Значение pH пищи является прямой функцией свободных ионов водорода, присутствующих в этой пище. Кислоты, присутствующие в продуктах, высвобождают эти ионы водорода, которые придают кислотному пищевым продуктам свой кислый аромат. Таким образом, рН может быть определен как мера свободной кислотности. Точнее, рН определяется как отрицательный журнал концентрации ионов водорода.
Следовательно, если пища имеет значение pH 3,0, то концентрация ионов водорода, присутствующих в том, что в пище равна 10-3 (0,001) моль/литр. И если значение pH составляет 6,0, то концентрация ионов водорода равна 10-6 (0,000001) моль/литр. Эти примеры показывают, что концентрация ионов водорода уменьшается по мере увеличения значения pH пищи. Это объясняет иногда сбивающий с толку факт, что пища с низким содержанием PH-это пища с низкой кислотой и наоборот.
Обычно считается, что диапазон pH простирается от 0 до 14. Значение pH 7,0 является нейтральным, поскольку чистая вода имеет значение pH ровно 7,0. Значения менее 7,0 считаются кислыми, в то время как те, которые более 7,0 считаются основными или щелочными. На рисунке показаны приблизительные значения pH нескольких типов пищевых продуктов. Более подробный список приведен в Приложении. Несколько продуктов, таких как яичные белки, сладкая кукуруза и некоторые выпечки могут быть основными. Но большинство продуктов естественным образом кислой, с значением pH, которое составляет менее 7,0. Несмотря на это, значение pH конкретной пищи может оказать существенное влияние на тип обработки, необходимый для безопасного его сохранения.
PH и рост микробов
Микроорганизмы, включая дрожжи, плесени и бактерии, чувствительны к pH пищи. Очень низкие или очень высокие значения pH предотвратят рост микробов. Что касается практического вопроса, ни одна необработанная пища не имеет достаточно высокой стоимости pH, чтобы предложить большую консерванту. Многие продукты имеют достаточно низкие значения pH, чтобы обеспечить некоторую защиту от роста микробов. Тем не менее, очень немногие продукты имеют значения pH, достаточно низкие, чтобы полностью ингибировать рост микроорганизмов, особенно дрожжей и плесени, которые могут переносить более низкие условия pH, чем большинство бактерий. Почти для всех пищевых продуктов необходимо использовать некоторую комбинацию микробных контролей, таких как теплообразование, охлаждение или замороженное хранение или сушка для сохранения пищи. Из них наиболее распространенным является обработка тепла или консервирование. Консервированные продукты могут быть определены как любая пища, продаваемая в герметически герметизированном (водяном и воздушном) контейнере при нерефрированных температурах.
Некоторые из наиболее важных фрагментов информации, используемых в операции на консервировании, — это время обработки и температуры. Чтобы быть ясным, время обработки в этом случае не относится к времени, необходимому для приготовления пищи. Скорее, под временем обработки мы подразумеваем время отопления, необходимое для консервированных пищевых продуктов, чтобы достичь так называемой «коммерческой бесплодии». Мы можем определить коммерческую бесплодие как точку, когда были убиты любые вредные микроорганизмы, способные расти в пище. Точное время обработки консервированного пищевого продукта будет зависеть от нескольких факторов. К ним относятся рН пищи, толщина или вязкость продукта, размер частиц пищи, размеры контейнера и температуру приготовления пищи. В частности, для консервирования pH питания играет ключевую роль в определении степени обработки тепла, необходимой для обеспечения безопасного конечного продукта.
Консервирование с низким содержанием кислоты
Как видно на рисунке 1, пищу с низким содержанием кислоты определяется как пища, имеющая pH более 4,6, в то время как пищу с высоким содержанием кислоты определяется как пища со значением pH 4,6 или ниже. Это значение имеет решающее значение из -за одной конкретной бактерии, Clostridium botulinum, которая производит спящую форму, называемую спор. Эти споры чрезвычайно трудно убить и могут выжить в течение многих лет, ожидая возможности расти. Неправильно обработанная банка пищи обеспечивает идеальную среду для ботулинических споров Clostridium, поскольку бактерии не могут выжить в присутствии кислорода. Clostridium botulinum производит чрезвычайно мощный нейротоксин, который является одним из самых смертоносных известных ядов. Следы этого токсина, которое вызывает пищевое заболевание, известное как ботулизм, достаточно, чтобы убить. К счастью, споры Clostridium botulinum не будет расти, если pH пищи составляет 4,6 или меньше. Для низкокислотных продуктов со значением pH, превышающим 4,6, эти споры должны быть убиты путем нагрева во время процесса консервирования.
Поскольку эти споры очень термостойкие, консервированные низкокислотные продукты должны причесать давление при высоких температурах в течение длительных периодов времени. Обычно используются температура 240 ° F (115,6 ° C) или больше времени, а время процесса может варьироваться от 20 минут до нескольких часов. Большинство овощей, мяса и птицы попадают в категорию с низкой кислотой. Из-за необходимости обеспечения надлежащей обработки продуктов с низким содержанием кислоты существует ряд подробных правил, регулирующих их производство. Любой, кто хочет, чтобы продукты питания с низким содержанием кислоты должны быть зарегистрированы в FDA, использовать сертифицированное оборудование, пройти надлежащее обучение в «лучшей школе управления процессами» и ведут обширные записи, как указано в федеральных правилах (21CFR Часть 113 для FDA-регулируемых продуктов питания и 9 CFR Часть 318 для пищевых продуктов USDA). Процесс консервирования также должен быть рассмотрен и сертифицирован признанным органом процесса. Признанным органом процесса — это любое лицо, признанное, чтобы провести обучение, опыт и оборудование, необходимые для определения или проверки достаточной тепловой процесса. Этот человек служит независимым информационным ресурсом как для процессора, так и для регулирующих органов. Признанные органы процесса могут быть связаны с частными компаниями, университетами или торговыми организациями.
Консервирование с высокой кислотой пищи
Примеры высококистных продуктов включают джемы и желе, соленые огурцы и большинство фруктов. Поскольку не боятся роста ботулиния Clostridium, эти продукты требуют гораздо меньшего количества отопления, чем продукты с низким содержанием кислоты. Чтобы быть в безопасности, такие продукты должны только достигать температуры пастеризации. Для пищевых продуктов со значением pH 3,5 или менее 175 ° F (79,5 ° C) является достаточной температурой пастеризации. Эти продукты с диапазоном pH от 3,5 до 4,0 имеют рекомендуемую температуру пастеризации 185 ° F (85 ° C). Для пищевых продуктов с диапазоном pH от 4,0 до 4,3 рекомендуемой температуры пастеризации повышается до 195 ° F (90,5 ° C). Пищевые продукты со значением pH от 4,3 до 4,5 имеют рекомендуемую температуру пастеризации 210 ° F (99 ° C).
Эти температуры пастеризации достаточны для убийства всех микроорганизмов, за исключением бактериальных споров. Поскольку споры не будут расти из -за низкого pH, пища считается коммерчески стерильной. Следовательно, высококистная пища не потребует высокотемпературного процесса, который требует низкокисленной пищи. Высококистная пища обычно может быть обработана в горячей воде или паровой бане при атмосферном давлении-приготовление давления не требуется. Для такого типа обработки герметичный контейнер нагревается в ванне до тех пор, пока внутренняя температура самой медленной точки нагрева не достигнет рекомендуемой температуры пастеризации в течение двух -десяти минут в зависимости от значения pH и других свойств пищи. Время, необходимое для достижения этой температуры, будет варьироваться и обычно устанавливается признанным органом процесса после рассмотрения пищи, оценки процесса и, возможно, проведения тестов на проникновение тепла.
Важно не заполнять контейнеры, когда процесс воды или ручной ванны используется для того, чтобы разрешить место для расширения продукта во время обработки. Сердовое пространство не менее ¼ дюйма (7 мм) рекомендуется между кюмом контейнера и поверхностью пищи или рассола. Также важно убедиться, что контейнеры полностью покрыты водой во время процесса, чтобы обеспечить равномерное проникновение тепла и избежать недостатки.
Альтернативный метод обработки состоит в том, чтобы нагреть высококачественный пищевой продукт до температуры пастеризации и заполнить его в банки для герметизации. Эта популярная техника обработки известна как «горячее заполнение» или «горячее заполнение/удержание». Горячие заполнения хорошо работает, если все сделано правильно. Важно иметь в виду, что контейнер должен быть запечатан до того, как пища падает ниже рекомендуемой температуры пастеризации. По этой причине это хорошая практика, чтобы нагреть пищу до пяти -десяти градусов выше рекомендуемой температуры пастеризации перед заполнением. Это позволяет время наполнить и герметизировать. Например, если рекомендуемая температура пастеризации для продукта составляет 185 ° F (85 ° C), то продукт следует нагревать примерно до 195 ° F (90,1 ° C) до заполнения.
Имейте в виду, что с помощью процесса горячей заполнения внутренние поверхности банки, шейки банки и крышки также должны достичь температуры пастеризации, чтобы убить любые микроорганизмы, присутствующие на этих поверхностях. Один хороший способ убедиться, что это перевернуть каждый контейнер вверх ногами и удерживать его в течение по крайней мере двух минут после заполнения и герметизации. Это позволяет горячим продуктам стерилизовать поверхности внутренней банки. После этого периода удержания банки могут быть охлаждены при желании.
Обратите внимание, что горячее заполнение может не работать для крупных частиц, таких как маринованные цельные огурцы или свекла, в которых кусочки заполняются в банку, а затем покрыты горячим рассолом. Масса пищевых кусочков может привести к охлаждению рассола на зачистке до безопасной температуры пастеризации, прежде чем контейнер может быть запечатан, даже если рассол кипит горячим. Для этих продуктов обработка воды или парами может быть единственной альтернативой.
Независимо от используемого метода обработки тепла, если используются стеклянные банки, стекло следует предварительно нагреть перед заполнением/обработкой, чтобы развратить стекло, чтобы избежать разрыва и избежать чрезмерного охлаждения пищи во время горячего заполнения. Температура 140 ° F (60 ° C) должна быть достаточной для этого.
Тип порчи, чаще всего встречается в пищевых продуктах с высокой акислотой, которые не получали достаточного теплового процесса, вызван дрожжами или плесенью. Наиболее распространенным признаком испорченной плесени является виден рост плесени на вершине контейнера (плесень требует роста кислорода). Разбивка дрожжей будет вызывать все более облачную жидкость и часто набухание контейнеров, так как ферментация вызывает наращивание газа в герметичном контейнере. Как легко заметят и испорченные дрожжи, и плесени и обычно не вызывают серьезных заболеваний, если пища случайно съедена.
Тем не менее, произошли случаи, когда рост дрожжей или плесени потреблял натуральные кислоты, присутствующие в пище, и позволил рН пищи подняться до точки, когда клостридий ботулиний растет и производится токсин ботулизма. По этой причине, дрожжи и плесени, испорченные консервированные продукты, следует рассматривать как потенциально серьезный вопрос. Контейнеры с видимым или подозреваемым порвом — даже легкий поверхностный слой плесени — следует отбросить.
Подкисленные продукты и сформулированные кислотные продукты
Подкисленные продукты представляют собой высококистные продукты, которые содержат значительный процент ингредиентов, которые естественным образом низко кислоты. Значительный процент обычно считается 10% или более. Значение pH низкокистных ингредиентов понижается присутствием кислоты в формуле. Эта кислота может быть добавлена непосредственно — как при использовании уксуса для маринованного марина — или это может быть результатом использования естественных кислотных ингредиентов, таких как помидоры. Независимо от того, как подкисление достигается, все низкокистные компоненты пищи должны занимать достаточно кислоты, чтобы снизить значения pH ниже 4,6 в течение 24 часов.
Некоторые подкисленные продукты легко идентифицировать. Все маринованные овощи явно попадают в эту категорию. Тем не менее, некоторые продукты, например, сальса, содержат количество низкокистных ингредиентов, таких как перец или лук, которые делают их пограничными подкисленными пищевыми продуктами. В этих случаях рассмотрение признанным органом процесса может определить нормативный статус таких пищевых продуктов. Пища, которая считается естественной кислотой, а не подкисленной, называется «сформулированной кислотой» пищей.
Подкисленные продукты имеют рН 4,6 или ниже, поэтому им нужно только пастеризовать, чтобы быть безопасными. Тем не менее, они регулируются более строгими, чем сформулированные кислотные продукты просто потому, что любой ошибка в их производстве, который уменьшает отношение кислоты к ингредиентам с низким содержанием кислоты в формуле, может привести к пище с ингредиентами, которые недостаточно подкислены. Некоторые порции еды могут иметь pH более 4,6. Если эта ошибка не поймана, результатом может быть смертельный случай ботулизма.
По этим причинам производители подкисленных продуктов должны зарегистрировать свою формулу и процедуры обработки с помощью FDA, как и каннеры с низкокисленными продуктами. Однако оборудование и правила ведения записей (CFR 21, часть 114) менее вовлечены. Короче говоря, существует четыре основных требования к подкисленным кухонным процессорам в дополнение к обычным требованиям к объектам, ведению записей и хорошей практике производства (GMP).
1. Предприятие, где производится продукты питания, необходимо зарегистрировать в FDA. Это достигается путем подачи FDA Form 2541 в FDA.
2. Процедуры обработки для каждого проданного продукта должны быть зарегистрированы в FDA. Это делается путем подачи FDA Form 2541a. Согласно федеральным правилам, как в форме 2541, так и 2541A должны быть поданы в течение 10 дней после начала производства и продажи продукта.
3. Определенные производственные записи должны храниться под рукой. Просто заявил, что процессор должен вести основные записи о составе, времени обработки и температуры, тестов pH и оценки закрытия контейнеров для каждой партии произведенного продукта. Эти записи должны храниться «в доступном месте» в течение трех лет с даты производства.
4. По крайней мере, одна сторона, непосредственно ответственная за и присутствующая во время, фактическое производство подкисленного пищевого продукта необходимо получить надлежащую подготовку, посещая «лучшую школу управления процессами».
Опять же, как и в случае с низкой кислотой пищи, время процесса и процедуры для подкисленных пищевых продуктов должны быть рассмотрены и утверждены признанным органом процесса.
Промежуточные продукты
Некоторые продукты, перечисленные на рисунке 1, в первую очередь тропические фрукты и помидоры, различаются по кислотности и могут иметь pH, который составляет более или менее 4,6 в зависимости от сезона и разнообразия. При сохранении этих продуктов лучше всего рассматривать эти продукты как пищу с низким содержанием кислоты, либо добавлять подкисляющий агент, такой как уксус, или лимонная кислота, чтобы снизить pH значительно ниже критического значения 4,6. Затем эти продукты будут рассматриваться как подкисленные пищевые продукты для регуляторных целей и обрабатываться как любая другая высококислая пища.