Рассмотрим все детали, чтобы понять, что такое значение F0 и какую роль оно играет в стерилизации консервированных продуктов

Значение F0 является одним из самых сложных понятий для понимания при производстве консервированных продуктов или готовых блюд. Именно поэтому мы решили продолжить изучение этой темы.

Если в какой-то момент вы запутаетесь в каком-либо из терминов, упомянутых в этом посте, мы рекомендуем вам скачать наш словарь терминов, относящихся к миру упакованных пищевых продуктов.

Стерилизация упакованных пищевых продуктов

Стерилизация упакованных пищевых продуктов — это метод консервирования, который заключается в воздействии на герметично упакованные пищевые продукты высоких температур в течение определенного периода времени с целью полного уничтожения содержащихся в них микроорганизмов, патогенных или непатогенных, включая споры.

Цель состоит в том, чтобы свести практически к нулю вероятность заражения и передачи болезней после употребления этих продуктов, не подвергая опасности здоровье ваших потребителей и ваш бизнес. Дело в том, что неправильное удаление микроорганизмов и спор из консервированных продуктов для гурманов или готовых блюд может привести к пищевому отравлению и, в худшем случае, к ботулизму — заболеванию, вызываемому Clostridium botulinum, которое вызывает затруднение дыхания, паралич мышц и даже может привести к летальному исходу.

Поэтому вам, вероятно, интересно, как долго и при какой температуре следует выдерживать консервированные продукты, чтобы обеспечить полное уничтожение микроорганизмов и спор? Что ж, ответ может быть разным, и в этот момент значение F0 начинает действовать.

Роль значения F0 в стерилизации пищевых продуктов

Точно так же, как мы используем лошадиные силы для количественной оценки мощности автомобильного двигателя, мы используем значение F0 в пищевой промышленности для количественной оценки уровня стерильности пищевых продуктов.

Значение F0 определяется как время термической летальности, необходимое для уничтожения всех микроорганизмов, присутствующих в пищевых продуктах, при воздействии на них температуры 121,1ºC и выражается в минутах. На самом деле, F0 также может быть выражено как F121.1, и обе формы являются правильными. Когда мы говорим о F0 при других температурах, например, 110ºC, мы будем иметь в виду F110.

Это значение рассчитывается на основе соотношения времени и температуры с помощью очень технической формулы, которую мы не будем объяснять в этом посте. Важно пояснить, что на микробиологическом уровне одного и того же значения F0 можно достичь разными способами, экспериментируя с различными комбинациями времени и температуры. Например, мы можем получить F0=3, подвергнув продукт воздействию температуры 121,1°C в течение 3 минут, или 115°C в течение 12 минут, или 124°C в течение 2 минут. И это происходит благодаря формуле F0.

Целевое значение F0 и фактическое значение F0

Существует два типа значений F0, о которых мы всегда будем говорить при производстве наших консервов.

С одной стороны, у нас есть целевое значение F0, которое эксперты по пищевым продуктам определили как необходимое для уничтожения наиболее термостойких патогенных микроорганизмов, и оно будет варьироваться в зависимости от типа рецепта, который мы готовим, и требований, которые мы предъявляем к себе. Если мы хотим продлить срок годности, мы установим более высокое целевое значение F0, с другой стороны, если мы хотим сократить срок годности, мы установим более низкое целевое значение F0.

Во-вторых, у нас есть фактическое значение F0, значение F0, которого мы действительно достигли при термообработке в автоклаве, и оно рассчитывается путем применения формулы F0 к температурным данным, полученным за каждую секунду нашего цикла. Как вы можете себе представить, вычисление этого значения — непростая задача, но она имеет жизненно важное значение.

Фактическое значение F0 может быть выше или ниже целевого значения F0. Эта информация поможет нам понять, насколько близко или далеко мы находимся от достижения целевого значения F0 при стерилизации наших консервированных продуктов и готовых к употреблению блюд. Точный контроль фактического значения F0 для каждой партии поможет нам быть уверенными в том, что мы работаем правильно.

Соотношение F0 и P0

На данный момент мы считаем необходимым внести уточнение. Как мы уже упоминали в других статьях, F0 и P0 являются эталонными значениями температуры. Но не стоит путаться. Значение F0 соответствует процессам стерилизации, поскольку в качестве начальной точки используется температура выше 100°C. Однако некоторые кислые продукты можно стерилизовать при температуре не выше 100°C.

И, тем не менее, значение P0 используется в процессах пастеризации, поскольку при этом обычно используются температуры ниже 100ºC.

Как рассчитывается контрольное значение F0?

Как мы уже говорили, целевое значение F0 будет зависеть от типа рецепта и срока годности, к которому мы стремимся, но в целом стандартное значение для обработки пищевых продуктов составляет 121,1 ºC в течение 3 минут. Но откуда взялась температура 121,1ºC? И почему 3 минуты, а не 5?

Чтобы объяснить это, необходимо понять, как рассчитывается значение F0, и это делается на основе теории теплопередачи и термостойкости микроорганизмов (кинетики термической деструкции). На протяжении многих десятилетий ученые и эксперты в этой области экспериментировали на эту тему, подвергая все виды пищевых продуктов и упаковку различным сочетаниям температуры и времени, чтобы определить, как развивается устойчивость различных микроорганизмов и как они уничтожаются.

Таким образом, значение F0 полезно для оценки эффективности термического процесса, направленного на уничтожение микроорганизмов, присутствующих в пищевых продуктах. Оно позволяет нам узнать, в какой степени мы удалили споры, бактерии и грибки из наших консервированных продуктов и/или готовых к употреблению блюд. Другими словами, это гарантирует, что мы уничтожаем микроорганизмы из нашей пищи.

Помните, что существует множество типов и разновидностей микроорганизмов, но с точки зрения питания уничтожение Clostridium botulinum почти всегда является важным ориентиром, поскольку это один из самых опасных патогенных микроорганизмов для здоровья человека и один из самых термостойких. Избавиться от него непросто.

Таким образом, чтобы найти оптимальное значение F0 для уничтожения Clostridium botulinum, были проведены различные тесты с варьированием времени и температуры. Были установлены контрольные значения для оценки устойчивости микроорганизмов к различным изменениям температуры и времени.:

Значение D, выраженное в десятичной дроби. Это значение показывает, насколько микроорганизм чувствителен к данной температуре. Это значение относится к времени, необходимому для уничтожения 90% микроорганизмов, присутствующих в конкретном пищевом продукте. 1D означает снижение на 90%, 3D — на 99,9%, а 6D — на 99,9999%.

Z-значение, представляющее собой постоянную термического сопротивления. Это значение показывает, как может изменяться чувствительность микроорганизма при изменении температуры. При температуре 120ºC в течение 1 минуты микроорганизм уничтожается не так быстро, как при температуре 110ºC в течение 1 минуты.

В результате, как вы можете себе представить, было обнаружено, что значения D и Z тесно связаны со значением F0. Фактически, эти значения включены в формулу для расчета F0. Различные комбинации температуры и времени могут привести к аналогичным результатам.

Следовательно, время будет зависеть от температуры, и наоборот. Для достижения одинаковых результатов стерилизации, того же фактического значения F0, при более высокой температуре потребуется меньше времени, а при более низкой — больше.

На основании этих исследований было определено, что для обеспечения здоровья населения в упакованных продуктах оптимальное количество Clostridium botulinum должно составлять 12 логарифмических единиц (12D). Уменьшение на 12 дней означает, что вероятность того, что споры выживут в единице обработанного продукта, составляет 1 к 1 000 000 000 000 000 000. Кроме того, было определено, что для уничтожения Clostridium botulinum за 12 логарифмических единиц (12D) пищевые продукты необходимо подвергать воздействию температуры 121,1ºC (250ºF) в течение 3 минут.

Поскольку Clostridium botulinum является очень устойчивым микроорганизмом и наиболее опасным, было определено, что значение F0, обеспечивающее приемлемый уровень уничтожения большинства микроорганизмов, соответствует 121ºC в течение 3 минут.

Таким образом, мы могли бы сказать, что у нас уже есть ответ на вопрос, поставленный в начале этой статьи. Но у нас его нет. Воздействие на продукты высоких температур в течение длительного периода времени может привести к изменению питательных и органолептических свойств (цвета, запаха, текстуры и вкуса) консервированных продуктов или готовых к употреблению блюд.

Кроме того, тепло проникает не во все продукты одинаково. Это зависит от ингредиентов, формы, типа упаковки и даже от точного расположения продуктов в автоклаве. Фруктовый джем сильно отличается от рыбного паштета. Помимо различий в текстуре или рН продуктов, микроорганизмы, присутствующие во фруктах, отличаются от микроорганизмов, содержащихся в продуктах животного происхождения.

F0 или эталонное значение при коммерческой стерилизации

Мы уже знаем, что значение F0 представляет собой контрольную точку при промышленной стерилизации, позволяющую снизить количество микроорганизмов до приемлемого уровня, принимая во внимание температуру 121,1°C (250°F) и значение Z, равное 10.

Поэтому, в зависимости от конкретных характеристик ваших консервированных продуктов или готовых к употреблению блюд, вам придется регулировать и изменять значение F0, экспериментировать со временем и вариациями повышения температуры, что называется дополнительными показателями Σ%F0, до тех пор, пока не будут уничтожены почти все микроорганизмы, но, прежде всего, до тех пор, пока вы не получите желаемый продукт с точки зрения внешнего вида, запаха, вкуса и текстуры.

Потому что, как вы, наверное, уже знаете, если вы подвергаете продукты воздействию высоких температур или готовите их в течение длительного времени, у них может появиться привкус гари, а их цвет и текстура могут измениться. Поэтому, как только вы будете абсолютно уверены в желаемых характеристиках ваших консервированных продуктов или готовых блюд, вам нужно будет провести несколько тестов, чтобы скорректировать значение F0 в автоклаве, пока вы не получите желаемый продукт.

Но не волнуйтесь, вам не придется начинать с нуля. Наша консультационная служба по продуктам питания предоставит вам отправную точку, чтобы вы заранее знали, как работать с вашим продуктом. Кроме того, вы также можете ознакомиться с этим документом, где мы приводим рекомендуемые значения F0 для широкого спектра продуктов.

Эталонная температура для стерилизации в промышленных условиях

Следовательно, установлено, что эталонная температура для стерилизации в промышленных условиях составляет 121,1ºC (250°F), а для стерилизации пищевых продуктов кислотой — 93,3ºC.

Стерилизация ниже 100ºC?

Именно так, потому что, когда речь заходит о продуктах с кислым рН, то есть рН<4,5, микроорганизмам в них развиваться труднее, и они легче выводятся из организма. Таким образом, применяя температуру ниже 100ºC, мы уничтожаем практически все микроорганизмы, не прибегая к последующему охлаждению, например пастеризации.

Важно помнить, что микроорганизмы никогда не уничтожаются полностью, хотя они почти полностью уничтожены. По этой причине, с точки зрения коммерческой стерилизации, вероятность заражения консервированного продукта микроорганизмами является приемлемо низкой.

А как насчет пастеризации?

При пастеризации используются значения P0, которые рассчитываются по аналогичной формуле, устанавливающей базовую температуру 70ºC.

Значение F0 при промышленной стерилизации

Как мы уже говорили, значение F0=1 при температуре 121,1ºC в течение 1 минуты было установлено международной конвенцией. С этого момента устанавливаются различные значения времени и температуры для достижения одних и тех же результатов, принимая во внимание, что для промышленной стерилизации всегда необходимо выбирать обработку с F0, по крайней мере, большим, чем 3, поскольку тепло не распределяется мгновенно одинаково по всей внутренней части автоклава и возникают проблемы. различные уровни загрязнения и микроорганизмы, которые более устойчивы, чем Clostridium botulinum.

Таким образом, как вы можете видеть из приведенной ниже таблицы, тот же показатель F0 достигается в течение 3 минут при температуре 121ºC по сравнению с 30 минутами при температуре 111ºC или 300 минутами при температуре 101ºC.

По этой причине очень важно иметь автоклав, который работает с регулированием целевых значений F0 и с записью фактического значения F0, чтобы мы могли производить наши упакованные пищевые продукты, зная, что мы делаем, и всегда обеспечивая пищевую безопасность наших продуктов.

Автоклавы TERRA Food-Tech® позволяют запрограммировать цикл с заданным значением F0 при различных контрольных температурах, а когда они начинают работать, они добавляют значение стерилизации, назначенное для каждого момента в соответствии с текущей температурой, до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение F0. Они также сообщают о фактическом достижении значения F0.

Автоклавы: контроль заданного значения F0 и запись фактического значения F0

Итак, возвращаясь к началу этой темы, мы уверены, что теперь вы гораздо лучше понимаете, почему работа со значением F0 для стерилизации (или значением P0 для пастеризации) ваших консервированных продуктов или готовых к употреблению блюд является важной и необходимой. И вы также поймете, что:

Целевое значение F0, необходимое для вашего рецепта, будет зависеть от типа продукта, упаковки и срока годности, которого вы хотите достичь.

Одно и то же целевое значение F0 может быть достигнуто различными способами, и в зависимости от типа рецептуры будет удобнее использовать более короткое время при более высоких температурах или более длительное время при более низких.

Для увеличения срока годности необходимо установить более высокие целевые значения F0.

Органы здравоохранения требуют, чтобы фактическое значение F0, полученное в каждой партии консервированных продуктов, контролировалось и регистрировалось для обеспечения здоровья потребителей.

Если у вас есть автоклав, который можно запрограммировать на заданное значение F0 и максимальную температуру обработки, вы сможете модифицировать свой производственный процесс, соблюдая органолептические качества продуктов и обеспечивая их максимально длительный срок годности.

Поэтому, чтобы определить время и температуру, которым должны подвергаться ваши консервированные продукты или готовые к употреблению блюда, вам придется провести несколько тестов, пока вы не найдете наиболее подходящее целевое значение F0.

И для проведения этих тестов мы рекомендуем вам приобрести автоклав с регулируемым значением F0, который позволяет вам вводить переменные времени и температуры до тех пор, пока вы не получите желаемый продукт. Например, автоклавы TERRA Food-Tech®, которые позволяют записывать эти значения для 50 различных рецептов или программ и отображать фактическое значение F0, достигнутое в каждой партии, а также определять максимальную температуру обработки.

Дополнительная информация об автоклавах

Но если эта задача кажется вам сложной, помните, что покупка любого из наших автоклавов включает в себя консультацию по продуктам питания от одного из наших специалистов, который поможет вам во всем, что вам нужно, чтобы вы могли приготовить консервы и готовые блюда в соответствии с вашими предпочтениями, но, прежде всего, с полной безопасностью пищевых продуктов.

Если вы хотите узнать больше о F0 value, о наших автоклавах или о наших консультационных услугах в области пищевых продуктов, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы будем рады вам помочь.