Некоторые понятия из области промышленного консервирования тепловой стерилизацией в автоклавах

Подкисление пищевых продуктов

Процесс, осуществляемый естественным или искусственным образом для снижения рН любого пищевого продукта с целью предотвращения развития микроорганизмов. Подкисление — это способ консервирования пищевых продуктов путем контроля роста бактерий при сохранении органолептических и питательных свойств пищевого продукта. По данным Европейского совета по пищевой информации (EUFIC), в Европейском союзе разрешены к применению такие пищевые корректоры кислотности, как лимонная кислота, молочная кислота, уксусная кислота, ацетат кальция и фумаровая кислота.

Кислотность в пищевых продуктах

Степень кислотности пищевого продукта определяет содержание в нем свободных жирных кислот и является важным параметром качества, поскольку определяет условия для роста микроорганизмов. В целом, микроорганизмам будет сложнее расти в кислой среде. Таким образом, кислотность указывает на процентное содержание кислоты в пищевом продукте. В жирных продуктах она показывает свободные жирные кислоты, а в молочных, цитрусовых и уксусных продуктах, таких как уксус, — органические кислоты. Например, в маслах он указывает процентное содержание олеиновой кислоты, во фруктовых соках — лимонной кислоты, а в молоке — молочной кислоты. Кислотность обычно измеряется путем титрования с помощью основного реагента, рН-метра или тест-полоски. На промышленном уровне используются два типа кислотности: Естественная кислотность: кислотность пищевых продуктов или растворов.  Повышенная кислотность: кислотность, вызванная термическим процессом, воздействием ферментов или ростом микроорганизмов.

Автоклав

Автоклав — это устройство, которое позволяет готовить, пастеризовать или стерилизовать герметично упакованные пищевые продукты для уничтожения микроорганизмов и спор, присутствующих в продуктах, и продления срока их хранения. Это толстостенный металлический сосуд высокого давления с герметичным уплотнением, в котором с помощью пара при высокой температуре и последующего быстрого охлаждения можно пастеризовать или стерилизовать консервы или готовые блюда. Существуют сотни типов автоклавов для различных применений, от тех, которые используются в стоматологических клиниках в медицинских целях, до тех, которые используются в лабораториях для стерилизации пакетов для лабораторных отходов. Для производства пресервов необходимо, чтобы цикл их приготовления регулировался по значениям Fo/Po, обратному давлению и быстрому охлаждению.

Наилучшие условия хранения и сроки годности

Срок годности указывает на дату, когда продукт питания становится небезопасным для употребления и, следовательно, его не следует употреблять в пищу. Срок годности указан для продуктов, которые являются скоропортящимися и представляют микробиологический риск: сырого и свежего мяса и рыбы, которые хранятся несколько дней и в которых могут присутствовать патогенные бактерии. По истечении срока годности продукт не следует употреблять в пищу, так как существует риск того, что он может оказаться в плохом состоянии, испортиться и даже представлять опасность из-за присутствия болезнетворных бактерий. С другой стороны, срок годности применяется к продуктам, которые гораздо более долговечны и стабильны. По истечении этого срока они могут утратить некоторые свои свойства, такие как слегка прогорклый вкус, слабый или странный аромат, изменение текстуры, цвета… но при этом нет микробиологического риска. Поэтому, как правило, стерилизованные пищевые продукты должны иметь срок годности, начиная с которого могут измениться цвет, яркость, текстура и т.д., но не внешний вид микроорганизмов, поскольку они стерильны. С другой стороны, пастеризованные продукты, как правило, всегда имеют срок годности и обычно требуют охлаждения.

Консервы

Продукты обрабатываются и подготавливаются для последующей герметичной упаковки в процессе термической пастеризации или стерилизации, чтобы частично или полностью уничтожить любые виды микроорганизмов и замедлить окисление жиров, вызывающих их прогоркание, чтобы всегда гарантировать их качество и питательную ценность.

Ботулинический клостридий

Clostridium botulinum — это название вида бактерий, вырабатывающих ботулинический токсин, который вызывает ботулизм, редкое, но потенциально смертельное заболевание. Это разновидность бактерий, способных к образованию спор и особенно устойчивых, они могут выживать в спящем состоянии в большинстве сред даже после длительного воздействия высокой температуры, поскольку они термостойки. Они могут содержаться в любых продуктах животного или растительного происхождения, в том числе в консервах, особенно домашнего приготовления, — местах, где возникают практически все вспышки. Именно поэтому в пищевой промышленности этот микроорганизм приобретает особое значение и является одной из бактерий, против которых принимаются дополнительные меры безопасности, чтобы свести к минимуму их появление.

Фактически, при выборе сочетания времени и температуры, при которых должен производиться процесс консервирования (значение Fo), минимальный уровень безопасности, используемый в качестве ориентира, — это такое сочетание, которое обеспечивает полное уничтожение этого микроорганизма, как в живом виде, так и в виде спор и ботулинического токсина.

В случае возникновения сомнений в происхождении, качестве или состоянии консервов всегда рекомендуется выбрасывать их из-за риска присутствия этих микроорганизмов и их токсинов. Вот некоторые из аспектов, которые могут вызвать у нас подозрения: • Упаковка протекает, имеет выпуклость или разбухла. • Контейнер поврежден, треснул или имеет дефекты. • При открытии из контейнера вытекает жидкость или образуется пена. • Продукты изменили цвет, заплесневели или имеют неприятный запах.

Противодавление или поддержка давления

Компенсация давления, которому подвергаются консервированные продукты в процессе термической обработки и/или стерилизации, позволяет избежать деформации или поломки контейнеров на этапах стерилизации и быстрого охлаждения. По этой причине любой автоклав, предназначенный для консервирования, оснащен компрессором воздуха, который регулирует давление внутри камеры и при необходимости увеличивает его.

В случае шнековых контейнеров, в зависимости от степени противодавления, запрограммированного в автоклаве, вакуум внутри контейнеров будет больше или меньше, и, следовательно, для открывания крышки потребуется больше или меньше усилий.

Продолжительность цикла

Продолжительность термообработки или цикла термообработки определяется как время, которое проходит между нажатием кнопки «Пуск», когда консервы уже находятся в автоклаве, и моментом, когда автоклав можно открыть для извлечения консервов. Продолжительность цикла включает в себя несколько фаз: 1. Фаза нагревания: время, затраченное на то, чтобы консервированные продукты достигли температуры пастеризации или стерилизации. 2. Фаза пастеризации или стерилизации: время, прошедшее с момента, когда датчик с гибкой сердцевиной, установленный в центре контрольного образца, определяет, что температура пастеризации или стерилизации достигнута, до превышения запрограммированного времени пастеризации или стерилизации. 3. Фаза быстрого охлаждения: промежуток времени между температурой пастеризации или стерилизации и запрограммированной безопасной температурой, т.е. температурой, при которой безопасно обращаться с пищевыми продуктами. При необходимости, в исследовательских условиях и для более продвинутых пользователей, они могут быть запрограммированы на дополнительные подфазы в рамках фазы 1 и фазы 3. В этом случае будут предусмотрены дополнительные временные отрезки с использованием рамп, где в определенное время требуются различные температуры или давления.

Набор для сверления

Специальный набор для прокалывания крышек контейнеров с консервами и готовыми блюдами при их пастеризации и/или стерилизации в автоклаве, чтобы иметь возможность определять температуру упакованных продуктов в течение всего процесса. Автоклавы TERRA Food-Tech® оснащены 2 типами перфораторов: • Набор перфораторов для крышек: предназначен для контейнеров с металлическими крышками, завинчивающимися или откручивающимися. • Набор перфораторов для лотков: предназначен для ванночек или пластиковых контейнеров.

Быстрое охлаждение

Процесс охлаждения, как правило, с помощью водяного душа, который проводится после пастеризации или стерилизации готовых блюд или консервов, чтобы избежать пережаривания упакованных продуктов и свести к минимуму органолептические изменения. Реторты для консервирования TERRA Food-Tech® позволяют пользователю выбирать количество и продолжительность обливания водой, чтобы каждый продукт охлаждался так быстро, как того пожелает пользователь или в чем нуждается продукт.

Fo и Po

Значения Fo-Po используются для количественной оценки степени стерильности продукта. Fo — это тепловое значение, полученное после расчета изменения температуры и времени, в течение которых продукт подвергается воздействию выше 100 °C. Температура хранения такая же, как и указанная выше, но для процессов пастеризации это температура, при которой мы подвергаем продукт воздействию ниже 100 °C. Точная формула, с помощью которой рассчитываются эти значения, является очень сложной и сугубо технической, поскольку она учитывает температуру термической обработки, время термической обработки и термическую устойчивость вида микроорганизма, взятого за основу. Чтобы не перегружать читателя, достаточно ознакомиться со следующей таблицей, как вы можете видеть, степень стерильности, которой мы достигнем, обрабатывая пищу в течение 2 минут при температуре 121°C, не имеет ничего общего с 2 минутами при температуре 110°C.

На самом деле, для каждого вида продуктов требуется разное минимальное значение Fo/Po. Наконец, еще один аспект, который становится понятным при анализе таблицы, заключается в том, что конечное значение Fo/Po будет представлять собой сумму всех значений Fo/Po, достигнутых за каждую минуту выбранного термического процесса.

Инкубация

Процесс культивирования образцов с использованием лабораторного инкубатора (микробиологической печи) для количественной оценки микробиологической стабильности консервированного продукта. Количество образцов, подлежащих анализу, и протокол, которому необходимо следовать, определены в правилах безопасности пищевых продуктов. После проведения этих испытаний в лаборатории, сертифицированной для этой цели, будет точно известна температура, при которой продукт может безопасно храниться, а также может быть определен срок годности.

Внутренний вакуум

В случае консервированных продуктов внутренний вакуум — это разница между атмосферным давлением окружающей среды и давлением внутри герметично закрытого контейнера при той же температуре. Если мы производим консервы с завинчивающимися крышками, то в зависимости от степени противодавления, запрограммированного в автоклаве, будет создаваться больший или меньший вакуум, и, следовательно, для открывания крышки потребуется больше или меньше усилий.

Микроорганизмы

Микроорганизмы — это микроскопические живые существа, способные развиваться и размножаться в среде, соответствующей определенным условиям, например, в упакованных пищевых продуктах, поскольку они обеспечивают их питательными веществами и влагой, необходимыми для роста. • Большинство бактерий безвредны и даже полезны, поскольку они придают вкус и аромат определенным продуктам: сырам, йогуртам, сосискам и т.д. Они также являются частью некоторых органов, таких как кишечная флора, которая не только защищает их, но и помогает им выполнять свои функции. • Другие бактерии вредны, вносят изменения в пищевые продукты и делают их непригодными для употребления: они вызывают гниение мяса и рыбы или скисание молока. Это так называемые бактерии, вызывающие порчу, которые портят продукты питания и с помощью физико-химических реакций сокращают срок годности продукта. • Патогенные бактерии — это те, которые способны вызывать заболевания и составляют небольшую группу. Эти микроорганизмы не вызывают изменений или трансформаций пищевых продуктов (нормальный внешний вид, цвет и вкус), поэтому их присутствие трудно обнаружить. Это самая опасная группа микроорганизмов, против которых принимается большинство мер безопасности, чтобы предотвратить их распространение в пищевых продуктах. Среди патогенных микроорганизмов — страшная бактерия Clostridium botulinum, споры которой выживают при высоких температурах, а также ботулотоксин. Употребление этого токсина человеком, даже в очень малых количествах, может вызвать серьезную интоксикацию. Следовательно, существует необходимость и санитарные обязательства всегда подвергать консервы и готовые блюда тщательной пастеризации и/или стерилизации, чтобы обеспечить безопасность их использования до истечения срока годности в пастеризованном виде или всегда в стерилизованном виде.

Пищевые характеристики

Пищевые характеристики относятся к свойствам пищи на пищевом уровне, то есть к количеству и качеству содержащихся в ней белков, углеводов, витаминов и т.д… Продукты обычно подразделяются на пять групп в зависимости от их питательного состава, количества белков, липидов (жиров), углеводов или воды. К этим группам относятся: 1. Крупы, их производные и бобовые; 2. Молочные продукты и их производные; 3. Овощи и зелень; 4. Мясо, рыба, яйца и жиры; 5. Фрукты, орехи и сахара.

Органолептические свойства

Это физические характеристики вещества, в нашем случае пищи и/или субстанции, которые могут восприниматься органами чувств, такие как его вкус, текстура, запах, цвет или температура. Согласно исследованию, проведенному Университетом Сарагосы (на испанском языке), основными органолептическими параметрами пищевых продуктов являются:

• Цвет: показатель питательности продукта. • Вкус: ощущение, сосредоточенное во вкусовых рецепторах языка, которые могут распознавать пять основных типов ароматов: сладкий, соленый, горький, кислый и умами (отвечает за различение характерного вкуса таких продуктов, как спаржа, помидоры, сыр или мясо). Слово «умами» в переводе с японского означает «вкусный». • Запах продукта определяется выделяемыми им летучими молекулами, которые улавливаются обонятельным эпителием, расположенным в верхней части полости носа и над носовыми раковинами. Подсчитано, что люди могут различать около 10 000 различных запахов, поскольку у нас около 5 миллионов обонятельных рецепторов. С другой стороны, у собак от 200 до 300 миллионов обонятельных рецепторов, а обонятельная чувствительность в десять-сто тысяч раз выше, чем у людей. • Текстура анализируется с помощью реологических тестов, которые позволяют определить такие параметры, как твердость, вязкость, зернистость, консистенция, плотность, сцепляемость, адгезивность или жесткость.

Пастеризация

Пастеризация — это физический процесс, основанный на термической обработке жидких и твердых пищевых продуктов с целью существенного снижения их микробиологической нагрузки за счет контроля температуры и времени. Этот метод позволяет существенно сократить количество микроорганизмов в продукте, которые могут привести к порче продукта или представлять угрозу его безопасности. В отличие от стерилизации, при этом не достигается ни полное уничтожение микроорганизмов, ни уничтожение спор. Именно поэтому пастеризованные продукты обычно требуют особых условий транспортировки и хранения (в холодильнике) и имеют короткий срок годности.

pH

Показатель pH (водородный потенциал или потенциал ионов водорода) показывает степень концентрации ионов водорода в пище или любом другом растворе и используется для определения уровня кислотности соединения. Шкала pH находится в диапазоне от 0 до 14. Чем ниже значение, тем выше кислотность, и наоборот. Продукты со значением 7 считаются нейтральными, не содержащими ни кислоты, ни щелочи, а те, что выше 7, являются щелочными или подщелачивающПоказатель pH (водородный потенциал или потенциал ионов водорода) показывает степень концентрации ионов водорода в пище или любом другом растворе и используется для определения уровня кислотности соединения. Шкала pH находится в диапазоне от 0 до 14. Чем ниже значение, тем выше кислотность, и наоборот. Продукты со значением 7 считаются нейтральными, не содержащими ни кислоты, ни щелочи, а те, что выше 7, являются щелочными или подщелачивающими. Этот параметр очень важен при приготовлении консервов, потому что чем ниже рН продукта, тем труднее будет размножаться микроорганизмам и, возможно, потребуется меньшее количество консервантов.

Готовое блюдо

Готовые пищевые продукты, подвергнутые термической и технологической обработке, пастеризации, стерилизации, холодной или ультраморозильной обработке для продления срока их годности. Под готовым пищевым продуктом понимается “кулинарное изделие, получаемое в результате обработки в сыром виде или варки или предварительного приготовления одного или нескольких пищевых продуктов животного или растительного происхождения с добавлеГотовые пищевые продукты, подвергнутые термической и технологической обработке, пастеризации, стерилизации, холодной или ультраморозильной обработке для продла их годности. Под готовым пищевым продуктом понимается “кулинарное изделие

Производственная мощность

Это тот уровень производительности, который может быть достигнут при производстве консервов и готовых блюд. Это будет зависеть от типа и формата контейнера, а также размера автоклава. Чем больше камера автоклава, тем больше контейнеров мы сможем разместить за цикл и тем больше будет наша производственная мощность. Мы также можем повысить производительность, более эффективно используя пространство камеры, либо установив специальные корзины, которые позволяют размещать в камере больше ярусов контейнеров, либо изменив форму контейнера, чтобы разместить больше контейнеров на каждом этаже. TERRA Food-Tech® предлагает вам бесплатный онлайн-калькулятор, который позволит вам рассчитать свою производственную мощность за цикл, то есть количество контейнеров, которые вы можете обработать за цикл, в соответствии с каждой моделью наших автоклавов, используя наши стандартные корзины. Тем клиентам, которым необходимо узнать больше о вашем случае, мы рекомендуем обратиться в наш отдел продаж.

Производственный цикл

Набор этапов или процессов, которые необходимо выполнить для производства ваших консервированных и/или готовых блюд. Включает в себя приготовление продуктов, наполнение контейнеров и термическую обработку. В случае работы с автоклавом наиболее важным ограничивающим фактором, который необходимо учитывать при оценке производственного цикла, является вместимость камеры автоклава, поскольку чем больше емкостей мы сможем разместить для каждой термической обработки, тем больше емкостей мы сможем изготовить за производственный цикл.

Общий кулинарный цех

Совместный или коллективный семинар — это полностью оборудованное помещение с соответствующими медицинскими картами, где разные люди или компании могут готовить свои препараты и затем продавать их. Это инициатива, продвигаемая государственными или частными организациями и предоставляемая малым производителям или микропредприятиям для реализации их проектов, связанных с агропродовольственным сектором, без необходимости нести расходы на получение разрешений, строительство инфраструктуры или покупку или аренду техники. Посредством совместной работы муниципалитеты, учреждения, кооперативы и ассоциации стремятся динамизировать социально-экономическую ситуацию на территории, превращая ее в рассадник бизнеса.

Споры

Подобно тому, как гусеница превращается в бабочку, некоторые микроорганизмы могут трансформироваться, когда их окружающая среда подвергается стрессу, производя специализированные клетки, называемые спорами, устойчивые формы, вырабатываемые определенными грибами, растениями и бактериями. Когда окружающая среда не подвергается стрессу, споры возвращаются в нормальное состояние. Как правило, споры гораздо более устойчивы к высоким температурам и другим условиям окружающей среды. Именно поэтому при производстве пресервов мы всегда должны учитывать их.

Стерилизация консервов

Стерилизация консервов — это процесс подвергания герметично упакованных пищевых продуктов воздействию высоких температур в течение определенного периода времени с целью полного уничтожения любых возможных микроорганизмов, как патогенных, так и нет, а также их спор. Выбор условий обработки, необходимых для соответствия этим критериям, основан на экспериментальных исследованиях, в ходе которых измеряется скорость проникновения тепла. Данные этих испытаний используются специалистами для определения температур и времени обработки, необходимых для обеспечения стерильности консервированного продукта. Степень стерильности, обеспечиваемая термическим процессом, выражается в виде целевых значений Fo, где значение Fo является мерой жесткости термической обработки. Жизненно важно выбрать подходящее значение Fo (которое может быть намного выше, чем требуется для снижения вероятности выживания спор Clostridium botulinum до приемлемо низкого уровня), чтобы обеспечить безопасность консервированного продукта и соблюдать правила, регулирующие консервное производство. У TERRA Food-Tech® есть сеть специалистов, которые могут проконсультировать вас по всем этим аспектам, и эта услуга включена в стоимость покупки любой из наших моделей автоклавов.

Излишки или усадка

Это остатки или излишки, оставшиеся после сельскохозяйственного производства или сбора урожая, или те продукты или пищевые продукты, которые не продаются из-за отсутствия спроса, изменений в их упаковке и т.д

Сегменты температуры и давления — функция, предлагаемая некоторыми ретортами для консервирования, которая позволяет программировать независимо регулируемые сегменты температуры и давления. Например, цикл приготовления мясных тушеных консервов может быть запрограммирован следующим образом: 1. 40 минут при температуре 60 °C для приготовления сырого продукта при низкой температуре. 2. 10 минут при температуре 100 °C для завершения приготовления продукта. 3. 5 минут при температуре 121°C для стерилизации консервированного продукта. 4. Фаза быстрого охлаждения

Датчик температуры

Датчик температуры или термозонд — это устройство, которое механическим или электрическим способом передает из одного места в другое температуру излучателя. Автоклавы TERRA Food-Tech® оснащены 2 типами датчиков: • Датчик с гибкой сердцевиной: гибкий датчик, который можно вставлять внутрь продукта для определения температуры, которой подвергались упакованные пищевые продукты в течение всего процесса пастеризации и/или стерилизации, что делает его очень полезным аксессуаром. • Датчик камеры: датчик, расположенный внутри камеры, предназначен для определения температуры, достигаемой в процессе пастеризации и/или стерилизации в автоклаве.

Термический процесс

Термический процесс или термическая обработка пищевых продуктов направлена на уничтожение микроорганизмов с помощью тепла. Пастеризация направлена на уничтожение всех микроорганизмов в вегетативном состоянии, которые могут вызвать заболевание, и обычно используется температура ниже 100 °C. Стерилизация направлена на уничтожение всех микроорганизмов, присутствующих в пищевых продуктах в любой форме, будь то вегетативные или споровые, и обычно достигается путем нагревания при температуре выше 100 °C, хотя для очень кислых продуктов стерилизация может быть проведена при температуре ниже 100 °C.

Защитная оболочка

Защитная оболочка — это часть датчика температуры, которая устанавливается в продукт или упакованный пищевой продукт. Можно сказать, что это оболочка для датчика температуры, который соприкасается с пищевым продуктом.

Прослеживаемость

Отслеживаемость пищевых продуктов позволяет нам отслеживать все этапы, которые прошли продукты питания, начиная с их происхождения, заканчивая процессом обработки (варка, пастеризация и стерилизация) и распределением до тех пор, пока они не попадут к потребителям. В сфере консервирования аудитор попросит вас продемонстрировать, что вы производите свои продукты в соответствии с нормативами, и, следовательно, вам необходимо будет продемонстрировать, что в ваших партиях достигнуты приемлемые целевые значения Fo и Po.

Σ % Fo и Σ % Po

Заглавная буква греческой буквы Сигма Σ используется как символ “суммирования”. Таким образом, Σ%Fo и Σ%Po означают сумму процентных соотношений значений Fo и Po. Давайте рассмотрим практический пример. Вы хотите пастеризовать или стерилизовать консервы, и когда вы запускаете цикл, вы задаете ему определенную температуру, например, 10. Программа автоклавирования суммирует смертельный эффект в каждый момент времени и сообщает вам, достиг ли он уже 25, 30 или 44 % от запрошенного вами значения. Если он показывает 50%, это означает, что вы наполовину достигли эффекта пастеризации или стерилизации, обозначенного как 10. Когда вы достигнете 100%, автоклав перестанет нагреваться и начнет охлаждаться. В конце процесса процентное содержание Fo или Po может превышать 100%, например, 115%. Это происходит потому, что автоклав останавливается на 100%, но внутри банки все еще остается тепло, и процесс продолжается до тех пор, пока температура внутри банки не остынет и не достигнет 100°C. При температуре ниже 100ºC процентное соотношение больше не колеблется, так как больше нет эффекта стерилизации.