Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Konzervace záhřevem - termosterilace Praktická sterilita Praktická sterilita Absolutní sterilita Absolutní sterilita Blanšírování Blanšírování Pasterace.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Konzervace záhřevem - termosterilace Praktická sterilita Praktická sterilita Absolutní sterilita Absolutní sterilita Blanšírování Blanšírování Pasterace."— Transkript prezentace:

1 Konzervace záhřevem - termosterilace Praktická sterilita Praktická sterilita Absolutní sterilita Absolutní sterilita Blanšírování Blanšírování Pasterace Pasterace Sterilace Sterilace Tyndalace Tyndalace

2 Pasterace Záhřev na teploty do 100 °C Záhřev na teploty do 100 °C Inaktace vegetativní formy mikroorganismů Inaktace vegetativní formy mikroorganismů Konzervace kyselých potravin (pH  4). Konzervace kyselých potravin (pH  4). Nekyselé potraviny (hotových pokrmů apod.) je pasterace doplněna dalším zákrokem např. konzervací sníženou teplotou. Nekyselé potraviny (hotových pokrmů apod.) je pasterace doplněna dalším zákrokem např. konzervací sníženou teplotou.

3 Sterilace Záhřev na teploty vyšší než 100 °C (obvykle 121,1 °C = 250°F) Záhřev na teploty vyšší než 100 °C (obvykle 121,1 °C = 250°F) Inaktivace vegetativních formy mikroorganismů včetně bakteriálním spór Inaktivace vegetativních formy mikroorganismů včetně bakteriálním spór Konzervace nekyselých potravin Konzervace nekyselých potravin (potravin jejichž pH  4)

4 Tyndalace Frakcionovaná sterilace Frakcionovaná sterilace Opakovaný záhřev na teploty do 100 °C provedený v průběhu jednoho až několika dnů Opakovaný záhřev na teploty do 100 °C provedený v průběhu jednoho až několika dnů Konzervace nekyselých potravin Konzervace nekyselých potravin Inaktivace přítomných bakteriálních spór po jejich vyklíčení Inaktivace přítomných bakteriálních spór po jejich vyklíčení

5 Cíle konzervace záhřevem inaktivace vegetativních buněk a spór mikroorganismů inaktivace vegetativních buněk a spór mikroorganismů inaktivace nežádoucích enzymů inaktivace nežádoucích enzymů inaktivace mikrobiálních toxinů inaktivace mikrobiálních toxinů součást technologických postupů součást technologických postupů

6 intenzita projevu teplota Růst buněk Produkce toxinu Teplota subletálního poškození buněk (stress) Teplota inaktivace buněk Teplota inaktivace spór Vliv záhřevu na mikroorganismy

7 Teplota Sterilace Destrukce bakteriálních spór Pasterace Destrukce většiny bakterií konec růstu termofilní bakterie Mezofilní bakterie Psychrotrofní bakterie Psychrofilní bakterie Konec růstu bakterií Konec růstu plísní Optimální podmínky pro růst mikroorganismů Chladírenské zpracování Zmrazování Hluboké zmrazování +100°C +65°C +10°C -10°C 0°C -20°C

8 Faktory ovlivňující průběh termosterilace Vlastnosti mikroorganismů Vlastnosti mikroorganismů Složení potraviny Složení potraviny Vlhkost prostředí Vlhkost prostředí Kyselost potraviny Kyselost potraviny Výchozí koncentrace mikroorganismů Výchozí koncentrace mikroorganismů Teplota a doba jejího účinku Teplota a doba jejího účinku

9 Kontaminace potravin  Bakterie, kvasinky, plísně, viry, priony  Výběr mikroorganismů: patogenní nejodolnější vůči záhřevu  Málo kyselé potraviny - pasterované : salmonela, listerie, neproteolytické kmeny klostridií, Stafylococcus aureus, Bacillus cereus  Málo kyselé potraviny - sterilované: Clostridium botulinum, Bacillus stearothermophilus a Clostridium thermosaccharolyticum  Kyselé potraviny: Byssochlamys fulva, Bacillus coagulans, bakterie mléčného kvašení

10 Složení potravin Cukry, tuky, bílkoviny Cukry, tuky, bílkoviny Antimikrobiální látky Antimikrobiální látky Rozpuštěné látky Rozpuštěné látky Osmoaktivní složky Osmoaktivní složkyX Ochranný vliv na mikroorganismy proti záhřevu Ochranný vliv na mikroorganismy proti záhřevu

11 Sdílení tepla Sdílení tepla z teplonosného media (vodní lázeň, deska výměníku, obal potraviny) – vedení Sdílení tepla z teplonosného media (vodní lázeň, deska výměníku, obal potraviny) – vedení Sdílení tepla v potravině Sdílení tepla v potravině vedení (kondukce) - tuhé produkty, masové konzervy, těstoviny proudění (konvekce) - kapalina – nápoj, homogenní polévka kombinace vedení a proudění - (kousky v kapalině) Podmínka: dosažení teploty a její působení ve všech částech potraviny - nejhůře prohřívané místo produktu

12

13

14 Měření teploty uvnitř konzervy:

15 Vlhkost prostředí Suché (nevodné) prostředí x vlhké prostředí: Suché (nevodné) prostředí x vlhké prostředí: podmínky sdílení tepla mechanismus inaktivačního účinku pasterace suchých sypkých směsí suché úkryty vlhká x přehřátá pára tukethanol

16

17 Kyselost prostředí mezní hodnota pH 4,0 mezní hodnota pH 4,0 hranice pod kterou neklíčí spory sporulující bakterie Bacilus coagulans Potraviny kyselé pH < 4 Potraviny kyselé pH < 4 Potraviny málo kyselé pH > 4 Potraviny málo kyselé pH > 4

18 pH potravin Skupiny potravin Příklad potraviny pH Kyselé Málo kyselé citrónová šťáva zelenina v sladkokyselém nálevu ovocné džemy kysané zelí ananas, jablka, jahody, grapefruit rajčata, rajský protlak, hrušková šťáva, meruňky, broskve, přezrálé pomeranče bramborový salát ravioly fíky, polévky fazole, hršek, mrkev, řepa, chřest, brambory olivy, vejce, maso, mléko, 2,2  3 3,23,74,04,55,06,07,0

19 pH potravin

20 Vliv pH na odolnost bakteriálních spór

21 Vliv výchozí koncentrace mikroorganismů Inaktivace mikroorganismů - reakce 1. řádu C … koncentrace mikroorganismů  … čas

22  rychlost inaktivace - přímo úměrná koncentraci přežívajících mikroorganismů  množství přežívajících mikroorganismů s časem exponenciálně klesá  lineární pokles dekadického logaritmu počtu jedinců v čase  není možné dosáhnout absolutní sterility - křivka přežívání mikroorganismů protne nulu v nekonečnu

23 D – decimální (dekadická) redukční doba  doba záhřevu (min) potřebná pro redukci počtu přítomných mikroorganismů na jednu desetinu (o jeden řád)  vztahuje k určité teplotě, která musí být uvedena  s rostoucí teplotou decimální redukční doba D klesá (teplota roste > úbytek životaschopných jedinců se zrychluje > doba D potřebná na snížení počátečního stavu na 10 % se zkracuje) Použití D Použití D posouzení termorezistence jednotlivých mikroorganismů posouzení termorezistence jednotlivých mikroorganismů hodnocení inaktivačního účinku pasteračního nebo sterilačního záhřevu hodnocení inaktivačního účinku pasteračního nebo sterilačního záhřevu

24 Lineární pokles dekadického logaritmu počtu mikroorganismů v čase

25

26

27 Počet přežívajících buněk (spór) Doba záhřevu při teplotě t = minut = 10 5 D minut = D minut 1000 = D minut 100 = D minut 10 = D minut 1 = buňka (spóra) v konzervě 6D minut 0,1 = buňka (spóra) v 10 konzervách 7D minut 0,01 = buňka (spóra) v 100 konzervách 8D minut 0,001 = buňka (spóra) v 1000 konzervách 9D minut

28 Vliv doby, po kterou teplota působí Termoinaktivační křivky Termoinaktivační křivky t = f (D) D = f(t) t = -k logD + q t … teplota  Lineární zvýšení sterilační teploty umožňuje exponenciální zkrácení doby sterilace

29

30 z - teplotní citlivost definována jako změna teploty, která způsobí, že dekadická redukční doba D se změní desetkrát definována jako změna teploty, která způsobí, že dekadická redukční doba D se změní desetkrát směrnice termoinaktivační křivky t = f (D) směrnice termoinaktivační křivky t = f (D)

31

32 Průběh inaktivačních čar mikroorganismů a enzymů a termodestrukčních čar nutričně významných složek mléka

33 Termoinaktivace kombinace teplota – čas v nejhůře ohřívaném místě výrobku Vegetativní formy plísní, kvasinek a většiny bakterií: Vegetativní formy plísní, kvasinek a většiny bakterií: záhřev 10 minut při 65 °C Termotolerantní a termofilní bakteriální buňky: Termotolerantní a termofilní bakteriální buňky: záhřev od 5 do 10 minut při 75 až 80 °C Bakteriální spóry: Bakteriální spóry: záhřev 15 minut při 121,1 °C Spóry některých plísní: Spóry některých plísní: snesou záhřev 90 °C po dobu několika hodin Uvedené příklady inaktivačních účinků jsou závislé na počátečním počtu přítomných mikroorganismů a vztahují se k obvyklé míře mikrobiální kontaminace Uvedené příklady inaktivačních účinků jsou závislé na počátečním počtu přítomných mikroorganismů a vztahují se k obvyklé míře mikrobiální kontaminace

34 Hodnocení sterilačního záhřevu

35 F - inaktivační (sterilační) účinek účinek, který by mělo zahřátí potraviny na referenční teplotu t r a na dobu F minut účinek, který by mělo zahřátí potraviny na referenční teplotu t r a na dobu F minut Decimální redukční doby D jsou vždy určeny pro určitou hodnotu referenční teploty t r Decimální redukční doby D jsou vždy určeny pro určitou hodnotu referenční teploty t r sterilace nekyselých potravin t r = 121,1 °C = 250 °F sterilace nekyselých potravin t r = 121,1 °C = 250 °F pasterace např. t r = 70 °C pasterace např. t r = 70 °C

36 Výpočet požadovaného účinku F s potravina kontaminována mikroorganismem – známe D a z potravina kontaminována mikroorganismem – známe D a z před záhřevem je v potravině koncentrace mikroorganismů C 0 před záhřevem je v potravině koncentrace mikroorganismů C 0 požadujeme její snížení záhřevem na hodnotu C 1 požadujeme její snížení záhřevem na hodnotu C 1 Inaktivační účinek F se vypočte podle vzorce: Inaktivační účinek F se vypočte podle vzorce: C 0 /C 1 „kolikrát se má snížit koncentrace záhřevem“ C 0 /C 1 „kolikrát se má snížit koncentrace záhřevem“ log 10 C 0 /C 1 „o kolik dekadických řádů se má snížit koncentrace záhřevem“ log 10 C 0 /C 1 „o kolik dekadických řádů se má snížit koncentrace záhřevem“ Požadovaná míra snížení se volí: Požadovaná míra snížení se volí: podle výsledků mikrobiologických rozborů podle výsledků mikrobiologických rozborů podle odhadu míry pomnožení před záhřevem podle odhadu míry pomnožení před záhřevem podle stupně jistoty, jaký chce výrobce dosáhnout podle stupně jistoty, jaký chce výrobce dosáhnout V případě výpočtu na Cl. botulinum se vždy pracuje se snížením o 12 řádů. V případě výpočtu na Cl. botulinum se vždy pracuje se snížením o 12 řádů.

37 Letální podíl,letalita, smrtící účinek, L(t,z) vyjadřuje inaktivační účinek libovolné teploty t na mikroorganismus o teplotní citlivosti z vyjadřuje inaktivační účinek libovolné teploty t na mikroorganismus o teplotní citlivosti z Definice: jedna minuta záhřevu na teplotu t má stejný inaktivační účinek jako L minut záhřevu na referenční teplotu t r Definice: jedna minuta záhřevu na teplotu t má stejný inaktivační účinek jako L minut záhřevu na referenční teplotu t r Letalita se vypočte pro známé t, t r,z Letalita se vypočte pro známé t, t r,z

38 Příklad výpočtu letality Mikroorganismus o teplotní citlivosti z = 6,9 °C se má sterilovat při teplotě t = 133 °C místo při referenční teplotě t r = 121,1 °C. Mikroorganismus o teplotní citlivosti z = 6,9 °C se má sterilovat při teplotě t = 133 °C místo při referenční teplotě t r = 121,1 °C. Letalita nové teploty je L = 10 (( ,1)/6,9) = 10 1,725 = 53 Letalita nové teploty je L = 10 (( ,1)/6,9) = 10 1,725 = 53 tzn. že každá minuta při nové sterilační teplotě "vydá" za 53 minut při teplotě referenční tzn. že každá minuta při nové sterilační teplotě "vydá" za 53 minut při teplotě referenční

39 Výpočet inaktivačního účinku F jakéhokoli teplotního průběhu Teplotní průběh při skutečné sterilaci má obecný tvar odlišný od původní definice F "konstantní teplota t r pro známou dobu F" Teplotní průběh při skutečné sterilaci má obecný tvar odlišný od původní definice F "konstantní teplota t r pro známou dobu F" Mějme teplotní průběh v čase t(  ), kterým chceme sterilovat mikroorganismus o teplotní citlivosti z. Mějme teplotní průběh v čase t(  ), kterým chceme sterilovat mikroorganismus o teplotní citlivosti z. Sterilační účinek F (  1) od počátku  = 0 do kteréhokoli okamžiku  =  1 se vypočte jako: Sterilační účinek F (  1) od počátku  = 0 do kteréhokoli okamžiku  =  1 se vypočte jako: Vypočtená hodnota F je porovnána s požadovanou, případně z vypočtené hodnoty dělením příslušným D je odhadována míra snížení počtu mikroflory posuzovaným zákrokem Vypočtená hodnota F je porovnána s požadovanou, případně z vypočtené hodnoty dělením příslušným D je odhadována míra snížení počtu mikroflory posuzovaným zákrokem

40

41 Příklad výpočtu Potravina, která se zahřívá prouděním (např. homogenní polévka s velmi malými kousky) je sterilována při 115 °C, požadovaný inaktivační účinek záhřevu F je 7 minut (tj. 7 minut záhřevu při 121,1 °C, F s = 7 min, nebo požadovaný účinek 7F). Potravina, která se zahřívá prouděním (např. homogenní polévka s velmi malými kousky) je sterilována při 115 °C, požadovaný inaktivační účinek záhřevu F je 7 minut (tj. 7 minut záhřevu při 121,1 °C, F s = 7 min, nebo požadovaný účinek 7F). Záznam průběhu teplot snímaných termočlánkem v nejhůře prohřívaném místě konzervy je v tabulce, zatím proces trvá 60 minut, po 60 minutách začíná chlazení: Záznam průběhu teplot snímaných termočlánkem v nejhůře prohřívaném místě konzervy je v tabulce, zatím proces trvá 60 minut, po 60 minutách začíná chlazení:

42 Doba (min) Teplota (°C) Doba (min) Teplota (°C) , , ,545115, ,550115, , ,560115, ,565100

43 Řešení: Jedná o málo kyselou potravinu, tj. uvažovaným mikroorganismem je Cl. botulinum, se směrnicí letalitní čáry z = 10 °C. Požadovaný inaktivační účinek je dán v zadání (F = 7 minut). Jedná o málo kyselou potravinu, tj. uvažovaným mikroorganismem je Cl. botulinum, se směrnicí letalitní čáry z = 10 °C. Požadovaný inaktivační účinek je dán v zadání (F = 7 minut). Pro výpočet bude záhřev rozdělen do časových úseků s konstantní teplotou, pro jednotlivé intervaly bude vypočten letální podíl a bude provedena numerická integrace. Řešení je možné provést také graficky, obvyklejší je výpočet např. s využitím tabulkového procesoru. Výpočet je lze provést přesněji s menším krokem při numerické integraci, v tomto případě je krok 5 minut, jednotlivé hodnoty jsou „středy“ pětimitových intervalů. Pro výpočet bude záhřev rozdělen do časových úseků s konstantní teplotou, pro jednotlivé intervaly bude vypočten letální podíl a bude provedena numerická integrace. Řešení je možné provést také graficky, obvyklejší je výpočet např. s využitím tabulkového procesoru. Výpočet je lze provést přesněji s menším krokem při numerické integraci, v tomto případě je krok 5 minut, jednotlivé hodnoty jsou „středy“ pětimitových intervalů.

44 Pro jednotlivé kroky byl vypočten letální podíl (letální podíl byl vyjádřen v minutách záhřevu při 121,1 °C vynásobením letálního podílu délkou kroku). V posledním sloupci je provedena numerická integrace – součet jednotlivých příspěvků. Z hodnot je zřejmé, že požadovaný inaktivační účinek záhřevu je dosažen ve 40 minutě procesu, termosterilační proces může být optimalizován, tj. výdrž bude ukončena ve 40 minutě záhřevu a bude následovat chlazení. Pro jednotlivé kroky byl vypočten letální podíl (letální podíl byl vyjádřen v minutách záhřevu při 121,1 °C vynásobením letálního podílu délkou kroku). V posledním sloupci je provedena numerická integrace – součet jednotlivých příspěvků. Z hodnot je zřejmé, že požadovaný inaktivační účinek záhřevu je dosažen ve 40 minutě procesu, termosterilační proces může být optimalizován, tj. výdrž bude ukončena ve 40 minutě záhřevu a bude následovat chlazení.

45 Tabulka pro výpočty Tabulka pro výpočty Letální podíl pro z = 10 °C, t r = 121,1 °C Letální podíl pro z = 10 °C, t r = 121,1 °C

46 Doba(min) Teplota (°C) Letální podíl L Krok (min) L * krok (min) F kumulativní (min) 095 0,0050,010, ,0150,050, ,5 0,0650,280, ,5 0,1150,560, ,1650,791, ,5 0,2851,413, ,5 0,2851,414, ,5 0,2851,415, ,5 0,2851,417, ,5 0,2851,418, ,6 0,2951,4410, ,6 0,2951,4411, ,6 0,2951,4413, ,0150,0413,11

47 Způsoby provedení termosterilace: Kyselé - nekyselé Kyselé - nekyselé Pasterace - sterilace Pasterace - sterilace Kontinuální - periodické (vsádkové) systémy Kontinuální - periodické (vsádkové) systémy Sterilace mimo obal - v obalu Sterilace mimo obal - v obalu Teplosměnná média Teplosměnná média - nečastěji voda - nečastěji voda - horký vzduch (nebo spaliny - sterilace hořákem) - olej

48 Stacionární vertikální autokláv

49

50

51 Hydrostatický kontinuální autokláv

52

53

54 Hydrostatický sterilátor V hloubce 10 m ve vodě je tlak V hloubce 10 m ve vodě je tlak P = p a + h. .g = asi = (Pa) P = p a + h. .g = asi = (Pa) Z Molierova diagramu je zřejmé, že za uvedeného tlaku bude voda vřít při 120 °C. Z Molierova diagramu je zřejmé, že za uvedeného tlaku bude voda vřít při 120 °C.

55 Molierův diagram Teplota varu vody °C Tlak MPa 1000,1 1050, , , ,27

56 Uperátor

57

58

59

60 Zhodnocení obecně Objem termosterilovaných výrobků klesá, rozvíjí se modernější technologie - chladírenské a mrazírenské. Objem termosterilovaných výrobků klesá, rozvíjí se modernější technologie - chladírenské a mrazírenské. Sterilační záhřev je obecně méně šetrný k nutriční a senzorické hodnotě Sterilační záhřev je obecně méně šetrný k nutriční a senzorické hodnotě Prognóza - zůstane významnou konzervační metodou, objem se dále sníží, produkce tradičních výrobků jiným způsobem je nemožná Prognóza - zůstane významnou konzervační metodou, objem se dále sníží, produkce tradičních výrobků jiným způsobem je nemožná Vývoj - odlehčování obalů, easy open konzervy, vyšší používání speciální sterilovatelných plastových obalů (i papírových) obalů Vývoj - odlehčování obalů, easy open konzervy, vyšší používání speciální sterilovatelných plastových obalů (i papírových) obalů


Stáhnout ppt "Konzervace záhřevem - termosterilace Praktická sterilita Praktická sterilita Absolutní sterilita Absolutní sterilita Blanšírování Blanšírování Pasterace."

Podobné prezentace


Reklamy Google