Оцінка летальності режимів стерилізації
Овочевих консервів
Мета роботи: Засвоїти методику оцінки летальності режимів стерилізації овочевих консервів.
Теоретична частина
Основними параметрами, що характеризують процес стерилізації, є температура, яку треба підняти і підтримувати у стерилізаційному апараті, та час, на протязі якого консерви піддаються нагріванню. Ці два параметри можна назвати мікробіологічними, бо саме ними визначається загибель мікроорганізмів. Недотримання цих параметрів призводить до виникнення різних видів біологічного браку консервів (газоутворення з бомбажем - тобто вздуття кришок, скисання, пліснявіння тощо), що виявляються, як правило, через декілька діб, а іноді і тижнів після стерилізації.
Говорячи про час, необхідний для стерилізації консервів, можна сказати, що якби при завантаженні банок у стерилізаційний апарат потрібна температура стерилізації утворювалась відразу й одночасно у всій масі консервів, то встановлений капілярним методом летальний для мікроорганізмів час при даній температурі і був би потрібним загальним терміном стерілизації для консервної банки.
Проте при стерилізації банок парою або гарячою водою задана температура процесу встановлюється не відразу й не одночасно по всій масі продукту. Передача тепла від теплоносія до продукту йде від периферії банки до її центру. Спочатку прогріваються шари консервів, що знаходяться біля поверхні банки, потім тепло поступово проникає в середину продукту і наостанок досягає найбільш віддаленого від периферії місця, що знаходиться поблизу геометричного центру банки.
|
|
|
Більшість консервів неоднорідні за складом, тобто містять і тверду і рідку фази, наприклад плоди та цукровий сироп (компоти), овочі, зерна і розсол ("Зелений горошок", маринади тощо). Для цих консервів характерні два способи передачі тепла: конвекція і теплопровідність, причому конвективні токи при нагріванні досить сильні. За інтенсивністю прогрівання такі консерви займають проміжне положення між рідкими консервами, наприклад сік без м’якоті, і гyстими, наприклад томат-паста, наближаючись до перших.
Різницю між інтенсивністю прогрівання тих чи інших харчових продуктів легко помітити на так званих графіках прогрівання консервів, які будують в координатах: температура - час стерилізації. Графіки ці будують таким чином. На горизонтальній вісі відкладають тривалість стерилізації у хвилинах, починаючи з моменту пуску пари в автоклав і закінчуючи моментом повного охолодження апарату, на вертикальній вісі - відповідно кожному проміжку часу температуру стерилізації як у апараті, так і в глибині продукту. При цьому вимірювання температури продукту проводять в точці найгіршого прогрівання, яка для густих мас знаходиться поблизу геометричного центру банки, а для рідких - нижче центру.
|
|
|
Крива прогрівання автоклаву має вигляд трапеції. Температура апарату в період підігрівання (А) рівномірно підвищується до заданої температури стерилізації. Потім ця температура деякий час підтримується на постійному рівні (В), що називають періодом власне стерилізації, після чого рівномірно знижується (С) до тієї точки, коли охолодження апарату можна вважати закінченим.
Вказаний на графіку хід температурної кривої апарату прийнято називати режимом або формулою стерилізації, приводячи її у вигляді умовного запису:
А-В-С
t°
(над рискою приводять тривалість вказаних вище етапів теплового режиму, а під рискою - температуру стерилізації).
Наприклад, при стерилізації томатного соку формула стерилізації має вигляд: 25 - 75 - 30
100°С
Це означає, що слід за 25 хвилин температуру апарату рівномірно підняти до 100°С, потім витримати її на цьому рівні протягом 75 хвилин, після чого за 30 хвилин апарат рівномірно охолодити.
|
|
|
Просте спостереження графіка прогрівання продукту не дозволяє отримати відповідь на питання про летальність режиму стерилізації, бо температурна крива характеризує проникнення тепла вглибину продукту як нестаціонарний тепловий процес, при якому за час стерилізації в центрі банки «було» чимало температур. В необхідності врахувати летальну дію не одної якої-небудь температури, а багатьох її значень і полягає складність оцінювання ефективності даного конкретного режиму стерилізації.
Стерилізуючий ефект режимів стерилізації можна розрахувати за формулою:
F = a ∫ b KFdτ = τp • (KF85+ KF2 +…+ KF85) ,
де F - стерилізуючий ефект, (F - ефект)
τp - відрізок часу, хвилин,
Kf - перевідний коефіцієнт.
F - ефектом, або летальністю даного режиму стерилізації, називається тривалість деякого уявного стаціонарного режиму теплової обробки, еквівалентного за дією на мікроорганізми даному реальному нестаціонарному режиму стерилізації, що проводиться в перемінному температурному полі, за умови, що вміст банки миттєво, з самого початку процесу, нагрівається до 121,1°С, витримуючись при цій температурі протягом F хвилин, після чого миттєво охолоджується до сублетальної температури. Таким чином, F-ефект, або летальність, вимірюється в умовних 121°С-них хвилинах.
|
|
|
Перелік перевідних коефіцієнтів KF для деяких температур подано в таблиці 5.
Таблиця 5
| t°c | KF | t°c | KF | t°c | KF |
| 85,0 | 0,0001 | 91,0 | 0,0010 | 97,0 | 0,0039 |
| 85,5 | 0,0001 | 91,5 | 0,0011 | 97,5 | 0,0044 |
| 86,0 | 0,0002 | 92,0 | 0,0012 | 93,0 | 0,0049 |
| 86,5 | 0,0002 | 92,5 | 0,0014 | 98,5 | 0,0055 |
| 87,0 | 0,0003 | 93,0 | 0,0015 | 99,0 | 0,0062 |
| 87,5 | 0,0003 | 93,5 | 0,0017 | 99,5 | 0,0069 |
| 88,0 | 0,0004 | 94,0 | 0,0019 | 100,0 | 0,0078 |
| 88,5 | 0,0005 | 94,5 | 0,0022 | 100,5 | 0,0087 |
| 89,0 | 0,0006 | 95,0 | 0,0025 | 101,0 | 0,0098 |
| 89,5 | 0,0007 | 95,5 | 0,0028 | 101,5 | 0,0109 |
| 90,0 | 0,0008 | 96,0 | 0,0031 | 102,0 | 0,0123 |
| 90,5 | 0,0009 | 96,5 | 0,0035 | 102,5 | 0,0138 |
Для розрахунків летальної дії досліджуваної формули стерилізації будують на одному графіку криві прогрівання автоклаву і продукту, а також криву F - ефекту. Для цього по горизонтальній вісі відкладають час стерилізації у хвилинах, а на вертикальних вісях: на одній - температуру, а на другій – перевідні коефіцієнти (рис.2).
Рис.2. Криві прогрівання (автоклаву і продукту – 1 і 2) і летальності (3) режимів стерилізації консерви «Моркв’яний сік»
Користуючись наведеною вище формулою знаходять фактичну летальність режиму стерилізації консервів.
Отримані результати фактичної летальності порівнюють з потрібною летальністю.
Потрібна летальність визначається за формулою:
Fн = D (а + lgB)
Необхідна летальність режимів стерилізації консервів по Cl.botulinum має дорівнювати 12D, тобто
FH = 12 • D
Якщо F - ефект більше Fh, стерилізуючий ефект досягається.
Таблиця 6
| Середовище | рН | Константа D при 121,1°С, хвилин |
| Буферний розчин | 7,1 | 0,21 |
| Пюреподібні продукти для дитячого харчування: | ||
| ................ з шпинату | 5,0 | 0,066 |
| із зеленого горошку | 6,0 | 0,055 |
| з кабачків | 6,0 | 0,058 |
| суп-пюре овочевий | 5,8 | 0,041 |
| суп-пюре томатний | 5,4 | 0,044 |
| моркв’яний сік | 5,2 | 0,043 |
| ікра кабачкова дієтична | 5,0 | 0,038 |
| перець різаний з овочевим фаршем | 5,0 | 0,073 |
| ікра з кабачків | 4,8 | 0,044 |
| ікра з баклажанів | 4,8 | 0,077 |
| томати протерті | 4,4 | 0,033 |
| маринади | 3,6 | 0,027 |
Хід виконання роботи
1. Ввести термометр в глибину продукту, в ту точку, де прогрівання даного продукту найгірше. Для густих консервів – це геометричний центр, для рідких - приблизно 1/3 відстані між дном та геометричним центром. Розмістити банку в лабораторний автоклав і стерилізувати за досліджуваною формулою, проводячи через певні проміжки часу вимірювання температур в продукті і апараті. Точність результатів, отриманих за допомогою наближеного інтегрування, залежить від ступеню «подрібнення» горизонтальної шкали, тобто від абсолютної величини рівновеликого відрізку часу τp. Краще всього брати інтервал у 5 хвилин.
2. За визначеними температурними точками знайти по таблиці 1 відповідні їм значення перевідного коефіцієнту KF, (для температур не нижче 85°с).
3. Відповідно до формули підсумувати значення KFі отриману суму помножити на рівновеликий відрізок часу, через який робили вимірювання температури. Отримати значення стерилізуючого ефекту або летальності даного режиму стерилізації в умовних F ( 121,1°С-них) хвилинах.
4. Для наступного аналізу і корекції (за необхідності) досліджуваної формули стерилізації побудувати також на одному графіку криві прогрівання автоклаву та продукту, а також криву F-ефекту. Для цього по горизонтальній вісі відмітити час стерилізації у хвилинах, а по вертикальним вісям на одній - температуру, а на другій - перевідні коефіцієнти.
5. Розрахувати за формулою потрібну летальність.
6. Порівняти фактичну летальність режиму стерилізації з потрібною.
Висновки. Зробити висновки про летальність режиму стерилізації. За необхідності внести коррективи у режим стерилізації.
Вимоги до оформлення роботи
Контрольні питання
1. Що таке пастеризація продукції?
2. Що таке стерилізація продукції? З якою метою її проводять?
3. З яких параметрів складається формула стерилізації?
4. Що таке летальний час? Які чинники впливають на летальний час?
5. Від чого залежить летальна температура стерилізації?
6. Від чого залежить тривалість стерилізації?
7. Чому продукт прогрівають саме до температури 121,1 оС?
8. Що таке фактична летальність і з чим її порівнюють?
9. Для яких мікроорганізмів розраховують необхідну летальність стерилізації?
10. Що ви знаєте про ботулізм?
Лабораторна робота № 5
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!