Формула стерилизации. Режимы стерилизации продуктов в бытовом автоклаве

I Общие сведения

Понятие стерилизации

Консервирование продуктов – это сложный технологический процесс, включающий в себя подготовку продуктов, помещение их в герметически закрываемую тару, закатку, пастеризацию или стерилизацию и обработку готовой продукции .

В консервной промышленности как основной процесс для предохранения пищевых продуктов от порчи применяется тепловая стерилизация, при которой продукт в герметически укупоренной таре подвергают нагреванию для инактивации микроорганизмов .

Стерилизация – тепловая обработка консервов, целью которой является подавление жизнедеятельности микробов при температуре 100°С и выше, в отличие от пастеризации, которая проводится обычно при температуре ниже 100°С .

И так, при стерилизации консервов споры инактивируются, т.е. теряют способность к развитию, прорастанию, размножению, но попадая в благоприятные условия, они могут прорастать только лишь через 2 – 3 месяца, тогда как нестерилизованные споры прорастают через 48 часов. Хотя стерилизацией не всегда достигается стерильность консервов, но обеспечивается доброкачественность их и стойкость к хранению .

При стерилизации консервов основное значение имеют два фактора – температура и продолжительность ее воздействия. Однако воздействие высоких температур может вызывать изменение составных частей консервируемого продукта, что приводит к ухудшению органолептических свойств. В консервном производстве пользуются температурами стерилизации ниже 135°С (как правило, в пределах 120°С), но подбирают такую продолжительность, при которой гарантируется остаточная микрофлора не выше 1 споры на 10гр продукта .

Формула стерилизации

Формула стерилизации устанавливает взаимосвязь между температурой стерилизации и ее продолжительности, в зависимости от видов микроорганизмов и их спор, химического состава продукта, его консистенции и физических свойств (удельная теплоемкость, динамическая вязкость, удельная теплопроводность), кислотности среды, материала и размерности тары, начальной температуры продукта, температуры пара или воды в автоклаве, условий проникновений теплоты в банку, а также от характера движения банки .

Режим стерилизации в автоклавах условно выражается формулой стерилизации:

где 1 – продолжительность повышения давления и температуры в автоклаве, мин;

2 – продолжительность собственно стерилизации, т.е. продолжение заданной температуры стерилизации, мин;

3 – продолжительность снижения температуры и давления в автоклаве до значений, позволяющих производить его разгрузку, мин;

t стер – температура стерилизации, °С .

Продолжительность воздействия температуры, необходимая для уничтожения микробов при данной температуре стерилизации, называется «смертельным временем» .

Для определения смертельного времени для микроорганизмов пользуются двумя методами . По первому методу консервы заражают спорами микроорганизмов наиболее термоустойчивых форм, загрязняющих продукт. Зараженные консервы подвергают различной термообработке, после чего определяют выживаемость микроорганизмов методом культивирования в термостате. На основании полученных данных, определяются время и температура, необходимые для гибели микроорганизмов.

По второму методу время стерилизации определяется математически на основе данных смертельного времени микроорганизмов при различных температурах и скорости прогревания консервов. Следует тут же отметить, что выводы математических вычислений обычно проверяют экспериментально, пользуясь первым методом.

Как видно из термограммы (рис.1.1), изменение температуры в автоклаве и продукте по времени на всех трех этапах стерилизации, отражаемых числителем формулы (1.1), неодинаково. Так, на этапах подогревания ( 1) и

1 – изменение температуры автоклава;

2 – изменение температуры продукта в банке (начальная температура продукта в банке составляет 23°С).

Рисунок 1.1 – Температура процесса стерилизации консервов

стерилизации ( 2) температура продукта в центре банки отстает от температуры среды в автоклаве, что требует обеспечения достаточного прогрева центральной части продукта, несмотря на перегрев периферийных слоев. На этапе охлаждения наблюдается обратная картина. Следует иметь в виду, что параметры в формуле стерилизации относятся к греющей среде аппарата, а не к продукту, находящемуся в банке .

Режим стерилизации устанавливают в зависимости от времени прогревания продукта до температуры стерилизации и продолжительности выдерживания его при этой температуре, которое называют смертельным или летальным временем для микроорганизмов. Продолжительность охлаждения обычно обусловливается сохранением цельности и герметичности тары .

По Бигелоу, предложившему математический метод стерилизации, строится полулогарифмическая кривая прогревания – охлаждения консервной банки, где время отмирания микроорганизмов откладывается на логарифмической, а температура – на линейной шкале. На этой кривой можно найти смертельное время микроорганизма доля любой температуры, применяемой для стерилизации. Скорость отмирания, для какой – либо температуры есть величина, обратная времени отмирания. Если построить кривую, аналогичную кривой прогревания – охлаждения, где температуры заменены скоростью отмирания, то получается кривая отмирания (рис.1.2).

Продолжительность процесса стерилизации складывается из следующих четырех фаз: 1)подъем температуры автоклава до определенного уровня – предварительный прогрев, А, 2) дополнительный прогрев, до того, как внутри банки установится температура стерилизации, В, 3)собственно стерилизация консервов при заданной температуре, С, и 4) выпуск пара, D.

Рисунок 1.2 Кривая скорости стерилизации консервов

На кривой III (рис. 1.2) произведение скорости на время соответствует величине заштрихованной площади. Когда площадь под кривой отмирания равна единице, считается, что процесс стерилизации является для данного микроорганизма эффективным. Этот метод вычисления времени стерилизации может быть применен только при условии, что размеры консервной банки, температура автоклава, начальная температура банки и т.п. идентичны с теми, при которых была получена кривая.

Для периодической проверки установленного режима стерилизации закладывают в каждый автоклав не менее трех контрольных банок с максимальными термометрами (в верхнем, среднем и нижнем рядах автоклава). Наиболее совершенным методом измерения температуры в центре банки является метод измерения при помощи термопары. На (рис. 1.3) показана кривая стерилизации консерва «Мясо тушеное – говядина» в банке № 1 по формуле :

Рисунок 1.3 Кривая стерилизации консерва «Мясо тушеное – говядина»

К основным способам стерилизации консервов в автоклавах периодического действия относятся:

Острым насыщенным паром без противодавления (для консервов в жестяной таре объемом до 500см 2);

Паром с воздушным противодавлением;

Водой, подогреваемой паром, с противодавлением, создаваемым водой или воздухом .

Противодавлением называют давление, искусственное создаваемое внутри аппаратов стерилизации во избежание нарушения целостности консервов в процессе стерилизации. Нарушение целостности консервов связано с тем, что при нагреве содержимого банки в ней образуется избыточное давление. Величина избыточного давления зависит от вида содержимого консерва, содержания в нем воды, воздуха, газов, объемного расширения продукта в процессе нагрева. Наличие высоких избыточных давлений внутри банки при стерилизации, проводимой без противодавления, приводит к деформации донышек и крышек и нарушению герметичности банок.

При стерилизации консервов в паровой среде по сравнению со стерилизацией в воде обеспечивается более равномерное по объему распределение температуры внутри банки при одинаковых формулах стерилизации.

Стерилизация паром без противодавления. Корзины, наполненные банками, осторожно загружают в автоклав, пускают пар для вытеснения основной массы воздуха, затем автоклав закрывают, одновременно открывая продувной кран на крышке автоклава, вставляют термометр в гнездо, заполненное минеральным маслом, и открывают вентиль для спуска конденсата. После нагревания автоклава закрывают продувной кран и вентиль линии отвода конденсата, поднимают температуру до температуры собственно стерилизации и с этого момента ведут процесс в соответствии с режимом стерилизации. При колебании температуры в автоклаве ее регулируют подачей пара и спуском конденсата.

По окончании собственно стерилизации прекращают подачу пара и для предупреждения нарушения герметичности банок постепенно и осторожно выпускают из автоклава пар и остаток конденсата и таким образом понижают давление в автоклаве до нуля по показателям манометра. После спуска давления автоклав открывают, корзины с банками выгружают, и цикл работы повторяется. Охлаждение банок в самом автоклаве не производят. Нельзя спускать пар, так как при большом повышении давления в банках под давлением в автоклаве возможен разрыв банок по продольному шву, нарушение герметичности продольного и закаточного швов, образование «птичек».

На некоторых предприятиях, когда давление в автоклаве снижено до атмосферного, открывают крышку и приступают к охлаждению консервов в проточной воде (до 40°С) или непосредственно в автоклаве, подавая воду через верхнюю часть его или в специальной ванне с проточной водой.

Стерилизация водой, подогреваемой паром, с противодавлением. Корзины с банками загружают в автоклав, наполненный водой, с таким расчетом, чтобы вода покрывала верхний слой банок на 10 – 15см. температура воды должна быть на 10 – 15°С выше (40 – 50°С) температуры продукта, стерилизуемого в стеклянной таре; жестяные банки загружают в кипящую воду. Закрыв автоклав, подают в него пар, одновременно открыв продувной вентиль на крышке автоклава для вытеснения воздуха. Как только из продувного крана выйдет пар, вентиль закрывают и повышают температуру внутри аппарата до режима стерилизации. В случае повышения температуры и давления сверх установленного по режиму стерилизации их величины регулируют, удаляя избыток воды через вентиль на сливной трубе.

После окончания собственно стерилизации перекрывают пар и постепенно открывают вентиль для подачи в автоклав последовательно сжатого воздуха, а после вытеснения пара холодной воды под давлением 3 – 4*10 5 Па. Одновременно горячую воду из автоклава спускают через конденсационный вентиль. Подача холодной воды под давлением в автоклав обеспечивает, с одной стороны, интенсивность охлаждения банок и с другой – создает противодавление в аппарате.

Подачу сжатого воздуха и спуск пара после стерилизации регулируют так, чтобы величина противодавления была одной и той же. После вытеснения пара подачу сжатого воздуха прекращают и в автоклав подают холодную воду. Давление в аппарате поддерживают на том же уровне с помощью воздуха.

После заполнения автоклава водой горячую воду сливают, а на ее место в аппарат поступает холодная вода.

В случае стерилизации консервов в жестяной таре паром их охлаждают водой до 40 - 45°С с противодавлением в течение 20 – 30мин. Воду подводят снизу, что позволяет охладить консервы без резких колебаний давления и предотвратить брак консервов от деформации банок. Давление в автоклаве поддерживают на постоянном уровне, пока выходящая вода не будет иметь температуру около 70 - 80°С или ниже, что наступает через 20 – 30мин с момента охлаждения. При дальнейшем охлаждении в продолжении 10 – 15мин давление в автоклаве можно постепенно снизить до атмосферного. Охлаждение считается оконченным, когда температура выходящей воды будет около 50°С. Общая длительность процесса охлаждения около 30 – 40мин.

При стерилизации консервов в жестяной и стеклянной таре с противодавлением в первые 10 – 15мин охлаждения давление в автоклаве должно быть постоянным, затем давление постепенно снижают до нуля. После охлаждения открывают крышку автоклава, консервы выгружают и передают на контроль .

Стерилизация паром с воздушным противодавлением. Применяется для консервов в крупной жестяной таре.

После загрузки сеток в автоклав закрывают крышку, открывают одновременно паровой и продувочный краны. После окончания продувки продолжают впуск пара в автоклав, регулируя его поступление с таким расчетом, чтобы достижение заданной температуры внутри автоклава происходило в соответствии с формулой стерилизации.

По мере прогрева содержимого банок давление в них возрастает. Соответственно создают в автоклаве противодавление. Если же повышение давления в автоклаве будет отставать от повышения давления внутри банок, то может произойти деформация крышек и нарушение герметичности поперечных швов корпуса банки.

После окончания первой стадии – прогрева консервов – начинается процесс собственно стерилизации, во время которого внутри автоклава должно поддерживаться дополнительное давление сжатым воздухом, который подается компрессором через ресивер. Давление воздуха в ресивере должно быть на 7845,2 – 98066,5 н/м 2 выше, чем давление в автоклаве.

Необходимое давление в автоклаве поддерживают, регулируя вентили на впускных и выпускных трубопроводах.

После окончания стерилизации в автоклав начинают подавать холодную воду под давлением на 0,49*10 5 н/м 2 выше, чем давление в автоклаве. При этом происходит конденсация пара, взамен которого подают сжатый воздух, и постепенно снижается давление внутри автоклава. Поступающая сверху вода вытесняет воздух через сливной трубопровод или продувной вентиль и охлаждает консервы. При быстром снижении давления в процессе охлаждения возможна деформация банок, поэтому скорость снижения давления в автоклаве должна находится в соответствии со скоростью снижения давления в охлаждаемых водой банках .

Стерилизация в открытом автоклаве. Как правило, автоклав используется как закрытый тепловой аппарат, работающий под определенным избыточным давлением. Однако в некоторых случаях им пользуются как открытым аппаратом, работающим при атмосферном давлении. Это бывает тогда, когда стерилизуют консервы в жестяной таре при температуре, не превышающей 100°С, или когда при таких же температурах стерилизуют консервы, расфасованные в узкогорлые стеклянные бутылки, укупоренные корончатым колпачком. Последние прочно держаться на горловине бутылок, и создавать противодавление, нет нужды.

В указанных случаях техника стерилизации заключается в следующем. Автоклав наполняют водой и, пустив пар через барботер, подогревают ее на несколько градусов выше содержимого банок. Затем загружают сетки с банками или бутылками и, продолжая подавать пар, доводят в течение времени, заданного формулой стерилизации, температуру воды до уровня стерилизации. После этого вентиль на паровой трубе перекрывают с таким расчетом, чтобы температура стерилизации была постоянная на весь период соответствующего этапа «формулы», а затем приступают к охлаждению. Вентиль на паровой трубе закрывают полностью и пускают в автоклав холодную воду, а снизу, через нижний сливной вентиль, выпускают усредненную. Охлажденную воду нужно обязательно подавать сверху. Будучи более тяжелой, чем нагретая, она опускается вниз, осуществляя равномерное перемешивание слоев разной степени нагретости и усреднение температуры. Особенно большое значение это имеет для стеклянной тары. Здесь ни в коем случае нельзя производить охлаждение в обратном порядке, т.е. подавать холодную воду снизу, а горячую отводить сверху. При подаче воды снизу самопроизвольного перемешивания воды в автоклаве происходить не будет, так как холодная вода может подняться наверх только в результате напора, выдавливая горячую воду наверх, но почти с нею не смешиваясь. Поднимаясь вверх, холодная вода будет попадать на горячие банки, что приведет к массовому их бою. Продолжительность охлаждения также должна укладываться в соответствующий этап формулы стерилизации .

К другим способам стерилизации можно отнести:

Стерилизация горячим воздухом или газом (например, отходящими газами от котельной).

Банки перемещаются цепным конвейером при одновременном их вращении или катятся по направляющим в рабочих зонах аппарата, где последовательно реализуются этапы прогрева, стерилизации и охлаждения. Греющей средой является горячий воздух температурой 120°С, циркулирующий со скоростью 8…10 м/с. Характер движения банок позволяет снизить перепад температур между периферийными и центральными слоями в банке до 1…3°С .

Стерилизация в жидкостях, температура кипения которых при атмосферном давлении превышает 100°С.

Так, в стерилизаторе фирмы «Хейнц» (Англия) используется смесь двух жидкостей – трихлорэтилена и тетрахлорэтилена, температура которых соответственно равна 87,2 и 120,8°С. Изменяя соотношение этих веществ в растворе, получают смесь паров с температурой, колеблющейся в данном диапазоне. Стерилизатор и охладитель в этом аппарате имеют общий конвейер, на котором закреплены лотковые носители для банок .

Стерилизация консервов является одним из важнейших процессов в технологии консервного производства. При стерилизации на микроорганизмы действуют высокие температуры, способствующие уничтожению или подавлению их жизнедеятельности. Микроорганизмы погибают при нагревании в течение нескольких минут при температуре 60-65° С, а споры более устойчивы. В сухой среде споры переносят нагревание до 120-130° С и даже выше и не теряют способности прорастать. Погибают они только при воздействии на них в течение нескольких минут температуры порядка 180° С. Во влажной среде споры менее устойчивы: большинство из них не выдерживает нагревания в течение 15 мин при 110° С, а при 120° С они почти все погибают. Некоторые бактерии в процессе жизнедеятельности выделяют ядовитые вещества - токсины (например, ботулинус), которые большей частью разрушаются только при температуре выше 120° С (а ботулинуса при температуре 80°С).

Мясо и мясопродукты являются хорошей средой для развития микроорганизмов, поэтому и необходима стерилизация. Производят ее под давлением в автоклавах, в которые пускают пар. Температура в них порядка 115-120° С. Стерилизацию некоторых мясных консервов производят в открытых чанах и котлах в воде при температуре 100° С.

Автоклавы бывают вертикальные и горизонтальные, периодического и непрерывного действия; они снабжены манометрами, термометрами или самопишущими приборами для регистрации давления пара и температуры (рис. 109).

Вертикальный автоклав представляет собой одностенный котел с откидной крышкой, которую во время работы герметически завинчивают болтами. В открытом положении крышка удерживается противовесом. Пар в автоклав поступает через находящийся на дне змеевик с отверстиями. В автоклав корзины с банками загружают при помощи тали. Банки в корзины помещают различными укладчиками (рис. 110) или вручную.
Горизонтальные автоклавы - одностенные котлы, установленные в горизонтальном положении, с такой же системой подачи пара, как в вертикальных автоклавах. В эти автоклавы банки загружают в корзинах или на сетках при помощи вагонеток. Загружают вагонетки с одной стороны автоклава, а выгружают с другой.

Непрерывно действующие стерилизаторы (рис. 111) бывают горизонтальные и вертикальные. На внутренней поверхности неподвижного цилиндра укреплена направляющая спираль, внутри установлен вращающийся барабан с ребрами из углового железа, укрепленными так, что между ними размещаются банки определенного диаметра. Консервные банки получают вращательно-поступательное движение по спирали, что обеспечивает равномерный прогрев их во время стерилизации. Длительность стерилизации регулируется числом оборотов барабана или периодичностью подачи банок в люки, расположенные на определенных расстояниях один от другого по длине стерилизатора при постоянном числе оборотов. Стерилизаторы непрерывного действия бывают двух- и трехбарабанные и других систем.
Стерилизацию в автоклавах производят паром или водой. Консервы в стеклянной таре стерилизуют водой во избежание разрыва стекла. С этой целью стерилизацию стеклянных банок ведут с противодавлением, осуществляемым сжатым воздухом или гидравлическим путем. Мясные консервы, выпускаемые в жестяных банках, стерилизуют паром.
Вначале крышки автоклавов герметически закрывают и открывают вентили. Таким образом банки прогревают паром 10-15 мин, затем все вентили закрывают и начинают стерилизацию консервов: банки прогревают до требуемой температуры стерилизации и при данной температуре ведут собственно стерилизацию консервов, по окончании процесса спускают пар. Режим стерилизации консервов принято выражать формулой стерилизации

где А - продолжительность предварительного прогрева;
В - продолжительность прогрева консервов до температуры стерилизации;
С - продолжительность собственно стерилизации;
D - продолжительность выпуска пара;
T - температура стерилизации.
Длительность каждой фазы дается в минутах, а температура стерилизации в градусах.
Так как контроль за соблюдением режима стерилизации осуществляется наблюдением за изменением температуры во времени в аппарате, а не в банке, то обычно элементы времени В и С соединяют и формула приобретает вид

Для каждого вида консервов в зависимости от рецептуры, емкости и вида банки существует своя формула стерилизации, установленная опытным путем. Принятый режим стерилизации проверяют при помощи максимальных термометров, заложенных в три контрольные банки в верхнем, среднем и нижнем рядах автоклава.
При стерилизации необходимо полностью удалять воздух из автоклава, так как оставшийся воздух, смешанный с паром, вызывает неравномерный и недостаточный прогрев содержимого банок. Кроме того, увеличивается давление в автоклаве. Вовремя нагревания - в процессе стерилизации - температура внутри банки повышается медленно, так как мясо является плохим проводником тепла. Материал и толщина тары оказывают влияние на скорость стерилизации: стеклянная банка прогревается медленнее, чем жестяная. Продолжительность прогрева консервов находится также в прямой зависимости от емкости банки. На скорость стерилизации консервов влияет положение банки. Банки значительно быстрее прогреваются в автоклавах непрерывного действия, где они вращаются.
В результате стерилизации должен быть получен продукт, отвечающий требованиям стандарта как по внешнему виду, так и по вкусовым качествам. На основании ряда исследований установлено, что при повышении температуры (до определенного оптимума, не выше 120° С) и сокращении длительности стерилизации (до определенного минимума) получают лучшие результаты, чем при длительной стерилизации при более низких температурах.

Основным способом сохранения пищевого продукта без существенных изменений его вкусовых качеств — является стерилизация.

Способ стерилизации консервов в стеклянной таре с немедленной укупоркой жестяными крышками после кипячения очень удобен в домашних условиях. Он обеспечивает необходимую герметичность и вакуум в закачанной банке, достигающий 300—350 мм ртутного столба, способствует сохранности консервируемого продукта и его естественной окраске.

Стерилизация консервов в домашних условиях производится при температуре кипения воды.

Фруктовые компоты и овощные маринады можно стерилизовать при температуре воды 85 градусов (пастеризация). Но в этом случае пастеризуемые консервы должны находиться в стерилизаторе в 2—3 раза больше времени, чем в кипящей воде. Для определения температуры воды пользуются термометром.

В отдельных случаях (например, для стерилизации зеленого горошка), когда температура кипения воды при стерилизации должна быть выше 100 градусов, в воду добавляют поваренную соль. При этом руководствуются такой таблицей:

Консервы, приготовленные в домашних условиях, стерилизуют в кастрюле, ведре или в специальном стерилизаторе. На дно посуды укладывают горизонтально деревянную или металлическую решетку. Она устраняет бой банок или баллонов во время стерилизации при резких колебаниях температуры. Не следует на дно стерилизатора укладывать ветошь или бумагу, так как это усложняет наблюдение за началом кипения воды и приводит к браку продукции вследствие недостаточного прогрева ее.

В кастрюлю наливают столько воды, чтобы покрыть плечики банок, то есть на 1,5—2,0 см ниже верха их горлышек.

Температура воды в кастрюле перед загрузкой наполненных банок должна быть не менее 30 и не более 70 градусов и зависит от температуры загружаемых консервов: чем она выше, тем выше начальная температура воды в стерилизаторе. Кастрюлю с уложенными в нее банками ставят на интенсивный огонь, накрывают крышкой и доводят до кипения, которое во время стерилизации не должно быть бурным.

Время стерилизации консервов отсчитывают с момента закипания воды.

Рис. 20. Кастрюля, приспособленная для стерилизации

Источник тепла на первом этапе стерилизации, то есть при подогреве воды и содержимого банок, должен быть интенсивным, так как при этом уменьшается время тепловой обработки продукта, и он получается высокого качества. Если пренебречь скоростью проведения первого этапа, то изготовленные консервы переварятся и будут иметь некрасивый внешний вид. Время подогрева воды в кастрюле до кипения устанавливается: для банок емкостью 0,5 и 1,0 л — не более 15 минут, а для 3-литровых баллонов — не более 20 минут.

На втором этапе, то есть собственно в процессе стерилизации, источник тепла должен быть слабые и лишь поддерживать температуру кипения воды. Время, указанное для второго этапа стерилизации, необходимо строго выдерживать для всех видов консервов.

Длительность процесса стерилизации зависит, главным образом, от кислотности, густоты или жидкого состояния массы продукта. Жидкие продукты стерилизуют в течение 10—15 минут, густые — до двух и более часов, продукты, имеющие кислотность — меньше времени, чем некислотные, так как кислая среда не благоприятствует развитию бактерий. Время, необходимое для стерилизации, зависит и от объема тары. Чембольше, тем дольше длится кипячение.

хорошо ли прикатана крышка, не проворачивается ли вокруг горлышка банки.

Рис. 21. Металлическая решетка

Рси. 22. Стерилизация консервов в кастрюле

В продаже имеются специальные щипцы для извлечения горячих банок из кастрюли. Пользоваться ими очень удобно.

Укупоренные банки или баллоны укладывают горлышком вниз на сухое полотенце или бумагу, отделив их одну от другой, и в таком положении оставляют до охлаждения.

Стерилизация банок паром

Консервы стерилизуют паром в той же посуде, где кипятят для этой цели воду. Количество воды в кастрюле не должно превышать высоты деревянной или металлической решетки — 1,5—2 см, так как чем меньше воды, тем она быстрее нагревается.

Когда вода закипает, образующийся пар прогревает банки и содержимое в них. Чтобы пар не улетучился, стерилизатор плотно накрывают крышкой.

Время, необходимое для доведения воды в стерилизаторе до кипения, равно 10—12 минутам.

Время стерилизации консервов паром почти вдвое больше, чем при стерилизации в кипящей воде.

Пастеризация консервов в банках

В тех случаях, когда необходимо стерилизовать консервы при температуре ниже кипения воды (например, для маринадов, компотов), тепловую обработку их производят при температуре воды в кастрюле 85—90 градусов. Такой способ называется пастеризацией.

При тепловой обработке консервов по способу пастеризации необходимо:

1. применять только свежие отсортированные плоды или ягоды, тщательно отмытые от пыли;
2. строго придерживаться температуры и времени пастеризации;
3. перед укладкой тару тщательно вымыть и подвергнуть кипячению.

Для измерения температуры воды в кастрюле во время пастеризации пользуются термометром со шкалой до 150 градусов.

Сохранению консервов, приготовленных способом пастеризации, способствует наличие высокой кислотности. Пастеризовать можно вишни, кислые яблоки, неспелые абрикосы и другие кислотные плоды на заготовки и компоты.

Повторная стерилизация. Повторная или многократная (от двух до трех раз) стерилизация одной и той же банки с пищевыми продуктами, содержащими в больших количествах белок (мясо, птица и рыба), производится при температуре кипения воды.

При первой стерилизации погибают плесени, дрожжи и микробы. За время суточной выдержки после первой стерилизации оставшиеся в консервах споровые формы микроорганизмов прорастают в вегетативные и при вторичной стерилизации уничтожаются. В некоторых случаях консервы, например, мясные и рыбные, спустя сутки стерилизуются третий раз.

Для проведения в домашних условиях повторной стерилизации необходимо предварительно укупорить банки и надеть на крышки специальные зажимы или обоймы, чтобы крышки не сорвались с банок во время стерилизации. Зажимы или обоймы не снимаются до полного охлаждения банок (после стерилизации) во избежание срыва крышек и возможного ожога.

Соль должна быть пищевого качества, чистая, без посторонних примесей. Лучше всего брать соль высшего или первого сорта. Рассол, приготовляемый из соли первого сорта, необходимо профильтровать для удаления нерастворимых посторонних примесей.

Вода . Для приготовления консервов пользуются только свежей и чистой водой. Она должна быть мягкой и не давать осадка после кипячения. Жесткую воду перед употреблением следует вскипятить, охладить и отфильтровать от осадка.

Пряности , применяемые для приготовления консервов, следующие: перец горький и душистый в зернах и молотый, красный и зеленый горький стручковый перец, лавровый лист , корица, гвоздика и другие.

Кроме того, употребляют свежую пряную зелень: укроп, петрушку, листья хрена, сельдерея, тмин и т. д.

Приготовляя то или иное количество заливки, маринада, сиропа, можно пользоваться примерной таблицей веса некоторых продуктов (в г):

Продукт	Чайная ложка	Столов, ложка	Стакан граненный	Стакан тонкостенный	Банка емкостью 0,5 л	Банка емкостью 1,0 л
Вода		15—20	200	250	500	1000
Сахар-песок	10—12	20—25	200	250	420	800
Соль	8—10	25--30	260	325	650	1300
Уксус	5	15—20	200	250	500	1000
Масло растительное	5	20	200	240	480	960

Примечание. Масса (вес) сыпучих продуктов указана вровень с краем ложки, без горки.

Стерилизация.

Стерилизация - нагревание продукта до температуры выше 100°С, для подавления жизнедеятельности микроорганизмов либо для их полного уничтожения.

Основными источниками загрязнения консервов до стерилизации являются мясное сырье, вспомогательные материалы и специи. Обсеменение происходит при обвалке, жиловке, от инструментов, от рук рабочих, воздуха, тары и т. д.

Перед стерилизацией проводится проверка бактериальной обсемененности с целью уточнения режимов стерилизации и условий хранения продукта. Общее количество м/о в 1 г не должно превышать:

Мясо тушеное – 200 000 микробных клеток;

Паштет мясной – 10 000 микробных клеток.

В консервах до стерилизации могут находится токсигенные спорообразующие анаэробы Cl. botulinum и гнилостные анаэробы Cl. sporogenes, Cl. perfringens, Cl. Putrificum, термофильные микроорганизмы Bacillus coagulans и др.

Нагрев мяса при температуре 134?С в течение 5 мин уничтожает практически все виды спор. Однако воздействие повышенных температур приводит к необратимым глубоким химическим изменениям продукта. В связи с этим наиболее распространенная и предельно допустимая температура стерилизации мясопродуктов в пределах 120°С. При этом подбирают такую продолжительность нагрева, которая обеспечивает достаточно эффективное обезвреживание споровых форм микробов и резкое снижение их жизнедеятельности (? 40 мин).

Режим стерилизации определяется температурой и продолжительностью ее воздействия. Правильный режим стерилизации гарантирует высокое качество продукта, отвечающего требованиям промышленной стерильности (если в 1г продукта не более 11 клеток B. subtilis при отсутствии возбудителей ботулизма и других токсигенных форм).

Понятие о формуле стерилизации.

Банки загружают в аппараты периодического или непрерывного действия, прогревают установку и банки до температуры стерилизации, проводят стерилизацию в течение периода отмирания микроорганизмов, после снижения температуры аппарата банки выгружают, и цикл повторяется. Условную запись теплового режима аппарата, в котором стерилизуются консервы, называют формулой стерилизации. Для аппаратов периодического действия эта запись имеет вид
(А+В+С)/Т

где А - продолжительность прогрева автоклава от начальной температуры до температуры стерилизации, мин; В - продолжительность собственно стерилизации, мин; С - продолжительность снижения температуры до уровни, позволяющего производить разгрузку аппарата, мин; Т-заданная температура стерилизации, °С.

Температура в центральной зоне банки отстает от температуры в автоклаве, что объясняется низкой теплопроводностью продукта. Скорость прогрева содержимого банки, в свою очередь, зависит от вида теплопередачи: в жидкой составляющей консервов теплопередача происходит быстрее; в плотной части консервов теплопередача идет более медленно.

При определении режимов стерилизации необходимо знать:

1) температура содержимого консервов в процессе нагрева изменяется во времени, причем консервы по объему прогреваются неравномерно;

2) жидкая часть консервов прогревается быстрее плотной;

3)наиболее трудно прогревается точка, расположенная несколько выше геометрического центра банки, так как теплопередача со стороны крышки тормозится (в невакуумированных консервах) из-за наличия воздушного пузыря в незаполненном пространстве консерва;

4) температура по времени в центральной зоне консерв изменяется иначе, чем в самом аппарате (автоклаве).

Таким образом, значение величин А, В, С и Т в формуле стерилизации характеризует лишь режим работы аппарата и не отражает степени эффективности действия параметров термообработки на консервируемый продукт.

Рассматривая величины, входящие в формулу стерилизации, можно заметить, что величину Т выбирают как максимально допустимую температуру для данного вида консервов (т, е. вызывающая наименьшие изменения качественных показателей продукта), а значения А и С зависят в основном от конструктивных особенностей автоклава. Чем выше начальная температура содержимого банки, тем меньше времени А требуется для ее прогрева до необходимого уровня Температуры.

Значение величины А будет зависеть лишь от объема и вида тары. В связи с этим при работе на вертикальных автоклавах пользуются постоянными заданными значениями А: для жестяных банок вместимостью до 1 кг - 20 мин, для банок большей вместимости - 30 м.ин, для стеклянных банок вместимостью 0,5 кг - 25 мин, вместимостью 1 кг - 30 мин.

Значение величины С обусловлено необходимостью выравнивания давления в отстерилизованной банке с атмосферным перед разгрузкой автоклава. Пренебрежение этапом снижения давления приводит к необратимой деформации жестяных банок или к срыву крышек со стеклянной тары.

Нагрев продукта в процессе стерилизации (этапы А и В) сопровождается увеличением внутреннего давления внутри банки. Величина избыточного внутреннего давления в герметичном объеме банки зависит от содержания влаги, степени вакуумирования, степени расширения продукта в результате нагрева, а также от коэффициента заполнения банки и степени увеличения объема тары вследствие теплового расширения материала и вспучивания концов банок.

Степень теплового расширения материала тары (особенно у стекла) всегда ниже степени теплового расширения мясопродуктов. Поэтому устанавливают регламентируемые значения коэффициентов заполнения банок: для жестяных банок - 0,85-0,95, для стеклянных - меньше.

Избыточное давление в банке по сравнению с давлением в автоклаве обусловлено в основном давлением присутствующего воздуха. Вакуумирование банок, а также прогрев содержимого консервов перед укупоркой позволяют снизить величину внутреннего давления. Уровень перепада давлений в банке и в стерилизующем аппарате не должен выходить за определенные пределы. При диаметре банки 72,8 мм значение Ркр составляет 138 кН/м2, диаметре 153,1 мм соответственно 39 кН/м2.

Для создания этих условий в автоклав при стерилизации подают сжатый воздух или воду. Противодавление лучше создавать водой, имеющей высокий коэффициент теплопроводности и одновременно служащей греющей средой.

Необходимое для разгрузки автоклава снижение давления в аппарате до атмосферного по окончании стерилизации приводит к увеличению перепада давлений в банке и автоклаве, так как консервы сохраняют высокую температуру. По этой причине давление выравнивают постепенно, подавая в автоклав холодную воду под давлением, равным установившемуся в нем к концу стерилизации. В результате быстрого охлаждения консервов внутреннее давление падает, что позволяет осторожно понижать давление в самом автоклаве. Конечная температура охлаждения для жестяных банок перед их выгрузкой из автоклава установлена в пределах 40-45°С.

Период времени, необходимый для снижения давления в аппарате (величина С), составляет в среднем 20-40 мин.

Стерилизацией не всегда достигается полное отмирание микроорганизмов. Это зависит от:

1.Чем больше термостойкий микроорганизм, тем сложнее справиться (споры сенной палочки выдерживают 130 ?С).

2.Общего количества микроорганизмов.

3.От консистенции и гомогенности продукта (в жидких консервах м/о погибают за 25 мин, а в плотных – за 50 мин.).

5.от наличия жира (кишечная палочка в бульоне при 100 ?С погибает за 1 сек, а в жире – за 30 сек.

6.от наличия соли и сахара.

Стерилизация в электромагнитном поле токами высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысоких частот. Стерилизация достигается за счет образования тепла в клетках микроорганизмов под действием переменного электромагнитного поля. Стерильное мясо можно получить при нагревании до 145°С в течение 3 мин. Одновременно ТВЧ- и СВЧ-нагревы обеспечивают сохранность пищевой ценности продукта.

Стерилизация ионизирующими облучениями. К ионизирующим излучениям относят катодные лучи -поток быстрых электронов, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.

Продолжительность стерилизации ионизирующими облучениями - несколько десятков секунд. Однако высокая интенсивность облучения приводит к изменению составных частей мяса. После ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, поэтому его нужно довести до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.

Стерилизация горячим воздухом. Горячий воздух температурой 120°С циркулирует в стерилизаторе со скоростью 8 - 10 м/с. Данный способ дает возможность повысить теплопередачу от греющей среды консервам, снизить вероятность перегрева поверхностных слоев продукта.

Стерилизация в аппаратах периодического действия. Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов являются автоклавы СР, АВ и Б6-ИСА. Автоклавы подразделяются на вертикальные (для стерилизации консервов, выпускаемых в жестяной и стеклянной таре, паром или в воде) и горизонтальные (для стерилизации консервов в жестяной таре паром). Температуру и давление в автоклавах регулируют ручным методом или с помощью пневматических и электрических программных устройств - терморегуляторов.

В автоклавные корзины банки укладывают вручную, посредством загрузки транспортером «навалом» (в водяной ванне или без нее), гидравлическими и гидромагнитными укладчиками. Разгрузку производят, опрокидывая автоклавные корзины.

Рис. 1. Гидростатический стерилизатор А9-ФСА:

1 - камера подогрева; 2 камера стерилизации; 3 - камера первичного охлаждении; 4 - камера дополнительного охлаждения; 5 - бассейн охлаждения; 6 - механизм загрузки и выгрузки; 7 - линия слива водв в канализацию; 8 - цепной конвейер

Стерилизация в аппаратах непрерывного действия. Стерилизаторы непрерывного действия подразделяют на роторные, горизонтальные конвейерные, гидростатические. Первые два типа редко используют.

В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камере стерилизации с помощью гидравлических шлюзов.

В гидростатических стерилизаторах длина участков конвейера в зонах подогрева и охлаждения одинакова, поэтому формула стерилизации имеет симметричный вид А-В-А. Температура стерилизации поддерживается в результате регулирования положения уровня воды в камере стерилизации.

Гидростатический стерилизатор работает следующим образом. Банки загружают в банконосители бесконечного цепного конвейера, который подает их в шахту гидростатического (водяного) затвора-шлюза. После прогрева банки поступают в камеру парового стерилизатора, нагреваются до 120 °С и попадают в зону водяного охлаждения, где температура консервов падает до 75-80°С. Выйдя из гидростатического затвора, банки поступают в камеру дополнительного водяного охлаждения (40-50°С), после чего консервы выгружают из стерилизатора.

При использовании стерилизаторов непрерывного действия отпадает необходимость предварительного прогрева аппарата, поэтому две величины формулы стерилизации А и В образуют одну B` и она приобретает вид (В" + С)/Т.
Пастеризация.

Пастеризация является одной из разновидностей термообработки, при которой уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов. В связи с этим при выработке качественных пастеризованных консервов к сырью предъявляют ряд дополнительных жестких санитарно-гигиенических и технологических требований. Для таких консервов обычно используют свинину в шкуре; контролируют величину рН сырья (для свинины рН должна быть 5,7-6,2, для говядины - 6,3-6,5). В процессе посола и созревания рекомендуется применение шприцевания рассолов, массирования и тумблирования. Сырье фасуют в эллиптические или прямоугольные металлические банки вместимостью 470, 500 и 700 г с одновременным закладыванием желатина (1%). После подпрессовки банки укупоривают на вакуум - закаточных машинах.

Пастеризацию производят в вертикальных либо ротационных автоклавах. Режим, пастеризации включает время прогрева банок при 100°С (15 мин), период снижения температуры в автоклаве до 80°С (15 мин), время собственно пастеризации при 80°С (80-110 мин) и охлаждения до 20°С (65-80 мин). В зависимости от вида и массы консерв общая продолжительность процесса пастеризации составляет 165-210 мин; период прогрева центральной части продукта при 80°С- 20-25 мин.

При пастеризации в продукте могут сохраняться термоустойчивые виды микроорганизмов, способные развиваться при температурах до 60°С, а также термофильные виды с оптимумом развития при 53-55°С. Для предотвращения повышения обсемененности микроорганизмами необходимо как можно быстрее прогревать и охлаждать банки с тем, чтобы «пройти» температурный оптимум развития микроорганизмов. Самой опасной считают температуру 50 - 68°С.

Количество желе в пастеризованных изделиях увеличивается (от 8,2 до 23,8%) с повышением температуры термообработки (от 66 до 94 °С). Однако длительный нагрев ухудшает качество не только самого продукта, но и свойства желе (крепость, способность к застудневанию). Использование температур свыше 100°С при термообработке пастеризованных консервов (в период прогрева) сопровождается ухудшением сочности продукта, рыхлостью, ухудшением консистенции.

Тиндализация представляет собой процесс многократной пастеризации. При этом консервы подвергают термообработке 2-3 раза с интервалами между нагревом в 20 - 28 ч. Отличие тиндализации от обычной стерилизации заключается в том, что каждого из этапов теплового воздействия недостаточно для достижения необходимой степени стерильности, однако суммарный эффект режима гарантирует определенную стабильность консервов при хранении.

При данном способе термообработки микробиологическая стабильность обеспечивается тем, что в процессе первого этапа нагрева, который недостаточен по уровню стерилизующего эффекта, погибает большинство вегетативных клеток бактерий. Часть из них вследствие изменившихся условий внешней среды успевает модифицироваться в споровую форму. В течение промежуточной выдержки споры прорастают, а последующий нагрев вызывает гибель образовавшихся вегетативных клеток.

Так как степень воздействия режимов пастеризации и тиндализации на составные части мясопродуктов менее выражена, чем при стерилизации, пастеризованные изделия имеют лучшие органолептические и физико-химические показатели.

Пастеризованные консервы относят к полуконсервам, срок их хранения при t = 0-5°С и? не выше 75% 6 мес. Тиндализованные консервы, срок хранения которых при t не выше 15°С 1 год, относят к «3/4 консервам». Условная запись режима пастеризации имеет вид, аналогичный с формулой стерилизации. В нее входит несколько формул тепловых режимов с указанием периодов выдержки консервов между нагревами. Пастеризованные консервы являются деликатесным видом изделий.