Стерилізація

Стерилізація, або знепліднення (зіегіїіз - безплідний), - це оброб­лення продукту з метою припинення життєдіяльності клітин сирови­ни і мікроорганізмів, у тому числі і їхніх спор. Спосіб консервування стерилізацією в харчовій промисловості є основним і найбільш надійним серед усіх методів збереження харчових продуктів. При цьому ставиться завдання, що стерилізація не повинна приводити до зміни білкових і екстрактивних речовин, вітамінів, органолептичних властивостей, зниження харчової та біологічної цінності продукту.

Залежно від фізичних властивостей продуктів, які сте­рилізуються, та мети стерилізації застосовують різні способи знепліднення мікроорганізмів: тепловий (волога, дробова, суха сте­рилізація) і холодний (механічна стерилізація, йонізація, стерилізація ультразвуком та ультрафіолетовим випромінюванням

Класифікація способів стерилізації стерилізації

Основним з них є теплова стерилізація внаслідок нагрівання про­дукту до високих температур (100° С і вище). Інколи застосовують низькотемпературну дробову стерилізацію, що полягає в багаторазо­вому нагріванні та охолоджуванні продукту. Дробова стерилізація, запропонована Тиндапем і яка називається тиндалізацією, здійснюється при низьких температурах для продуктів, які не пере­носять температури 100°С (середовища з кров'ю, яєчним білком, м'ясні консерви). Принцип, покладений у мікробіологічну основу способу консервування тиндалізацією, полягає в наступному. При першому нагріванні, яке для досягнення потрібного ступеня стериль­ності недостатнє за тривалістю або температурним рівнем, гине більшість вегетативних клітин бактерій. Частина ж із них, в порядку самозахисту від умов, зовнішнього середовища, які змінилися в не­сприятливий бік, встигає перетворитися на спорову форму і завдяки цьому "рятується" від дії високої температури. Протягом мїжварильного добового вистоювання при кімнатній температурі спори проростають, утворюючи вегетативні клітини, що гинуть під час повторних нагрівань. Наприклад, консервують компоти у великій консервній тарі, їх тричі стерилізують при 100°С усього по 5 хв з Ін­тервалами між вареннями 24 години, замість звичайного 40-50-хвилинного високотемпературного теплового оброблення. Це дозволяє отримати високоякісний продукт.

Відзначимо основні фактори, що впливають на вибір режимів те­плової стерилізації. Так як і при пастеризації, в стерилізації існує за­лежність між двома основними факторами - температурою нагріван-ня продукту і тривалістю її впливу. Природно виникає питання, що краще: довше стерилізувати за помірних температур чи стерилізувати швидко за високих температур? Для відповіді на це питання необхід­но прийняти до уваги міркування, стосовні до якості стерилізованої продукції та до організації процесу стерилізації з технічного боку. Встановлено, що для уповільнення хімічних реакцій, які спричиню­ють погіршення якості стерилізованої продукції (наприклад, меланої-динові реакції), слід використовувати режим експрес-стерилізації, тобто вести термооброблення за можливо більш високих температур протягом дуже короткого проміжку часу. Проте таке оброблення не завжди можна реалізувати в існуючих стерилізаційних апаратах при даних теплофізичних характеристиках продукту (неможливо, напри­клад, за декілька секунд розігріти автоклав до 140°С, прогріти на всю глибину або після цього охолодити вміст консервної банки).

Друга обставина пов'язана з тим, що при високотемпературній ко­роткочасній стерилізації встигають загинути мікроорганізми, але мо­жуть не встигнути інактивуватися ферменти, тому незважаючи на сте­рильність, такі консерви при зберіганні можуть піддатися ферментатив­ному псуванню. Ефективність стерилізації характеризують коефіцієнтом стерилізуючої дії, що являє собою логарифм відношення початкової N0 і кінцевої Л^ кількості бактерій в одиниці об'єму продукту:

Стерилізацію продукту, розфасованого та упакованого в тару, здійснюють при температурах до 120° С, при цьому витримка стано­вить 20-200 хв (залежно від місткості тари та виду продукту). Для прикладу наведемо формулу стерилізації обідніх консервів-, фасова­них у банки місткістю 1000 см³ (1л):

тарі, можуть зберігатися в доброму стані протягом декількох років. Тому такий спосіб консервування на сьогодні кайрозповсюдженіший.

Особливий вид теплової стерилізації - гаряче розливання, засто­совуваний для соків і томатопродуктів. Продукт нагрівають до кипіння, негайно розливають у стерильну тару і закупорюють. Якщо використовують тару місткістю не менше ніж 3 л, то запас теплоти в продукті виявляється достатнім для стерилізуючого ефекту.

Знизити шкідливий вплив теплоти на якість консервів у тарі будь-якого об'єму дозволяє метод асептичного консервування. Сутність його полягає в тому, що продукт і тара стерилізуються ок­ремо, а після цього в умовах, що виключають можливість потраплян­ня мікроорганізмів (асептичні умови), стерильний попередньо охо­лоджений продукт розміщують у стерильну тару і герметичне укупо-рюють її стерильними кришками. При цьому способі продукт можна миттєво нагріти (простерилізувати в потоці) і також швидко охоло­дити. На сьогодні найбільш завершеною в апаратурному оформленні є стерилізація в потоці різноманітних соків, пюре, молока і розфасу­вання їх в одноразову упаковку з паперових, полімерних матеріалів та алюмінієвих туб.

Процес стерилізації в потоці харчових продуктів здійснюється двома шляхами. Перший з них грунтується на нагріванні продукту через теплопередаючу поверхню. Для його здійснення використову­ють трубчасті та пластинчасті теплообмінники. Другий шлях сте­рилізації продукту в потоці - це безпосередній контакт і змішування з теплоносієм. Основний теплоносій на харчових підприємствах -водяна пара. Безпосередня стерилізація здійснюється або шляхомвведення пари в продукт, або шляхом введення продукту в пару. Сте­рилізація шляхом безпосереднього нагрівання парою має переваги:

- мінімальна витрата теплоти, бо вся ентальпія пари повністю використовується на нагрівання продукту;

- нагрівання здійснюється практично миттєво (за десяті частки секунди) І незважаючи на високу температуру (140-160° С) складові елементи продукту не встигають денатурувати.

У сучасних стерилізаційних установках одразу ж після нагріван­ня продукту до температури стерилізації він потрапляє в вакуум-камери, де за рахунок самовипаровування дуже швидко охолоджу­ється. При цьому з продукту частково видаляється волога, яка потра­пила під час конденсації пари. Слід, однак, мати на увазі, що пара, конденсуючись, залишається в продукті, який нагрівається; це тягне за собою необхідність застосування "чистої" пари, конденсат якої за­довольняв би вимоги, що ставляться до питної води.

Застосування струмів високої і надвисокої частоти (ВЧ і НВЧ) є од­ним з особливих варіантів теплової стерилізації продуктів. Харчовий продукт у електромагнітному полі поглинає електричну енергію, пере­творюючи її на теплову. Швидкість нагрівання харчового продукту в полі ВЧ або НВЧ значно вища, тривалість процесу обчислюється секун­дами. Це дозволяє значною мірою зберегти якість продукту.

законспектувати лекцію та прикріпити файл