Механизм действия высоких температур
7. Микрофлора мясных баночных консервов.
7.1. Процессы стерилизации и пастеризации. Полная и промышленная стерилизация.
7.2. Источники бактериального обсеменения мясных консервов. Меры по предотвращению попадания микроорганизмов в сырье.
7.3.Стерилизация. Механизм действия высоких температур.
Стерилизация. Стерилизация консервов — заключительный этап технологического процесса консервирования. Под стерилизацией подразумевается различная степень нагревания продукта, приводящая к получению микробиологически стабильного консервированного продукта, не содержащего микроорганизмов, способных развиваться в нем при хранении в определенных температурных условиях. Основная цель стерилизации консервов— уничтожение патогенных и токсигенных микроорганизмов, а также микроорганизмов, способных вызвать порчу продукта.
Режим стерилизации, регламентированный технологическими инструкциями, устанавливают в зависимости от вида консервов, размера консервной тары, условий хранения. Мясные консервы стерилизуют при 112— 120°С.
Уничтожение микробов при стерилизации является функцией времени и температуры. Чем выше температура, тем быстрее гибнут микроорганизмы. Однако, несмотря на воздействие высоких температур, в консервах после стерилизации могут сохраняться жизнеспособные микробные клетки, т. е. не всегда достигается полная стерильность всех банок. Поэтому при выработке различных видов консервов ориентируются обычно на консервированный продукт, удовлетворяющий требованиям промышленной стерильности. В консервированном продукте промышленной стерильности допускается присутствие только ограниченного числа видов спорообразующих микроорганизмов. В нем должны отсутствовать микроорганизмы и вещества микробиологического происхождения, опасные для здоровья людей, а также микроорганизмы, способные развиваться и вызывать порчу продукта при температуре хранения, установленной для данного вида консервов.
Надежность термического консервирования, т. е. эффективность стерилизации консервов, зависит не только от продолжительности и температуры нагревания, но и от ряда показателей, влияющих на выживаемость микроорганизмов в процессе стерилизации: количественного и группового состава микрофлоры и физико-химических свойств консервируемого продукта, в частности его консистенции, рН среды, содержания в нем жира, поваренной соли и сахара.
Существенное влияние на эффективность стерилизации консервов оказывает групповой состав микрофлоры продукта, т. е. то, какие микроорганизмы присутствуют в консервируемом продукте, какова их устойчивость к высоким температурам. Термоустойчивость микроорганизмов в значительной степени зависит от их родовой и видовой принадлежности, физиологического состояния клеток или спор. Неспорообразующие бактерии значительно менее устойчивы к нагреванию, чем спорообразующие. Термоустойчивость бактериальных спор может в 105 раз превышать термоустойчивость вегетативных клеток. Устойчивость к высоким температурам среди неспорообразующих бактерий тоже неодинакова. Например, кокки более термоустойчивы, чем палочковидные бактерии. Молодые микробные клетки чувствительнее к воздействию высоких температур, чем старые.
Рекомендуемые материалы
Споры различных видов спорообразующих микроорганизмов обладают неодинаковой устойчивостью к высоким температурам. Так, споры многих мезофильных аэробных бацилл отмирают уже при 100°С, тогда как споры Вас. subtilis могут сохранять жизнеспособность при 130°С. Устойчивы к действию высоких температур также споры термофильных аэробных бацилл (Вас. coagulans, Вас. aerothermophilus, Вас. stearothermophilus и др.), сохраняющих жизнеспособность при 125—130°С. Споры анаэробных микроорганизмов отмирают при высоких температурах медленнее; чем споры аэробов. Споры разных штаммов одного и того же вида микроба также могут иметь неодинаковую устойчивость к высоким температурам. Наиболее термоустойчивыми являются зрелые покоящиеся споры. Следовательно, результаты стерилизации во многом зависят от того, какова устойчивость микроорганизмов, содержащихся в продукте, к температурам, применяемым при его консервировании.
В неменьшей степени на результаты стерилизации влияет количественный состав микрофлоры, т. е. общее количество микроорганизмов и их спор, содержащихся в консервируемом продукте. Чем выше начальная микробная обсемененность консервов, тем больше времени требуется для полного уничтожения микроорганизмов и тем больше их может выжить при нагревании. Так, сроки гибели спор С. botulinum в зависимости от их концентрации различны при одной и той же температуре стерилизации в автоклаве.
Количество спор в 1 мл 9 900 90 000 9 000 000 900 000 000
Продолжительность сте 2 14 20 36 48
рилизации при 105°С, мин
Скорость отмирания микроорганизмов при стерилизации зависит также от консистенции и гомогенности продукта. В консервах, имеющих жидкую консистенцию, образуются конвекционные токи, в результате чего температура при стерилизации быстро становится почти одинаковой во всех частях банки. При плотной консистенции продукта конвекция при стерилизации затруднена и тепло в основном распространяется вследствие теплопроводности банки, поэтому температура в разных точках продукта неодинакова. В периферических зонах она выше, чем в центре банки. Например, при одинаковых условиях стерилизации в банке с зеленым горошком температура 110°С достигается через 25 мин, а в банке с мясом — только через 50 мин. Поскольку консервы, имеющие жидкую заливку, быстрее прогреваются, то микроорганизмы в них гибнут быстрее, чем в сухих, плотных консервах.
Ещё посмотрите лекцию "32. Маркетинговые решения по распределению товаров" по этой теме.
При стерилизации консервов концентрация водородных ионов в среде оказывает большое влияние на термоустойчивость микроорганизмов. В продуктах с нейтральной и слабощелочной реакцией среды большинство спорообразующих микроорганизмов обладают максимальной устойчивостью к высоким температурам. Например, С. Botulinum сохраняет свою жизнеспособность при рН 6,3—6,9, а Вас. subtilis — при 6,8—7,6. Кислая реакция ускоряет коагуляцию белков и отмирание микроорганизмов, а также вызывает снижение термоустойчивости вегетативных микробных клеток и их спор. Чем выше кислотность продукта, тем большее влияние она оказывает на снижение термоустойчивости микроорганизмов и, следовательно, их гибель наступает при менее высокой температуре.
Большое влияние на устойчивость микроорганизмов к высоким температурам оказывает жир. Наличие в консервируемом продукте жира, являющегося плохим проводником тепла, способствует выживанию микроорганизмов при стерилизации. Жир проводит тепло в 1,82 раза медленнее, чем мясо. При увеличении содержания жира в мясных консервах понижается теплопроводность продукта, а термоустойчивость микробных клеток повышается. На поверхности микробных клеток образуется гидрофобная пленка жира, которая препятствует проникновению воды в клетку и тем самым защищает белки цитоплазмы от коагуляции. При этом создаются условия, близкие к условиям стерилизации «сухим жаром», в силу чего для уничтожения микробов требуется более продолжительное время. Например, споры сенной палочки в бульоне при 1060 С погибают через 10 мин, тогда как в животном жире даже при 150°С — только через 1 ч. Бактерии группы кишечных палочек в бульоне при 100°С гибнут моментально, а в масле при этой же температуре— только через 30 мин.
Присутствие соли в консервируемом продукте влияет на термоустойчивость микроорганизмов в зависимости от ее концентрации и вида микробов. Небольшие концентрации поваренной соли (I—2%) повышают устойчивость к высокой температуре многих микроорганизмов и их спор, в том числе С. botulinum. Наивысший эффект действия соли на термоустойчивость некоторых видов споровых (Вас. mesentericus, С. sporogenes) и бесспоровых микроорганизмов (Micrococcus candidans, бактерии рода Lactobacterium и др.) наблюдается при концентрации соли 5,8%. Споры С. perfringens наиболее устойчивы к нагреванию в присутствии 3% поваренной соли.
Значительные концентрации соли (выше 10%) оказывают обратное действие, т. е. уменьшают термоустойчивость С. perfringens, С. botulinum и других микроорганизмов.
Повышение термоустойчивости микроорганизмов при небольших концентрациях поваренной соли объясняется осмотическим отсасыванием влаги из микробных клеток, в результате чего их устойчивость к нагреванию повышается. Если же концентрация соли достигает 10%, то начинает проявляться ее высаливающее действие на белки, что приводит к снижению термоустойчивости микробов и их спор.
При небольших концентрациях (2—18%) сахар не оказывает заметного влияния на устойчивость микроорганизмов к высоким температурам. Сахар в несколько больших концентрациях (30%) оказывает защитное действие на дрожжи и плесени. Высокие концентрации сахара (70%) заметно повышают устойчивость многих микроорганизмов, в том числе С. botulinum, к нагреванию, В этом случае повышение термоустойчивости также объясняется потерей микробными клетками части свободной воды в результате осмоса.
