Стерилизация

В ходе стерилизации пищевой продукт подвергается воздействию достаточно высокой температуры в течение достаточно долгого времени, чтобы прекратилась активность всех микробов и энзимов. Стерилизованные пищевые продукты обычно имеют срок хранения без охлаждения, превышающий шесть месяцев. Усовершенствование этого процесса сводится к тому, чтобы уменьшить изменение свойств продукта.
Время, необходимое для стерилизации пищевого продукта, зависит от устойчивости микроорганизмов и энзимов к воздействию тепла, условий нагрева, уровня рН продукта, размера контейнера и физического состояния продукта. Для того чтобы определить время обработки, нужно понимать как характеристики микроорганизмов, так и способы проникновения тепла внутрь продукта.
Clostridium botulinum¹– самый опасный патоген, который может присутствовать в пищевых продуктах. (Clostridium botulinum - грамположительная бактерия рода клостридий, возбудитель ботулизма — тяжёлой пищевой интоксикации, вызываемой ботулиническим токсином и характеризуемой поражением нервной системы). Его уничтожение является минимальным требованием, предъявляемым к тепловой стерилизации. Известно, что уничтожение микроорганизмов происходит логарифмически. Вне зависимости от продолжительности воздействия тепла, невозможно создать абсолютно стерильный пищевой продукт, поэтому возникает понятие коммерческой стерильности: «Чтобы пищевой продукт мог считаться не содержащим жизнеспособные микроорганизмы, включая микроорганизмы, известные своей опасностью для здоровья, способные размножаться в пищевых продуктах при температурах, при которых, вероятно, будет содержаться продукт во время распространения и хранения» (Департамент здоровья и социального обеспечения DHSS, 1994). Например, процесс, позволяющий добиться уменьшения количества микроорганизмов на 12 логарифмических единиц в контейнере, содержащем 1000 спор, приведёт к тому, что на каждый миллиард произведенных контейнеров будет приходиться одна спора. На практике наиболее экономичные способы очистки для большинства продуктов представляют собой процессы, дающие уменьшение количества микроорганизмов от 2 до 8 логарифмических единиц.

Используется также понятие промышленной стерильности, при которойв консервах должны отсутствовать возбудители порчи пищевых продуктовили патогенные и токсигенные формы и могут встречаться микроорганизмы, не способные развиваться и вызывать порчу консервов при обычных условиях хранения.
Чтобы разобраться со временем обработки, нужно рассмотреть скорость проникновения тепла в пищевой продукт. Оно определяется многими факторами. Обычно коэффициент теплопередачи не является ограничивающим фактором. Скорость проникновения тепла зависит от типа продукта, размера и формы контейнера, активности движения контейнера, температуры в автоклаве.
Конечно, методом конвекции тепло передается намного быстрее, чем методом проводимости или перемешивания. При вращении банки в вертикальной плоскости часто можно увеличить скорость проникновения тепла в продукт (рисунок 3).

Рисунок 3. Вращение банок с продуктом в вертикальной плоскости
Различные процедуры стерилизации можно сравнивать друг с другом, рассматривая время тепловой гибели, TDT или F-показатель.
F-показатель – это время, необходимое для требуемого уменьшения общего количества микробов при данной температуре. Таким образом, этот показатель является мерой для комбинации времени и температуры для данного продукта. Часто этот показатель приводится с суффиксами, обозначающими температуру в автоклаве и z-показатель для соответствующего вида микробов. Так, F¹⁰₁₁₅ означает процесс при температуре 115°С, воздействующий на микроорганизмы с z-показателем 10°С. Значение F можно определить как время, необходимое для уменьшения числа микроорганизмов в «D-показателе» раз. Следовательно, F = D (log n₁ – log n₂),

где n₁ и n₂ – начальное и конечное количество микробов. При описании процесса часто используют контрольное значение F0, которое соответствует воздействию при температуре 121°С на микроорганизмы с z-показателем 10°С.

Время обработки обычно рассчитывается математически или графически для определения общей устойчивостью продукта к времени-температуре и, как следствие, определения времени обработки, необходимого для получения данного F-показателя.
Скорость проникновения тепла сильно зависит от типа упаковки. Стерилизованные продукты, как правило, хранятся в упаковках следующих четырех видов:металлические банки,

• стеклянные банки или бутылки,
• гибкие пакеты,
• жесткие лотки.

В большинстве процессов из упаковок перед заполнением или герметизацией удаляется весь воздух. Нагрев обычно осуществляется насыщенным паром, горячей водой (в случае стеклянных контейнеров) или огнем (только для маленьких банок). В любом стандартном процессе стерилизации тепло обеспечивается конденсацией насыщенного пара на внешней стенке контейнера. Основная трудность при работе с твердыми продуктами или продуктами, обладающими высокой вязкостью, заключается в том, чтобы провести тепло в середину контейнера.