С в течение 5 минуничтожает все споры, содержащиеся в продукте. Отсюда при необходимости полной стерилизации мясопродуктов с целью уничтожения спорогенных болезнетворных бактерий (в том числе сибиреязвенной палочки, возбудителей эмфизематозного карбункула, столбняка и других опасных заболеваний) необходим нагрев до температур выше 130°С.
Однако высокие температуры при консервировании пищевых мясопродуктов вызывают такие изменения их состава, которые приводят к заметному снижению пищевой ценности. Поэтому, максимально допустимая температура нагрева может оказаться заведомо ниже той, при которой можно ожидать полного отмирания спор, особенно если они отличаются высокой устойчивостью к нагреву.
|
|
|
Большинство исследователей сходится на том, что отмирание спор в продуктах с низкой кислотностью (к которым относятся мясопродукты) начинается при температурах немного ниже 100°С, но с такой незначительной скоростью, что сроки нагрева, необходимые для достижения стерилизующего эффекта, практически неприемлемы (по некоторым данным, при этой температуре происходит активизация спор, т. е. повышение их способности к прорастанию).
Скорость отмирания спор зависит от природы микроорганизмов, температуры нагрева и свойств среды (продукта). Вегетативные формы микроорганизмов, в том числе и спорогенных, по разному реагируют на действие высоких температур. Большинство из них (мезофилы) погибают при температуре до 70°С. Но многие выдерживают более жесткий нагрев.
В консервах после стерилизации нагревом чаще сохраняют жизнеспособность представители термофильных бацилл и клостридий с оптимумом развития 55-56°С, способные вызывать порчу консервов. Особенно часто встречаются Cl. sporogenes. К числу устойчивых спорогенных микробов, способных вызывать пищевые отравления, относится Cl. botulinum.
|
|
|
Термоустойчивые и термофильные микроорганизмы могут культивироваться в результате приспособления мезофильных к окружающим условиям. Например, при чередующемся повышении и понижении температуры на загрязненном оборудовании появляются термоустойчивые и термофильные варианты мезофилов. Многие изних были обнаружены на поверхности котлов и труб для бульона, на поверхности бланшировочных котлов. Некоторые были выделеныс поверхности консервной тары. Отмечены случаи «заражения»термофильными свойствами, когда мезофилы приобретают термоустойчивость в присутствии термофилов.
Споры различных видов микроорганизмов также обладают разной устойчивостью к действию высоких температур. Некоторые из них быстро отмирают при температуре, близкой к 100°С, другие, например сенная палочка, выдерживают нагрев выше 130°С. Споры анаэробов отмирают медленнее, чем споры аэробов. Но не только различные виды, а даже различные культуры и штаммы одного и того же вида образуют споры с различной устойчивостью к высоким температурам. Так, при 110°С время, необходимое для уничтожения спор различных штаммов Cl. botulinum, колебалось от 7 до 16 мин. Играют роль возраст, среда, в которой они находились, условия развития микроорганизмов. В большинстве случаев устойчивость спор увеличивается с возрастом. Культуры микроорганизмов, попавшие из земли, более устойчивы. Термоустойчивость спор, выросших в стерилизованном мясе, втрое выше, чем выращенных в сыром.
|
|
|
Наличие в консервах термоустойчивой и термофильной микрофлоры при твердо установленном режиме является причиной брака вследствие неполной стерилизации. Имеется и другая опасность. Так как некоторые из термофилов почти не растут при 37°С, то при хранении они себя не обнаруживают.
Стерилизация мяса и мясопродуктов при температурах выше 100°С вызывает в них ряд изменений. Гидролиз жира при принятых для мясных консервов режимах стерилизации не оказывает отрицательного влияния на качество продукта, однако с развитием гидролиза белковых веществ ухудшается качество мяса. При высоких температурах наиболее подвержен гидролитическому распаду коллаген. Если сырье предварительно подвергалось варке или бланшировке, то после стерилизации разрушение тканей будет еще более заметным. При стерилизации мясопродуктов происходит разрушение витаминов (от 40 до 70%). Наиболее устойчивы к нагреванию витамины Е и К. Витамин А практически выдерживает t до 130°С при условии, если нагрев осуществляется при отсутствии кислорода.
|
|
|
Для каждого продукта имеется оптимум режима стерилизации. Нагревание мяса до 108°С практически не вызывает изменений, при t около 130°С уже заметен гидролитический распад белков, а при нагревании в течение 1 ч при 140°С распадается около 20% белковых веществ. T 120°С считают предельно допустимой для консервов, имеющих грубую структуру (со значительным содержанием соединительнотканных включений). Для большинства деликатесных консервов t стерилизации должна быть не более 110°С, а для сосисок, ветчины, бекона – 100°С. при правильно проведенной тепловой стерилизации обеспечивается уничтожение микроорганизмов или такое их подавление, которое исключает развитие спор, остающихся в продукте.
При пастеризации уничтожается в основном вегетативная форма микроорганизмов, споры не погибают. Температура пастеризации лежит в пределах 75-80°С. полученные продукты имеют пониженную продолжительность хранения (до 6 месяцев при 6°С), поэтому их называют полуконсервами. Еще менее стойки пресервы (продукты, не подвергаемые тепловой обработке). Определенная стойкость пресервов происходит за счет герметичной упаковки продукта, повышения его кислотности, введения консервирующих веществ.
При тиндализации (дробной стерилизации при температуре 100°С) или (многократная пастеризация, если температура ниже 100°С) продукт подвергают термообработке 2-3 раза с интервалами 20-28 часов. Сущность тиндализации – чередование нагрева консервируемого продукта до температуры 100°С или ниже 100°С с последующей выдержкой консервов при температуре 18-25°С. За это время споры, активированные предшествующим нагреванием, быстро прорастают (превращаются в вегетативные формы). При повторном нагревании вегетативные формы микроорганизмов, проросших из спор, разрушаются. Тиндализация применяется при консервировании готовой продукции (сосиски, ветчина, карбонат, бекон и т.п.). Эти виды изделий называют полуконсервами повышенной стойкости или «3\4 консервам » (срок хранения до 1 года при 15°С).
Так как степень воздействия режимов пастеризации и тиндализации на составные части мясопродуктов менее выражена, чем при стерилизации, качество получаемых продуктов более высокое.
Формула стерилизации. Мгновенно нагреть консервируемый продукт до требуемой температуры с тем, чтобы выдержать определенное время отмирания микроорганизмов, невозможно. Режим стерилизации консервов выражают формулой стерилизации:
А + В + С
Т , где
А - продолжительность нагрева автоклава от начальной температуры до температуры стерилизации, мин.
В - продолжительность собственно стерилизации, мин.
С - продолжительность снижения температуры до уровня, позволяющего производить загрузку аппарата, мин.
Т – заданная температура стерилизации, °С.
Продолжительность прогрева автоклава зависит: от свойств греющей среды, температуры стерилизации, размеров автоклава. Величина А учитывается только для аппаратов периодического действия.
Продолжительность прогрева банок с содержимым зависит от свойств тары и продукта, размеров и формы банок. Коэффициент теплопроводности жести примерно в 100 раз больше, чем стекла. На величину В влияет толщина стенки тары. Чем больше содержится воды в продукте, тем быстрее нагрев, чем больше жира, тем длительнее нагрев. Продолжительность прогрева связана так же с местом нахождения банки в автоклаве.
Продолжительность собственно стерилизации зависит от количества микроорганизмов, химического состава и рН продукта, а также от тех же причин, что и продолжительность прогрева банки с содержимым. Продолжительность спуска давления пара находится в зависимости от размера и вида банок, температура стерилизации, химического состава продукта и производится медленно, иначе может быть разрыв или деформация банок. Чем больше размеры банок и выше температура стерилизации, чем больше в продукте содержится влаги, тем больше давление в закрытой банке, а следовательно тем продолжительнее должен быть спуск пара (для стеклянных банок эта величина больше, чем для жестяных). Для каждого вида консервов в зависимости от емкости, формы и вида банок, а также от плотности греющей среды (воздух, пар и вода) и других конструктивных особенностей автоклава на основании теоретического расчета и опытных данных выведена формула стерилизации.
Тепловую обработку консервов в аппаратах, предназначенных для стерилизации, проводят в основном двумя способами: острым насыщенным паром без противодавления (для консервов в жестяной таре объемом до 500 см2) и водой, подогреваемой паром, с противодавлением (для консервов в стеклянной таре и в жестяных банках в основном больших объемов).
Противодавлением называют давление, искусственно создаваемое внутри аппаратов стерилизации во избежание нарушения целостности консервов в процессе стерилизации. Нарушение целостности консервов связано с тем, что при нагреве содержимого банки в ней образуется избыточное давление. Величина избыточного давления зависит от вида содержимого консервов, содержания в нем воды, воздуха, газов, объемного расширения продукта в процессе нагрева. Наличие высоких избыточных давлений внутри банки при стерилизации, проводимой без противодавления, приводит к деформации донышек и крышек и нарушению герметичности банок.
При стерилизации консервов в паровой среде по сравнению со стерилизацией в воде обеспечивается более равномерное по объему распределение температуры внутри банки при одинаковых формулах стерилизации.
Корзины, наполненные банками, осторожно загружают в автоклав, пускают пар для вытеснения основной массы воздуха, затем автоклав закрывают, одновременно открывая продувной кран на крышке автоклава, вставляют термометр в гнездо, заполненное минеральным маслом и открывают вентиль для спуска конденсата. После нагревания автоклава закрывают продувной кран и вентиль линии отвода конденсата, поднимают температуру до температуры собственно стерилизации и с этого момента ведут процесс в соответствии с режимом стерилизации. При колебании температуры в автоклаве ее регулируют подачей пара и спуском конденсата.
По окончании собственно стерилизации прекращают подачу пара и для предупреждения нарушения герметичности банок постепенно и осторожно выпускают из автоклава пар и остаток конденсата и таким образом понижают давление в автоклаве до нуля по показателям манометра. После спуска давления автоклав открывают, корзины с банками выгружают и цикл работы повторяется. Охлаждение банок в самом автоклаве не производят. Нельзя резко спускать пар, так как при большом повышении давления в банках под давлением в автоклаве возможен разрыв банок по продольному шву, нарушение герметичности предельного и закаточного швов, образование «птичек».
На некоторых предприятиях, когда давление в автоклаве снижено до атмосферного, открывают крышку и приступают к охлаждению консервов в проточной воде (до 40°С) или непосредственно в автоклаве, подавая воду через верхнюю часть его или в специальной ванне с проточной водой.
Стерилизация водой, подогреваемой паром, с противодавлением
Корзины с банками загружают в автоклав, наполненный водой, с таким расчетом, чтобы вода покрывала верхний слой банок на 10-15 см. Температура воды должна быть на 10-15°С выше (40-50°С) температуры продукта, стерилизуемого в стеклянной таре; жестяные банки загружают в кипящую воду. Закрыв автоклав, подают в него пар, одновременно открыв продувной вентиль на крышке автоклава для вытеснения воздуха. Как только из продувного крана пойдет пар, вентиль закрывают и повышают температуру внутри аппарата до режима стерилизации. В случае повышения температуры и давления сверх установленного по режиму стерилизации их величины регулируют, удаляя избыток воды через вентиль на сливной трубе.
После окончания собственно стерилизации перекрывают пар и постепенно открывают вентиль для подачи в автоклав последовательно сжатого воздуха, а после вытеснения пара холодной воды под давлением 3-4∙105 Па. Одновременно горячую воду из автоклава спускают через конденсационный вентиль. Подача холодной воды под давлением в автоклав обеспечивает, с одной стороны, интенсивность охлаждения банок и с другой - создает противодавление в аппарате.
Подачу сжатого воздуха и спуск пара после стерилизации регулируют так, чтобы величина противодавления была одной и той же. После вытеснения пара подачу сжатого воздуха прекращают и в автоклав подают холодную воду. Давление в аппарате поддерживают на том же уровне с помощью воздуха.
После заполнения автоклава водой горячую воду сливают, а на ее место в аппарат поступает холодная вода.
В случае стерилизации консервов в жестяной таре паром их охлаждают водой до 40-45°С с противодавлением в течение 20- 30 мин. Воду подводят снизу, что позволяет охладить консервы без резких колебаний давления и предотвратить брак консервов от деформации банок. Давление в автоклаве поддерживают на постоянном уровне, пока выходящая вода не будет иметь температуру около 70-80°С или ниже, что наступает через 20-30 мин с момента охлаждения. При дальнейшем охлаждении в продолжение 10-15 мин давление в автоклаве можно постепенно снизить до атмосферного. Охлаждение считают оконченным, когда температура выходящей воды будет около 50°С. Общая длительность процесса охлаждения около 30-40 мин.
При стерилизации консервов в жестяной и стеклянной таре с противодавлением в первые 10-15 мин охлаждения давление в автоклаве должно быть постоянным, затем давление постепенно понижают до нуля.
После охлаждения открывают крышку автоклава, консервы выгружают и передают на контроль.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 705; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!