Время термической летальности F

 

Время термической летальности – это общее время, требуемое для снижения популяции вегетативных клеток или спор до установленного уровня [3]. Это время может быть выражена как кратная величина показателя D, поскольку кривая летальной скорости микроорганизмов соответствует модели первого порядка. Например, сокращение популяции микроорганизмов на 99, 99% было бы эквивалентно четырем логарифмическим циклам снижения количества микроорганизмов или F=4D. Типичное время термической летальности при обработке пригодных для длительного хранения продуктов F=12D со значением D для Clostridium botulinum. Определена инактивация спор C.botulinum при строго стандартизированных обстоятельствах (таблица 1.1). Значения всех параметров определены при нескольких летальных температурах.

Значение F обычно выражается с нижним индексом, указывающим температуру процесса, и верхним индексом, указывающим величину Z для рассматриваемых микроорганизмов. Таким образом, - это показатель TDT - время термической летальности при определенной температуре Т для микроорганизмов с определенной термической устойчивостью Z. В справочной литературе распространено время термической смерти в градусах Фаренгейта или в градусах Цельсия. Данное время термической летальности, обычно обозначаемое как F₀, представляет собой время, затрачиваемое для снижения популяции спор микроорганизмов до заданного уровня с термической устойчивостью Z от 10 ⁰С (18 ⁰F) до 121⁰С (250 ⁰F).

 

Таблица 1.1 – Термическое разложение спор Clostridium botulinum [3].

Т, 0С		r	L	Т, 0С		r	L
94.0		0.00079	0.00193	109.5		0.0282	0.0691
94.5		0.00089	0.00218	110.0		0.0316	0.0774
95.0		0.00100	0.00245	110.5	28.2	0.0355	0.0869
95.5		0.00112	0.00274	111.0	25.1	0.0398	0.0975
96.0		0.00126	0.00308	111.5	22.4	0.0447	0.1095
96.5		0.00141	0.00345	112.0	20.0	0.0501	0.1227
97.0		0.00159	0.00389	112.5	17.8	0.0562	0.1377
97.5		0.00178	0.00436	113.0	15.9	0.0631	0.1546
98.0		0.00200	0.00490	113.5	14.1	0.0708	0.1734
98.5		0.00224	0.00548	114.0	12.6	0.0794	0.1945
99.0		0.00251	0.00615	114.5	11.2	0.0891	0.2183
99.5		0.00282	0.00691	115.0	10.2	0.100	0.245
100.0		0.00316	0.00774	115.5	8.9	0.112	0.274
100.5		0.00355	0.00869	116.0	7.9	0.126	0.308
101.0		0.00398	0.00975	116.5	7.1	0.141	0.345
101.5		0.00447	0.01095	117.0	6.3	0.159	0.389
102.0		0.00501	0.01227	117.5	5.6	0.178	0.436
102.5		0.00562	0.01377	118.0	5.0	0.200	0.490
103.0		0.00631	0.01546	118.5	4.5	0.224	0.548
103.5		0.00708	0.01734	119.0	3.98	0.251	0.615
104.0		0.00794	0.01945	119.5	3.55	0.282	0.691
104.5		0.00891	0.02183	120.0	3.16	0.316	0.774
105.0		0.0100	0.0245	120.5	2.82	0.355	0.869
105.5		0.0112	0.0274	121.0	2.5	0.398	0.975
106.0		0.0126	0.0308	121.1*	2.4	0.417	1.0
106.5		0.0141	0.0345	121.5	2.2	0.447	1.095
107.0		0.0159	0.0389	122.0	2.0	0.501	1.227
107.5		0.0178	0.0436	122.5	1.8	0.562	1.377
108.0		0.0200	0.0490	123.0	1.6	0.631	1.546
108.5		0.0224	0.0548	123.5	1.4	0.708	1.734
109.0		0.0251	0.0615	124.0	1.2	0.794	1.945

 

*121.1⁰C=250 ⁰F

Этот показатель может быть также подсчитан из уравнения:

 

(1.25)

 

Пример: Рассчитать для C.botulinum (Z=10, .

Решение:

 

(по результатам экспериментов 10, 2 мин).

 

Противоположный показатель .

Показатель летальности .

 

Эффект стерилизации выражается через показатель F₀. 1 F₀ (единица стерилизации) равен эффекту инактивации спор C.botulinum в течение 1 мин при температуре 121, 1 ⁰С. Это означает, что для общей инактивации (при 121, 1 ⁰С и других температурах) согласно понятию 12D нужен показатель 2, 45 F₀ ( ).

Однако применяемые температуры часто отличаются от 121, 1 ⁰С. Эффект стерилизации при определенной температуре может быть рассчитан согласно следующему уравнению:

 

F₀ = L(T)× t (1.26)

 

где: L - показатель летальности при температуре Т, t – время, мин.

 

Показатель L может быть подсчитан согласно уравнению:

 

(1.27)

или:

(1.28)

 

Из определения обратной величины r и показателя летальности L ясно, что:

. (1.29)

 

Подставляя уравнение (1.29) в уравнение (1.28), получим:

 

(1.30)

Пример [3]:

T=115 ⁰С, Z=10 ⁰С

.

Экспериментально установлено, что показатель L при 115⁰С равен 0, 245.

 

Предыдущая теория понятия F₀ используется для расчета стерилизации согласно «варке ботулина», что означает снижение количества потенциально присутствующих спор C.botulinum на величину 12D. Если после обработки ботулина возникает порча продукта из-за наличия в нем непатогенных микроорганизмов, должны быть применены более жесткие условия обработки. Если после обработки присутствует мезофильная культура C.sporogenes, которая при 121, 1⁰С имеет показатель D, равный 1 минуте, необходимо применить процесс 5D-sporogenes. Процесс 12D-sporogenes может привести к сверхстерилизации. Выбранный режим должен быть как минимум соотвествовать 12D-botulinum.

 

При 121, 1 ⁰С: 12D-botulinum =2, 45 минут

5D-sporogenes=5 минут.

 

Если термофильная культура C.thermosaccharolyticum, имеющая показатель D приблизительно 4 минуты при 121, 1⁰С, присутствует в продукте, необходима очень интенсивная стерилизация. 5D-thermosaccharolyticum означает 20 минут при 121, 1⁰С.

Для предыдущих примеров очевидно, что первоначальное загрязнение должно быть как можно низким, для того, чтобы предотвратить разрушение питательных веществ из-за интенсивной тепловой обработки, применяемой для избежания порчи продукта.

Вероятность порчи продукта

 

Показатель порчи используется для определения количества зараженных банок в партии стерилизованных консервов [4].

Из уравнения (1.11), принимая, что N – конечное допускаемое число микроорганизмов, F – время термической летальности, получим:

 

. (1.31)

 

Далее, если количество банок, подвергающихся стерилизации r, а N₀ – первоначальное число микроорганизмов в каждой банке, вызывающих порчу, то общее количество микроорганизмов всей партии консервов будет равно rN₀ и

 

 

. (1.32)

 

Если целью консервирования является достижение вероятности выживания одного микроорганизма во всей партии консервов, тогда:

 

, (1.33)

или

 

(1.34)

и

 

. (1.35)

 

Левая часть уравнения (1.35) представляет собой отношение одной испорченной банки к общему количество стерилизуемых банок (r).

Данное выражение может быть использовано для оценки времени термической летальности требуемой для достижения установленного показателя порчи, основываясь на величине первоначальной популяции микроорганизмов и десятично снижаемого времени D. Следует отметить, что выражение вероятности порчи предполагает, что кривая выживания для микроорганизмов, вызывающих порчу, соответствует уравнению первого порядка.

 

Пример [4]. Определите вероятность порчи 50-минутного процесса стерилизации при 113 ⁰С, когда D₁₁₃=4 мин и первоначальное количество популяции микроорганизмов в каждой банке составляет 10⁴.

Подход. Использовать уравнение (1.35) для расчета вероятной порчи.

Решение.

1. Из уравнения (1.35)

.

Поэтому

r=10^{8, 5}=10⁸× 10^{0, 5}=10⁸× =3, 16× 10⁸

2. Так как общее количество стерилизуемых банок 3, 16× 10⁸, может ожидаться порча трех банок из 10⁹ банок.

ПАСТЕРИЗАЦИЯ И СТЕРИЛИЗАЦИЯ

В общем смысле под стерилизацией понимают тепловую обработку, проводимую с целью уничтожения микроорганизмов. Если учитывать температурный режим, под стерилизацией понимается тепловая обработка при 100 ⁰С и выше. Тепловая обработка при температуре 60-100 ⁰С называется пастеризацией [5].

Разновидностью стерилизации является тиндализация, или повторная стерилизация, которая заключается в том, что консервы стерилизуют дважды или трижды с интервалами между варками 20-28 ч. Каждая из отдельных варок является недостаточной для достижения нужной степени стерильности продукта. При этом можно стерилизовать при обычном температурном режиме, но в короткий промежуток времени, или при умеренной температуре за обычный промежуток времени. Такой вид стерилизации способствует максимальному сохранению консистенции продукта, т.е. максимально сохраняется его качество. При первой тепловой обработке погибает большая часть вегетативных клеток, оставшаяся часть превращается в споровую форму, в интервале между варками споры прорастают, но погибают при повторной стерилизации.

Следует заключить, что задачей процессов стерилизации и пастеризации является достижение промышленной стерильности, т.е. уничтожение тех форм микроорганизмов, которые могут развиваться при обычных условиях хранения и вызывать порчу консервов.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
2. II. Время и место проведения. Заявки.
3. Билет 1. Время жизни объектов. Связь с типами памяти и областями видимости
4. Будем молиться и просить Господа сохранить нас от нужды, а если наступит все же такое время, чтобы Господь помог нам не потерять надежду на Него.
5. В 1909-1913 гг., во время экономического подъема, в России более быстрыми темпами росло производство
6. В комиксах никто не умирает по настоящему, даже злодеи. По крайней мере, не на долгое время.
7. В любое время, в любом месте
8. В настоящее время население России составляет более 150 миллионов человек. Россия густо заселен, но его население распределено неравномерно.
9. В результате в менталитете древнерусского человека стало складываться двоеверие - часть населения приняло христианство, а другая часть долгое время была языческой
10. Вечером Амет-хан с родителями погулял по набережной, центральной улице города — Буйнакской. В назначенное время, назавтра он вновь появился в кабинете помощника.
11. Во время Великой Отечественной войны
12. Во время проведения реформы 1861 г. помещичья земля оценивалась государственными чиновниками