Лекция 6(новая) – Перспективные направления теплового консервирования продуктов животного происхождения
Лекция 6(новая) – Перспективные направления теплового консервирования продуктов животного происхождения
Готовое блюдо» или «готовый пищевой продукт»
Термин «Готовое блюдо» или «готовый пищевой продукт» обычно относится к упаковкам с едой или готовым блюдам, содержащим мясную, рыбную или полностью растительную основу, требующим минимального приготовления и не требующим нагрева или варки.
Как правило, такие продукты продаются в охлажденном и замороженном виде. Для потребителя понятие качества таких блюд тесно связано с их вкусом, который не должен уступать вкусовым свойствам аналогичных продуктов, приготовляемых самостоятельно. Однако на самом деле качество готовых пищевых продуктов определяется не только одними органолептическими характеристиками. Первостепенную важность имеет безопасность продукта, для обеспечения которой в процессе производства требуется специальная обработка блюда таким образом, чтобы уничтожить все содержащиеся в блюде неспороносные патогенные микроорганизмы. Для этого во время приготовления температура всего продукта должна быть поднята как минимум до 70°С. Однако многие такие блюда нагреваются до 80°С на несколько минут, чтобы выполнялись органолептические требования.
Срок хранения охлажденных готовых блюд обычно составляет от 5 до 7 дней и ограничивается ростом числа вызывающих порчу организмов, оставшихся в продукте или проникших через упаковку. Это обстоятельство ограничивает размеры партий и диктует серьезные требования в отношении обеззараживания продукта при производстве. Считается, что нагрев запечатанного продукта, содержащего мясные компоненты, до 80 – 85°С, и поддержание этой температуры в течение трех минут, приводит к тому, что срок хранения продукта увеличивается до трех недель. Такое увеличение срока хранения без снижения вкусовых и питательных свойств продукта, можно считать достижением, особенно если учесть, что его безопасность не только не уменьшилась, но даже увеличилась. Этот факт говорит о том, что усилия по усовершенствованию технологий обработки, включая пастеризацию и стерилизацию, не пропадают даром.
Проблема большинства технологий тепловой обработки заключается в сложности обеспечения равномерного нагрева, причем это относится даже к жидким продуктам. Поэтому большинство методов тепловой стерилизации связано с внутренним перемешиванием пищевого продукта в контейнере. Например, вращающийся автоклав уменьшает время стерилизации банок с 19 минут до 15 минут.
Вращающиеся в вертикальной плоскости автоклавы можно применять для обработки не только металлических банок. Готовые блюда в пластмассовых пакетах или стаканах можно подвергать воздействию паровоздушной смеси, вращая в вертикальной плоскости со скоростью от 2 до 10 об/мин. Обычно процесс пастеризации позволяет достичь уменьшения количества микроорганизмов на 6 логарифмических единиц. Для полной стерилизации требуется уменьшение количества спор ботулотоксинов на 12 логарифмических единиц.
Пастеризация
Хотя пастеризация представляет собой относительно мягкую тепловую обработку, в ходе которой пищевые продукты редко нагреваются более, чем до 100°С, во многих процессах пастеризации можно использовать водяной пар, который позволяет улучшать скорость обработки и общую производительность системы.
Степень необходимой тепловой обработки продукта определяется D-показателем большинства теплоустойчивых энзимов или микроорганизмов. Пример: процесс пастеризации молока основан на его значении D60 и на достижении уменьшения числа C. burnetti на 12 логарифмических единиц. Точно так же, процесс обработки яичной массы основан на достижении уменьшения числа S. Seftenberg на 9 логарифмических единиц. Как уже обсуждалось выше, поскольку питательные и чувствительные вещества имеют свои собственные более высокие D-показатели, кратковременная обработка при высокой температуре часто является предпочтительной. Например, условия пастеризации молока могут быть достигнуты за 30 минут при температуре 63°С (длительная пастеризация), за 15 секунд - при температуре 71,8°С (HTST), за 1 секунду - при 88°С и за 0,01 секунды - при температуре 100°С (мгновенная пастеризация).
Обработка горячей водой обычно используется при работе с продуктами, упакованными в стекло, тогда как металлические и пластмассовые контейнеры можно обрабатывать паровоздушной смесью. Паровые туннельные пастеризаторы обладают рядом преимуществ, к которым относятся более короткое время обработки и меньшая площадь, занимаемая оборудованием. Температура в зонах нагрева туннельного пастеризатора постепенно повышается путем уменьшения количества воздуха в паровоздушной смеси. В таблице 2 приведено сравнение потери витаминов молоком в ходе процесса длительной пастеризации и процесса HTST.
Таблица 2 - Потери некоторых витаминов в молоке в результате длительной пастеризации и процесса HTST.
| Витамин
| Метод пастеризации
| | HTST
| Длительная пастеризация
| | Витамин В6
|
|
| | Тиамин
| 6.8
|
| | Витамин С
|
|
| | Витамин В12
|
|
|
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.
Производство готовых блюд.
Общий вид системы.
Типичная система для производства охлажденных или замороженных готовых блюд может выполнять следующую последовательность действий: перемешивание готовых ингредиентов; варка всей массы ингредиентов; охлаждение всей массы; перемешивание приготовленных компонентов и добавление основы; упаковка готовых компонентов / смесей в пакеты для реализации; добавление горячей или холодной основы; пастеризация пакетов для распространения в охлажденном виде; охлаждение / замораживание пакетов; транспортировка на склад.
Некоторые альтернативные системы включают наполнение пакетов в горячем виде и их запаивание перед охлаждением, тогда как другие системы собирают сырые ингредиенты в пакеты, запаивают их, и после этого готовят и охлаждают.
Большинство составляющих многокомпонентных продуктов требуют различных методов и разной длительности приготовления, поэтому предпочтение отдается приготовлению отдельных ингредиентов и наполнению систем в холодном виде. Варка обычно происходит в больших открытых сверху сосудах или в закрытых сосудах повышенного давления. Закрытые сосуды могут нагреваться горячей водяной рубашкой, паровой рубашкой или прямым впрыском пара. Впрыск пара обычно обладает наибольшей эффективностью и позволяет сократить время варки, но он подходит не для всех продуктов. Из всех компонентов труднее всего варить твердые продукты, такие как кусочки красного мяса, курицы, рыбы или овощей. В большинстве коммерческих систем для передачи тепла продукту используется нагнетание воздуха или пара.
8.2. Системы приготовления замороженных полуфабрикатов и системы sous-vide.
Система приготовления замороженных полуфабрикатов – это система, выполняющая полное приготовление пищевых продуктов, после которого следует быстрая заморозка и хранение. Затем продукт снова нагревается в месте употребления. Эта система часто используется в больницах и школах, а также авиаперевозчиками. Обычно продукты готовятся при температуре не менее 70°С в течение как минимум двух минут, после чего замораживаются. Срок хранения продукта после такой обработки составляет до 5 дней.
Sous-vide – это разновидность замороженных полуфабрикатов. Готовый продукт помещается в вакуумную упаковку. При изготовлении используются два подхода. В первом случае продукты готовятся частично, помещаются в вакуумную упаковку, а затем подвергаются пастеризации прямо в упаковке. Во втором случае продукты помещаются в вакуумную упаковку в сыром виде, а затем полностью или частично готовятся в упаковке. В большинстве случаев продукты до использования остаются в замороженном виде, а непосредственно перед использованием доводятся до готовности или подогреваются. Такой процесс значительно уменьшает прогорклость, вызванную окислительными процессами, и замедляет рост количества аэробных бактерий, однако при хранении в вакуумной упаковке потенциальную опасность представляет C. botulinum. По этой причине рекомендуется, чтобы все продукты sous-vide подвергались тщательной пастеризации.
Выводы
1. В результате рассмотрения современных вопросов, касающихся процессов пастеризации и стерилизации готовых продуктов и блюд отмечено, что водяной пар давно считается самой популярной средой для подогрева в процессах стерилизации пищевых продуктов, таких как консервирование при помощи закрытых автоклавов.
2. В прошлом количество обрабатываемых таким образом пищевых продуктов было ограничено из-за необходимости упаковки продуктов в жесткие контейнеры. В настоящее время коммерческая стерилизация в паровых автоклавах применяется при изготовлении все большего количества разных пищевых продуктов, в основном, благодаря появлению гибких пакетов, изготавливаемых из слоистого пластика, пригодного для обработки в автоклавах. Такие пакеты позволяют стерилизовать в паровых автоклавах тонкие упаковки жидких пищевых продуктов, которые при этом вращаются в вертикальной плоскости, что ускоряет перенос тепла внутрь упаковки.
3. Большинство автоклавов работают при температуре около 121°С, что предпочтительно т.к. более высокие температуры позволяют получать стерильные продукты при меньших изменениях органолептических и питательных свойств продуктов.
4. В настоящее время технологии UHT (процессы при сверхвысоких температурах) позволяют использовать водяной пар погружением в продукт или поиещением продукта в емкость с паром. В обоих случаях продукт нагревается примерно до 150°С за очень короткое время (около трех секунд). К сожалению, природа таких процессов позволяет использовать их только при обработке жидких пищевых продуктов.
5. Степень тепловой обработки, требуемая с точки зрения безопасности, зависит от начального количества микробов в ингредиентах. Поскольку большинство мясных и овощных продуктов загрязнены микробами только на поверхности, обеззараживание поверхности водяным паром может позволить сократить время, необходимое для последующей тепловой обработки, что, в свою очередь, позволит сохранить качество конечного продукта.
Вопросы
1. Дайте определение термина «готовое блюдо» или «готовый пищевой продукт».
2. Цель термообработки.
3. В чем заключается проблема большинства технологий тепловой обработки и ак она решается?
4. Суть концепции значения D и отчего она зависит?
5. Суть концепции значения z и отчего она зависит?
6. В чем преимущество кратковременной высокотемпературной пастеризации пищевых продуктов (HTST)?
7. Способы пастеризации пищевых продуктов.
8. Цель стерилизации пищевых продуктов.
9. Коммерческая стерильность по определению Департамента здоровья и социального обеспечения DHSS, 1994.
10. Дайте определение промышленной стерильности консервов.
11. Факторы, определяющие скорость проникновения тепла в пищевой продукт.
12. Какими способами осуществляется процесс быстрого проникновения тепла в продукт при сверхкритической температуре (UHT)?
13. В чем состоит аспект барьерной технологии применительно к технологии теплового консервирования гидробионтов.
14. Кто ввел и развил понятие барьерного эффекта?
15. В чем состоит значение биофизической барьерной технологии?
16. В чем заключается недостаток традиционной технологии рыбных консервов?
17. В чем заключается стратегия концепции использования бактерицидной эффективности барьеров в технологии теплового консервирования?
18. Какие приоритеты положены в основу концепции использования бактерицидной эффективности барьеров в технологии теплового консервирования?
19. Решение каких задач предусматривает разработка концепции использования бактерицидной эффективности барьеров в технологии теплового консервирования?
20. В чем состоит микробиологический аспект метода барьерной технологии?
21. Суть явления «метаболического истощения»микроорганизмов.
22. В чем состоит синергетический эффект бактерицидной эффективности барьерной технологии?
23. Что такое активная влажность среды продукта Aw и отчего зависит уровень этого показателя?
24. Температура и рН среды как барьеры в технологии теплового консервирования рыбных продуктов.
25. Что характеризует обобщенный показатель – гН2?
26. В каких условиях живут облигатные анаэробы и факультативные аэробы и анаэробы?
27. Самые важные барьеры в технологии теплового консервирования гидробионтов и почему каждый из них в отдельности не является решающим для обоснования режимов их стерилизации?
28. Типы варки водяным паром.
29. Охарактеризуйте типичную систему для производства охлажденных или замороженных готовых блюд.
30. Система приготовления замороженных полуфабрикатов и системы sous-vide/
31. Направления совершенствования технологий теплового консервирования.
32. Альтернативные технологии теплового консервирования.
Список литературы
1. Артюхова С.А. Научные основы технологии консервированных пищевых продукте
океанического промысла: Дисс... д-ра техн. наук ОТИПП им. М. В. Ломоносов. - Одесс;
1990.-33 с.
2. Артюхова С.А., Поляк В.П., Суханов Б.П. Влияние режимов стерилизации на каче
ство рыбных консервов // Совершенствование технологии консервов из объектов океаниче
ского промысла: Сб. науч. тр./Атлант. НИИ рыб. хоз-ва и океанографии. - Калинингра.
1987.-С. 17-24.
3. Артюхова С.А., Серпунина Л.Т., Кучугура Ж.В. Сравнительная оценка биологиче
ской ценности рыбных консервов, обработанных по режимам стерилизации и термостабили
зации // Прогрессивные технологии производства продуктов из гидробионтов. - Калинин
град: КГТУ, 2001. - С. 85-100.
4. Артюхова С.А., Серпунина Л.Т., Капитанова А.В, Соклакова СМ. Новое направле
ние совершенствования процесса теплового консервирования гидробионтов при использо
вании барьерной технологии // Производство рыбных продуктов: проблемы, новые техноло
гии, качество: Материалы IV Международной научно-технической конференции. - Kara
нинград: АтлантНИРО, 2003.
5. ГолубеваВ.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология.-М.: Ле Ли Принт, 2001,- 123 с
6. Ким Г.Н. Барьерные технологии в производстве пресервов высокого качества // По
вышение качества рыбной продукции - стратегия рыбопереработки в XXI веке: Материалы
Ш Междунар. конф. - Калининград: АтлантНИРО, 2001. - С. 115-116.
7. Ким Г.Н. Обоснование и разработка барьерной технологии продуктов из гидробис-
нтов; Дисс.... на соиск. уч. степ, д-ра техн. наук. -Владивосток, 2002. - 387 с.
8. Лайстнер Л. Значение барьерной технологии при сохранении качества пищевы
продуктов // Мясная индустрия. - 1998. - № 2. - С. 23-25, № 3. - С. 32.
9. Определение активности воды в консервированной рыбе с использованием гравимет
рического, гидрометрического и психометрического методов // РЖХ, 1990. - № 3. - С. 41.
10. Пищевые продукты с промежуточной влажностью / Под. ред. Девиса, Г. Берча, К
Парнера. - М.: Пищ. пром-сть, 1980. - С. 208.
11. Работнова И.Л. Роль физико-химических условий среды (рН и гН2) в жизнедея
телыюсти микроорганизмов. — М.: АН СССР, 1957. — С. 275.
12. Серпунина Л.Т. О влиянии режимов теплового консервирования на пищевые
биологически активные вещества рыбных консервов // Новые направления исследований
области традиционных технологий: Сб. науч. тр. / Атлант НИИ рыб хоз-ва и океанографш
- Калининград, 1996. - С. 41-46.
13. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевой продукции. - М.: Легк.
пищ. пром-сть, 1982. -С. 272.
14. Leistner L. Hurdle effect and energy saving. Jni «Food Quality and Nutrition» (w.
Downey, ed) // Aplied Science Publishers, London. - 1978.
Лекция 6(новая) – Перспективные направления теплового консервирования продуктов животного происхождения
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
