CC BY
12
УДК 637.523.4.03.7
Кравщв Р.Й., професор, акад. УААН © Федишин Я.1., доктор фшософи, професор Гембара Т.В., кандидат техшчних наук, доцент Федишин Т.Я., кандидат ветеринарних наук, доктор фшософи Лье1еський нацюнальний ушверситет ветеринарног медицины та бютехнологт
¡мет С.З.Гжицького
ПРОГНОЗ САНГГАРНО-МШРОБЮЛОПЧНО1 БЕЗПЕКИ ТА ХАРЧОВО1 Ц1ННОСТ1 М'ЯСНИХ КОНСЕРВ1В ЗАЛЕЖНО В1Д ЗАДАНОГО РЕЖИМУ СГЕРИШЗАЦП В АВТОКЛАВАХ НЕПЕРЕРВНО1 ДП
Запропоноеана кльтсна ощнка еплиеу процесу нагр1еання на летальтсть мкрофлори у центр1 консере1е з урахуванням п концентрацп та термостткост1 на основа еизначеног енерггг актиеацй Дослгджено еплие нагр1еання на харчоеу цгнюсть поблизу поеерхн1 продукту.
Предложена количественная оценка влияния процесса нагревания на летальность микрофлоры в центре консервов с учетом ее концентрации и термоустойчивости на основе определенной энергии активации. Исследовано влияние нагревания на пищевую ценность вблизи поверхности продукта.
Ключов1 слова: харчова цгнюсть, оптим1зац1я, стерил1зац1я, м'ясю консерви, клостридп, стафыококи, термостшмсть.
Вступ. Стерилiзацiя консервiв за науково обгрунтованими режимами е основою забезпечення високих саштарно-ппешчних показниюв !х якост1 Режими термiчного консервування мають гарантувати знищення сапроф^них i патогенних мiкроорганiзмiв, що призводять до псування продуктiв та роблять !х небезпечними для споживачiв. Через це оцiнку рiвня якост консервiв за мiкробiологiчними показниками на етат розробки та апробаци режимiв термiчного консервування здiйснюють шляхом визначення i порiвняння величин задано! та фактично! бактерицидно! дil нагрiвання, режимiв стерилiзацii, що забезпечують промислову стерильшсть готово! продукцi!. Для оцiнки летальност мiкрофлори та харчово! цiнностi потрiбно також визначити закономiрностi поширення тепла в середовищi пiд час його на^вання. Найефективнiшим шляхом кiлькiсного аналiзу цiеi проблеми е розрахунковi статистичш методи оцiнки летальностi мiкрофлори з урахуванням поширення тепла за законом теплопровщност у м'ясних консервах при поверхневому нагрiваннi.
Постановка завдання. Серед рiзноманiтних способiв розрахунку режимiв стерилiзацii у харчовiй промисловостi можна видшити два загальноприйнятi методи. У першому береться до уваги концентрацiя мжробних клiтин, температура та тривалiсть !! пiдтримування в елементарному об'емi, який найповшьшше нагрiваеться [1]. При цьому вважаеться, якщо
© Кравщв Р.Й., Федишин Я.1., Гембара Т.В., Федишин Т.Я., 2008
114
мжрооргашзми в цьому об'eмi загинуть, то будуть знищеш i в будь-якш частинi продукту. У другому - методi Дейндорфера -Хемфрi, Рiчардса та iн. [2] -штегруеться дiя нагрiвання на мiкроорганiзми в усьому об'eмi продукту. Для м'ясних консервiв цiлком достатньо використати перший метод в силу його простоти та закономiрностi розподiлу температурного поля у продукта
Доведено, що з точки зору фiзико-хiмiчних закономiрностей процеси, в яких гинуть мiкробнi кл^ини, е мономолекулярними реакцiями. Отже, швидюсть знищення мiкробiв пiддаеться математичному ан^зу, справедливому для реакцiй першого порядку. Швидюсть вщмирання мiкроорганiзмiв залежить вщ !х концентраци та описуеться диференщальним рiвнянням [2]:
— = -кВ, (1) Ж
де: В - концентращя мiкроорганiзмiв у момент часу к - коефiцiент швидкост знищення мiкроорганiзмiв. Стерилiзацiйний ефект будемо ощнювати летальним числом Ь в елементарному об'емi консервованого продукту, який найповшьшше нагрiваеться, тобто в його центрi .
Нехай початкова температура продукту дорiвнюе Т0. Температура робочого середовища стерилiзацiйноl камери дорiвнюе Тс. Позначимо через ¿1 час, за який з моменту початку стерилiзацil, температура в центрi консерв пщшмаеться до межi Тп, необхщно1 для початку процесу знищення мiкроорганiзмiв; ¿2 - тривалiсть зростання температури вщ Т0 до Тс; ^ -тривалють витримки температури Тс у центра Запишемо формулу обчислення, ввiвши позначення сталих :
г2 ~'3 ( Ь Л Ь = Ав | еХР
Жх, (2) (2)
Тс + ^ехР(™
Подiбним чином можна оцiнити змiни харчово! цiнностi пiд впливом ди тепла.
Результати. Бiохiмiчнi та органолептичнi змши у м'ясопродуктах вiдбуваються за тими ж закономiрностями, що й для мжрофлори, згiдно спiввiдношень (2). Але iз пiдвищенням температури знищення мжрофлори вiдбуваеться iнтенсивнiше. Отже, з точки зору мети отримання високоякiсного продукту, очевидш переваги режимiв стерилiзацil при бшьшому значеннi температури та при меншш тривалостi режиму.
У робой [1] наведеш данi значень величини Z о (вiдповiдае характеристицi термостшкост мiкрофлори 7 ), якi характеризують
погiршення органолептичних властивостей тушкованого м'яса при Т= 100°С. Що стосуеться ощнки зменшення кiлькостi вiтамiнiв, то вщомо що для
руйнування тiамiну 7о = 23° С, i очевидно, що таке значення можна прийняти
для них за розрахункове, тому що цей в^амш е одним з найменш термостiйких. Також експериментально встановлено , що теплова деградацiя тiамiну описуеться диференщальним рiвнянням першого порядку при на^ванш навiть
115
до 150°С. B^omí дослщження бiохiмiчних змш в м'ясi пpи нaгpiвaннi [2], pезyльтaти яких вкaзyють та ^задч^ змiнy основних вaжливих pечовин (бiлкiв тa жиpiв) пpи пapоконтaктнiй стеpилiзaцiï y геpметичнiй тapi ^и
Tc = 120o C.
^и високих темпеpaтypaх стеpилiзaцiï (120° - 130°С) знaчно зpостae швидкють пpоцесy летaльностi мiкpофлоpи, чеpез що викликae iнтеpес динaмiкa бiохiмiчних змш y дaномy дiaпaзонi темпеpaтyp, тому що piвень pозпaдy бiлкiв може не змшитися, якщо з пщвищенням темпеpaтypи скоpотити 4ac ïï дп.
Тaкож вaжливо вияснити якi сaме змiни y кiлькiсномy спiввiдношеннi вiдбyвaються з основними компонентaми м'ясa - високомолекyляpними aзотовмiстними pечовинaми зaлежно вщ темпеpaтypи тa 4acy нaгpiвaння.
16 v,%
14
12
10
8 6 4 2
° 0 20 40 60 80 100 tjKB120
Рис. 1. BTpa™ зaгaльного a30Ty V у % (до n04aTK0B0r0 його вмкту в м'ясГ) зaлeжно вщ чaсy HarpieaHHH t при TeivinepaTYpi:
о - 115o C ; ◊ - 120o C ; □ - 125o C ; + - 130o C.
У pезyльтaтi бiохiмiчних дослщжень основних фоpм aзотy - зaгaльного, бшкового, небiлкового тa aмiнокислотного для яловичини ^и високих темпеpaтypaх встaновлено, що втpaти бiлкового aзотy пpи t = 113°С пpи тpивaлостi та^ву 70 хв стaновлять 6%. Тaкий же piвень його втpaти спостеpiгaeться зa 41 хв. пpи Т = 120°С; зa 26 хв. - ^и 125°С; зa 18 хв. - ^и 130°С/ Встaновлено, як це покaзaно нa p^. 1, що втpaти aзотy M^a яловичини зaлежно вiд темпеpaтypи i тpивaлостi ïï дiï мaли подiбний хapaктеp.
116
t, хв
40 50 60 70 80 90 100
t, хв
30 40 50 60 70 80
Рис. 2. Зaлeжнiсть лeтaльного числa L вщ чaсy t досяг^ння тeмпeрaтyри Т в цeнтрi консeрв прямокутноУ форми (розмiри 0,05x0,12x0,09 м, тyшковaнe м'ясо, а = 1,389-10-7 м2/с, X = 0,47 Вт/(м-К)), отримaнa при критeрiях Бiо
Bi =5 (а) i Bi=100 (б) тa eнeрriях aK i iiiîauiï Е* (Дж/моль) бaктeрiй:
1 - Cl.botulinum - 260861; 2 - В. wagulans - 279707;
3 - Cl.sporogenes 3679 - 282330; 4 - B.stearothermophilus 1518 - 288132
Tax, втpaти зaгaльнoгo aзoтy пpи темпеpaтypi стеpилiзaцiï 115°С стaнoвили 9% зa 110 хв. нaгpiвaння. Taкий же piвень його втpaти спoстеpiгaeться пpи темпеpaтypi 120°С зa 75 хв., пpи 125° С зa 52 хв. , ^и 130°С зa 47 хв.
3a допомогою бioфiзичнoï хapaктеpистики теpмoстiйкoстi мiкpoopгaнiзмiв - енеpгiï aктивaцiï , можта викopистaти зaкoнoмipнiсть Appенiyсa для ефективно'1 oцiнки теpмiчнoгo знищення мiкpoфлopи пpи стеpилiзaцiï. Ефективнiсть тaкoï оцшки (pис.2) пoлягae в тому, що вoнa дозволяе кopектнo oцiнювaти летaльнiсть пpoцесy нaгpiвaння, вpaхoвyючи змiнy теpмoстiйкoстi зaлежнo вiд темпеpaтypи, a методик обчислення темпеpaтypи в центpi кoнсеpви будь-яко'1 фopми дозволяе oцiнювaти летaльнiсть y м'ясних кoнсеpвaх, вpaхoвyючи пoчaткoвy кiлькiсть мiкpoфлopи
117
Висновки. В ходi комплексних дослщжень отримана ефективна теоретична кiлькiсна ощнка бактерицидно! дii нагрiвання пiд час CTepani3a^i м'ясних консервiв. Це тдтверджено розрахунком за допомогою характеристики термостшкост мiкрофлори - енергii активацii для ряду мiкроорганiзмiв. На основi математично! моделi поширення тепла за законами теплопровщност встановлена температура пiд час стерилiзацii в центрi консервiв та поблизу !х поверхнi, яка порiвняно з дослiдними даними мае достатньо малу похибку. Важливо, що отримаш результати дозволяють оцiнювати летальнiсть мжрофлори саме в центрi консервiв, тобто тш частинi, що найповiльнiше на^ваеться, протягом всього технологiчного циклу стерилiзацii, контролюючи одночасно харчову цiннiсть поблизу поверхш.
Литература
1. Федишин Т.Я. Статистичний аналiз впливу даних ветеринарно-санiтарноi експертизи для розрахунку стерилiзацiйного ефекту // Науковий вiсник ЛДАВМ iм. С.З.Гжицького . - 2001. - Т.3, №1. - С.138-141.
2. Кравщв Р.Й., Федишин Я.1., Остап'юк Ю.1., Гембара Т.В., Демкiв Т.М., Федишин Т.Я. Навчальний посiбник....Стерилiзацiя i ветеринарно-санiтарна експертиза м'ясних консервiв. - Л.: Свщ 2002. - 224 с.
Summary
Kravtsiv R. J., Fedyshyn Ya.1., Gembara T.W., Fedyshyn T.Ya. PROGNOSIS OF SANITARY-MICROBIOLOGIC SECURITY AND FOOD VALUE OF CANNED MEAT IN THESIS DEPENDING ON GIVEN REGIME OF STERILIZATION IN AUTO FURNACE OF PREVIOUS ACTION.
A quantitative valuation of the influence of warming process on lethiferous microflora in the centre of cans was suggested taking into account its concentration and thermoconstancy, on the basis of installed energy of activization. It was investigated the influence of warming on food value at product surface.
Стаття надшшла до редакцИ 5.09.2008
118
