Termeni asociați:

  • Prăbușirea alimentelor
  • Iradierea alimentelor
  • Conservarea alimentelor
  • Conserve
  • Pasteurizare
  • Lactoferina
  • Mancare la conserva

Descărcați în format PDF

alimentelor

Despre această pagină

Potențialul nutrițional și terapeutic al condimentelor

8.4.3 Sterilizarea alimentelor

Sterilizarea alimentelor poate fi utilizată cu succes pentru a combate mucegaiurile și diferiții microbi din condimente și ierburi. Sterilizarea și dezinfectarea se fac în mod obișnuit prin căldură, abur chimic, utilizare la temperaturi scăzute, lipsă de hidratare, uscare, liofilizare, ajustarea acidității, utilizarea aditivilor de preparare sau iradiere. Curățarea cu abur sau fumigarea chimică este, în general, considerată a fi cea mai bună practică pentru condimente și ierburi preparate sau măcinate, deoarece aceste proceduri sunt simple și ieftine de realizat, în special în contrast cu tratamentul cu radiații care necesită echipamente profund complexe și costisitoare. Substanțele chimice permise pentru curățare sunt oxidul de propilenă și oxidul de etilenă.

Tratament termic: Efect asupra modificărilor microbiologice și termenului de valabilitate

Abstract

Sterilizarea și pasteurizarea termică a alimentelor sunt cele mai răspândite tehnologii de conservare pentru a prelungi durata de valabilitate a alimentelor prin inactivarea microorganismelor și a enzimelor care pot deteriora produsele alimentare. Aplicarea căldurii ca metodă de conservare datează din secolul al XIX-lea, cu procesul de „apertizare” dezvoltat de Nicolas Appert, orientat spre stabilirea intenționată a unei noi metode de conservare a alimentelor. A marcat începutul unei industrii uriașe bazată pe utilizarea căldurii pentru conservarea alimentelor. De atunci, conservele au devenit stabilite în întreaga lume. În această contribuție sunt descrise efectul căldurii asupra microorganismelor și durata de valabilitate a alimentelor.

STERILIZAREA ALIMENTELOR

Metode de sterilizare

Metodele de sterilizare alimentară sunt împărțite în două categorii: sterilizarea prin încălzire (prelucrare termică) și sterilizarea fără încălzire (prelucrare netermică). Procesarea termică este practicată pe scară largă în aceste zile, în ciuda unor probleme, cum ar fi faptul că procesul de încălzire ar putea reduce nutriția sau deteriora calitatea alimentelor și că este ineficient împotriva anumitor tipuri de bacterii. Prelucrarea termică este considerată o metodă eficientă care nu provoacă nicio deteriorare a calității, spre deosebire de procesarea termică. Cu toate acestea, niciun raport nu a arătat efectul sterilizării fără încălzire. Cercetările privind evaluarea tehnologiei sterilizării ntermice fără încălzire sunt urmărite pe scară largă la nivel internațional.

Prelucrarea termică este împărțită în două categorii: sterilizarea în container (procesare). Principiile implicate în sterilizarea termică a alimentelor rămân aceleași, indiferent dacă se încearcă sterilizarea produselor în recipiente sau sterilizarea produselor înainte de umplerea recipientului final (procesare aseptică). Astfel, este necesar să se cunoască rata de distrugere termică a microorganismelor de consecință în alimentele procesate. Sunt disponibile procedurile necesare pentru achiziționarea acestor date. Este important să utilizați aceste informații în mod corespunzător, astfel încât să se poată atinge timpul și temperatura adecvate pentru distrugerea organismelor. Procedurile de sterilizare pentru produse în containere necesită de obicei timpi mai lungi, deoarece transferul de căldură către produs este relativ lent. Sterilizarea înainte de umplerea recipientului, așa cum se realizează în procesarea aseptică, necesită perioade de încălzire relativ scurte. Acest proces de sterilizare se realizează de obicei prin încălzirea rapidă a produsului la 130-145 ° C, menținerea timpului adecvat, apoi răcirea rapidă a produsului. Produsul specific va determina combinația efectivă de temperatură și timp necesară sterilizării.

Operațiuni de cameră de proces

11.2 Sterilitatea comercială în conservele

În sterilizarea alimentelor conservate acidificate și cu conținut scăzut de acid, principala preocupare a industriei conservei este de a preveni creșterea Clostridium botulinum, bacteria otrăvitoare a alimentelor capabilă să producă o toxină foarte letală. C. botulinum este o bacterie rezistentă la căldură. Un proces de sterilizare care asigură distrugerea C. botulinum nu ucide neapărat toate celelalte microorganisme capabile să producă alterarea alimentelor conservate în condiții normale de manipulare și depozitare a alimentelor conservate. Aceste microorganisme trebuie, de asemenea, să fie distruse.

Un proces termic care produce sterilitate comercială în conservele cu conținut scăzut de acid poate fi definit ca „procesul prin care au fost distruși toți sporii C. botulinum și toate celelalte bacterii patogene, precum și organisme mai rezistente la căldură care, dacă sunt prezente, ar putea produce deteriorare în condiții normale de păstrare și distribuire a alimentelor conservate nefrigorifice ”(Tucker & Featherstone, 2011).

Dacă numărul de organisme din produs este excesiv, procesele recomandate pot să nu fie adecvate pentru a preveni deteriorarea. Prin urmare, este esențial să se exercite principii stricte de salubrizare în timp ce mărfurile brute sunt pregătite pentru conservare.

Distrugerea prin căldură a organismelor prezente în mod natural în recipientul sigilat este operația fundamentală a conservării alimentelor prin conservare și este cunoscută sub numele de procesare până la sterilitate comercială. Combinația de timp și temperatură la care produsul este încălzit este cunoscută drept „procesul”.

„Procesul” este determinat dintr-un studiu al ratei de penetrare a căldurii pentru produs și dintr-un studiu al rezistenței la căldură a sporilor semnificativi. Un proces teoretic este apoi calculat și testat prin inocularea produsului cu o sarcină de spori cunoscută.

Un exemplu este determinarea unui proces pentru conserva de porumb. Deoarece se știe că termofilele plate acide și sulfurice, precum și mezofilele anaerobe putrefactive, provoacă deteriorarea porumbului, este necesar să se studieze condițiile în care acești agenți sunt distruși. După pregătirea unei culturi de spori a fiecărui organism testat, se face o determinare a rezistenței la căldură. Prin utilizarea termocuplurilor, se determină rata de pătrundere a căldurii în conservele de porumb. Folosind o corelație matematică între rezistența la căldură și penetrarea căldurii, se determină ceea ce este cunoscut sub numele de proces „teoretic”. Pentru a testa acest proces teoretic, recipientele de porumb sunt inoculate cu organismele testate. Recipientele sunt procesate la diferite temperaturi pentru perioade diferite, variind de la „procesul teoretic” la temperaturi mai scăzute și apoi incubate pentru a determina nivelurile de deteriorare.

Tehnica ambalajului inoculat este valoroasă, în special pentru produse precum spanacul, care prezintă variații mari în rata lor de penetrare a căldurii. Dacă rezultatele ambalajului inoculat confirmă procesul teoretic derivat din punct de vedere matematic, metodele matematice pot fi de obicei aplicate produsului într-o varietate de dimensiuni de cutii, excluzând astfel necesitatea studierii efectelor procesului asupra ambalajelor experimentale din fiecare mărime a cutiei. Procesul astfel determinat va produce un produs alimentar conservat „steril din punct de vedere comercial”, cu cea mai mare păstrare a calității.

„Sterilitate comercială” a echipamentelor și recipientelor utilizate pentru prelucrarea aseptică și ambalarea alimentelor înseamnă condiția realizată prin aplicarea căldurii, a sterilizantului chimic sau a altui tratament adecvat care face ca aceste echipamente și recipiente să fie libere de forme viabile de microorganisme care au semnificație pentru sănătate, precum și orice microorganisme cu semnificație nesănătoasă capabile să se reproducă în alimente în condiții normale de refrigerare și depozitare.

Unele bacterii termofile (iubitoare de căldură) produc spori cu o rezistență atât de ridicată la căldură încât nu pot fi distruse în unele produse fără prelucrare într-o asemenea măsură încât produsul conservat să nu fie comercializat. Din fericire, aceste bacterii termofile nu sunt infecțioase sau otrăvitoare și, prin urmare, nu au nicio semnificație în ceea ce privește sănătatea publică. Când astfel de spori termofili supraviețuiesc procesului din conservele alimentare, aceștia nu sunt în măsură să germineze și să provoace deteriorarea la temperaturi de depozitare de 38 ° C (100 ° F) sau mai mici. Răcirea rapidă a conservelor procesate la o temperatură medie de 38 ° C, evitând depozitarea la temperaturi ridicate, protejează împotriva deteriorării bacteriilor termofile. Incubarea conservelor cu conținut scăzut de acid la 55 ° C (131 ° F) va permite în mod evident germinarea cu recuperarea celulelor vegetative.

De mulți ani, laboratoarele legate de industria conservei și alte laboratoare au acordat o atenție deosebită C. botulinum și altor organisme de deteriorare. O mare cantitate de muncă sa concentrat pe studii de rezistență la căldură, iar recomandările de procesare pentru alimente se bazează pe rezultatele acestei cercetări. În același timp, s-a făcut un studiu al caracteristicilor de creștere pentru C. botulinum și s-a constatat că nu va crește la un pH de 4,6 sau mai mic. Aceasta este o observație foarte importantă, deoarece, ca o chestiune practică, înseamnă că, în general, produsele cu niveluri de pH mai mari de pH 4,6 trebuie procesate sub presiune la temperaturi peste 100 ° C (212 ° F) pentru a asigura distrugerea sporilor, întrucât produsele la pH 4,6 sau mai mic pot fi prelucrate în condiții de siguranță la 100 ° C. Experiența industriei de-a lungul mai multor ani a stabilit validitatea acestei clasificări a produselor.

Sterilizarea prin prelucrare sub presiune pentru unele produse cu conținut scăzut de aciditate, cum ar fi anghinare, pimientos, ceapă și ardei, poate avea ca rezultat un produs de o calitate insalabilă. Sub control adecvat, astfel de produse pot fi procesate în apă clocotită după ce au fost acidificate la un nivel de pH la care nu mai sunt un aliment cu conținut scăzut de acid. Experiența a arătat că supravegherea atentă a tuturor detaliilor este esențială atunci când acidificarea este inclusă în procedura de prelucrare. Această procedură nu trebuie urmată fără consultarea unei autorități competente de prelucrare termică.

Alimentele acide nu sunt supuse la fel de multă căldură ca alimentele cu conținut scăzut de acid; cu toate acestea, acestea sunt încălzite suficient pentru a distruge toate celulele bacteriene patogene vegetative și distruge, drojdiile și, în esență, toate mucegaiurile, care ar putea, dacă nu sunt distruse, să provoace deteriorarea.

Prelucrare termică: conservare și pasteurizare

Procese de pasteurizare

La fel ca în cazul metodelor de replică și aseptice de sterilizare a alimentelor conservate, pasteurizarea poate fi efectuată fie prin procese în container, fie în afara containerului. Principala diferență față de sterilizare este că temperaturile mai scăzute utilizate pentru pasteurizare nu necesită funcționarea sub presiune. Astfel, sistemele de echipamente necesare pasteurizării sunt mult mai simple în proiectare și mai ușor de operat și de întreținut.

În mod normal, alimentele lichide cu atribute delicate de calitate sensibile la căldură, cum ar fi laptele și sucurile de fructe, sunt pasteurizate în afara recipientului folosind schimbătoare de căldură cu temperatură ridicată (HTST) pentru pasteurizare cu degradare minimă a calității înainte de umplerea ambalajelor curate. Aceste sisteme de pasteurizare HTST sunt similare cu sistemele de proces aseptic utilizate în sterilizare, cu excepția faptului că funcționează la temperaturi mai mici și la presiunea atmosferică și nu necesită condiții rigide de umplere aseptică. Unelor produse lactate lichide, cum ar fi crema de lapte și cafeaua de albire, li se administrează un tratament termic de sterilizare prin acționarea schimbătorului de căldură sub presiune pentru a atinge temperaturile de sterilizare, dar sunt umplute în cutii sanitare convenționale fără sisteme de umplere aseptice. Astfel de produse sunt comercializate ca „ultra-pasteurizate” cu o durată de viață semnificativ mai mare la refrigerare.

Alimentele mai puțin sensibile la căldură, precum și majoritatea alimentelor nelichide, sunt pasteurizate în container, la fel ca procesul de sterilizare, cu excepția faptului că un rezervor deschis de apă fierbinte sau aproape de fierbere este suficient și nu este necesară utilizarea vaselor sub presiune, cum ar fi retortele. sau autoclave. O a treia metodă de pasteurizare, cunoscută sub numele de „umplutură la cald”, folosește temperatura de pasteurizare ridicată atinsă de produs într-un rezervor discontinuu sau fierbător de amestec ca parte a preparatului produsului. Recipientele goale curate sunt umplute cu produsul fierbinte și sigilate. Acestea sunt ținute în poziție verticală timp de câteva minute pentru a transfera suficientă căldură pe pereții și fundul containerului; apoi sunt inversate pentru câteva minute suplimentare pentru a finaliza pasteurizarea capacului recipientului și a zonei de etanșare folosind căldura transferată de la produsul încă fierbinte. Majoritatea conservelor de fructe, a conservelor de fructe și a produselor acidulate (murate) sunt pasteurizate în acest fel.

Rețineți că exemplele de alimente date mai sus pentru metoda de pasteurizare „umplere la cald” sunt alimente nefrigorificate care se bucură de depozitare pe termen lung la temperatura camerei fără a utiliza tratamente termice de sterilizare. Acest lucru se datorează faptului că sunt alimente bogate în acid (pH

Prelucrarea conservelor citrice

2.6.7 Sterilizarea electrostatică

Țările dezvoltate au înțeles deja importanța tehnologiei electrostatice în sterilizarea alimentelor. Mecanismul folosește o atmosferă de ioni sau ozon, care este generat de un câmp electrostatic pentru sterilizarea alimentelor. Această tehnică poate obține efecte excelente de sterilizare și conservare. Ozonul poate ucide bacteriile și mucegaiurile din cereale, fructe, sticle, rezervoare și pungi, precum și pe cele din camera de depozitare. Viteza de sterilizare este de aproximativ 15-30 de ori mai mare decât oxigenul. Mai mult, atunci când componentele alimentelor au fost supuse sterilizării electrostatice, nu au fost observate modificări ale alimentelor atunci când au fost comparate cu alimentele fără tratament de sterilizare. Astfel, această tehnică protejează aromele originale ale alimentelor.

Pasteurizarea și sterilizarea asistată de microunde - perspectivă comercială

10.3.2.2 Exemple industriale

Ca și în cazul sistemelor de pasteurizare continuă, există doar câteva sisteme comerciale cunoscute de sterilizare alimentară continuă în ambalaje. Prin proiectare, majoritatea sistemelor de sterilizare continuă pot fi, de asemenea, operate la temperaturi mai scăzute pentru a realiza doar pasteurizarea.

Tops Foods (Olen, Belgia) (Tops Foods Company, 2014) a început să proceseze mesele gata refrigerate de înaltă calitate, stabile în mediu și cu durată de viață prelungită pe piețele europene de vânzare cu amănuntul cu etichetă privată din 1993, utilizând un proces OMAC de sterilizare/pasteurizare a meselor. Acest sistem, care funcționează la o frecvență de 2,45 GHz și oferă un proces continuu de sterilizare cu microunde pentru alimentele din ambalaj, a fost brevetat cu variații din 1989 până în 1998 (Ruozi, 1989, 1991, 1998). Utilizează cuptorul cu microunde pentru a încălzi tăvile pentru alimente la o atmosferă internă presurizată de până la 2,5 bar (250 kPa). Sistemul este format din patru secțiuni de tunel metalic conectate liniar, fiecare cu o poartă între ele pentru a separa procesele termice (Fig. 10.2). În fiecare din primele două secțiuni sunt folosiți mai mulți magnetroni de 2,45 GHz pentru a asigura încălzirea cu microunde. A treia secțiune folosește aer încălzit pentru reținere, iar a patra secțiune este pentru răcirea cu aer răcit sub presiune (Ruozi, 1991; Tang, 2015).

Gustosi (Bondone, Italia) este un producător italian de etichete private care folosește, de asemenea, un sistem continuu de sterilizare cu microunde de 2,45 GHz care funcționează sub presiune pentru a produce o gamă de mese gata cu o perioadă de valabilitate ambiantă de 12 luni. O gamă de alimente italiene, cum ar fi pastele și carnea, sunt fabricate ca mese gata pentru reîncălzirea cu microunde (site-ul companiei Gustosi). Pachetele cu alimente sunt aranjate în mai multe benzi în josul tunelului cu microunde (Tang, 2015).

Un program de dezvoltare privind procesarea alimentelor cu microunde la WSU a început în 1997, finanțat parțial de către Armata SUA Natick Soldier Center și Kraft Foods. Lucrarea a fost continuată din 2001 cu un grant acordat de programul Departamentului Apărării SUA cu utilizare dublă și tehnologie (DUST) și un consorțiu cu microunde format din șapte companii de procesare a produselor alimentare, ambalare și echipamente și Centrul de soldați Natick al armatei SUA (Tang, 2015) ). Cercetările privind sterilizarea în pachet cu microunde de 915 MHz au generat tehnologia de sterilizare termică asistată de microunde (MATS), acum licențiată și fabricată de 915 Laboratories (Comunicat de presă 915 Labs, 2015a, 2015b; Tang, 2015).

Tehnologia MATS, brevetată în 2006, folosește o cavitate monomodală de 915 MHz și imersie în apă (Tang, Liu, Pathak și Eugene, 2006). Microundele de 915 MHz au o lungime de undă suficient de lungă pentru ca cavitățile monomod să acomodeze pachete de alimente cu porțiune unică de masă care, atunci când sunt cuplate cu imersiunea în apă, asigură o încălzire mai uniformă în timpul mesei. Microundele de 915 MHz, cu lungimea lor de undă mai mare, pot pătrunde și mai mult în produsele alimentare, oferind mijloace suplimentare pentru îmbunătățirea uniformității încălzirii (Tang, 2015).

Sistemul pilot WSU are patru zone pentru procesare: preîncălzire, încălzire cu microunde, menținere și răcire. Fiecare zonă are propria circulație a apei și temperatura externă cu suprapresiune din aerul comprimat conectat la rezervoarele tampon ale sistemelor de circulație a apei. Încălzirea cu microunde este generată din patru cavități monomodale cu microunde de 915 MHz. Primele două cavități au o putere de microunde relativ mare la fiecare 5 kW, dar ultimele două cavități utilizează 3 și respectiv 2 kW, pentru a asigura controlul individualizat al procesului de temperatură a produsului final. Pachetele cu o singură masă sunt mutate pe un transportor transparent cu microunde prin cele patru cavități dintr-un singur fișier, apoi către zonele de reținere și răcire. Porțile de tranziție între zonele adiacente separă apa în circulație, permițând în același timp transportul pachetelor de alimente pe banda în mișcare, așa cum este ilustrat în Fig. 10.2 (Tang și colab., 2006).

Versiunile pilot industriale fabricate de 915 Laboratories (Denver, CO, SUA) și etichetate MATS-B au fost instalate în două locații comerciale. Aceste companii, Wornick Foods (Cincinnati, OH, SUA) și AmeriQual (Evansville, IN, SUA) desfășoară teste contractuale pilot cercetând aplicațiile produselor tehnologiei MATS în colaborare cu potențiali utilizatori. Sistemele au o valoare aproximativă

Amprenta de 30 × 15 ft 2 (9,1 × 4,6 m 2) și poate procesa până la 150 de mese pe oră (Anderton, 2015; Lingle, 2015). Facilitatea MATS de la Wornick Foods a început să funcționeze în 2011 cu o fabrică de procesare a loturilor ca parte a consorțiului industrial WSU (Wornick Foods, 2011). În 2015, a fost actualizat la un proces semicontinuu (Wornick Foods, 2015). Facilitatea de cercetare și dezvoltare AmeriQual a început, de asemenea, ca un centru de dezvoltare MATS pentru consorțiul WSU al producătorilor de alimente și Departamentul de Apărare pentru Combaterea Direcției de Alimentare. MATS este utilizat pentru extinderea gamei de componente de înaltă calitate atât pentru MRE-uri de rație, cât și pentru grupurile de încălzire și servire a grupurilor de mâncare (Foran, 2012). Tehnologia pilot MATS operată de Wornick Foods și AmeriQual folosește un sistem de tavă purtătoare pentru a transporta alimentele prin cuptorul cu microunde în tăvi de 10,5 oz (297 g). Containerele sunt limitate la o adâncime de aproximativ 2 inci (5,1 cm), deși se desfășoară dezvoltări pe pachete de 3 până la 3,5 inci (7,6-8,9 cm) și pe tăvile de abur cu rație de grup de până la 2,95 kg (Lingle, 2015).

915 laboratoare au anunțat o versiune la scară completă a tehnologiei, etichetată ca MATS-150 și o comandă inițială de achiziție pentru instalare în 2017. Sistemul are o amprentă de

150 × 15 ft 2 (45,7 × 4,6 m 2) în funcție de opțiunile auxiliare adăugate. Sistemul MATS poate fi, de asemenea, utilizat pentru procesarea pasteurizării continue prin programarea unor condiții de temperatură și presiune mai scăzute (Lingle, 2015; Fig. 10.3).