Jump to content

Procesy obróbki cieplnej w przetwórstwie mięsnym.


Maxell

Recommended Posts

Procesy obróbki cieplnej w przetwórstwie mięsnym

 

Podczas prowadzenia różnych procesów obróbki cieplnej mięsa zachodzą w nim złożone przemiany fizyczne, chemiczne, biochemiczne, w wyniku których otrzymujemy produkt o znacznie zmienionej strukturze i wartości odżywczej, jakości sensorycznej, barwie, konsystencji oraz zapachu. Wysoka temperatura powoduje obniżenie wartości odżywczej mięsa poprzez zmniejszenie zawartości witamin i składników mineralnych oraz prowadzi do rozkładu tłuszczów. Zakres tych zmian jest uzależniony od rodzaju zastosowanego procesu cieplnego oraz czasu jego trwania. Poza negatywnymi skutkami obróbki cieplnej w mięsie zachodzi szereg korzystnych zmian, zwiększających strawność wyrobu poprzez zmiany w strukturze białek i węglowodanów. Ponadto procesy cieplne powodują powstawanie pożądanego smaku i zapachu mięsa oraz likwidację zagrożenia związanego ze szkodliwą mikroflorą surowców.

 

W zależności od rodzaju części anatomicznych i wymaganego produktu kulinarnego stosowane są takie metody obróbki cieplnej jak: gotowanie, pieczenie, suszenie, grillowanie czy duszenie. Pozwalają one uzyskać wyrób o odpowiedniej jakości sensorycznej i zróżnicowanej wartości odżywczej. W technologicznych procesach ukierunkowanych na utrwalanie żywności często wykorzystywane są inne procesy termiczne wykorzystujące zarówno wysokie jak i niskie temperatury. Należą do nich między innymi procesy pasteryzacji czy sterylizacji żywności.

Większość artykułów żywnościowych pochodzenia zwierzęcego ulega w warunkach naturalnych łatwemu zepsuciu. Artykuły te określa się wspólnym mianem artykułów szybko psujących się. Przyczyną szybkiego psucia się mięsa najczęściej jest temperatura ponad 20oC, wilgotność otoczenia ponad 85% oraz nieodpowiednie warunki sanitarne i higieniczne (brudne ręce, narzędzia i odzież pracowników, zanieczyszczone środowisko pracy, źle funkcjonująca kanalizacja i sieć wodociągowa) oraz niedbałe i nie umiejętne obchodzenie się z mięsem. Łatwość psucia się mięsa i jego przetworów jest wywołane działaniem drobnoustrojów i enzymów tkanki własnej oraz nie enzymatycznymi reakcjami chemicznymi. Utrwalanie mięsa i przetworów mięsnych ma na celu główne zahamowanie rozwoju drobnoustrojów (przede wszystkim bakterii) oraz zachowanie jego cech sensorycznych i technologicznych. Konieczność stosowania zabiegów utrwalających mięso i jego przetwory wynika ponadto z ułatwienia zaopatrzenia i transportu, sezonowości dostaw żywca rzeźnego, konieczności tworzenia rezerw żywnościowych. Tak więc utrwalanie mięsa daje wiele korzyści gospodarczych, społecznych i ekonomicznych w postaci między innymi zmniejszenia kosztów produkcji mięs i jego przetworów, lepszego wykorzystania zdolności magazynowych, uniezależnienia przetwórstwa od sezonowych wahań produkcji żywca rzeźnego (łagodzonego ponadto przez rozwój tuczu przemysłowego i chłodnictwa składowego). Daje możliwość kształtowania dostaw mięsa i przetworów mięsnych na rynek wewnętrzny (krajowy) w zależności od potrzeb oraz pozwala na rytmiczny eksport przetworów mięsnych. Metody utrwalania stosowane w przemyśle mięsnym można podzielić na trzy zasadnicze grupy tj. fizyczne, chemiczne i mieszane (fizykochemiczne). Metody fizyczne są oparte na działaniu niskich lub wysokich temperatur. Zarówno jedne, jak i drugie mają za zadanie zwolnienie lub zahamowanie przebiegu reakcji chemicznych i biochemicznych, powodujących psucie się mięsa lub tłuszczów. Zastosowanie temperatur niskich powoduje także zwolnienie lub nawet całkowite wstrzymanie rozwoju oraz procesów życiowych drobnoustrojów. Efekty te można osiągnąć również przez zniszczenie pewnej ilości drobnoustrojów w czasie gotowania mięsa. Jednak gotowanie przetworów mięsnych, nie zamkniętych w hermetycznym opakowaniu (konserwy), daje efekty znacznie gorsze (krótkotrwałe) niż przykładowo mrożenie. Do metod fizycznych opartych na działaniu niskich temperatur należy zaliczyć liofilizację, chłodzenie i mrożenie. Liofilizacja, zwana także suszeniem sublimacyjnym lub kriodesykcją, jest jedną z najnowocześniejszych metod utrwalania żywności. Polega ona na odwodnieniu artykułów żywnościowych, uprzednio zamrożonych. Celem jest szybkie usunięcie z produktu zawartej w nim wilgoci i tą drogą przedłużenie jego trwałości oraz przechowywania w dowolnych temperaturach. Chłodzenie to najpowszechniej stosowana metoda utrwalania mięsa i jego przetworów obejmuje zakres temperatur od 0oC do -4oC. Istotne jest to, aby w tym procesie temperaturę utrzymywać na stałym poziomie, gdyż wahania temperatur sprzyjają szybkiemu rozwojowi mikroorganizmów. Pewną modyfikacją chłodzenia mięsa jest jego podmrożenie. Proces ten polega na obniżeniu temperatury do około -4oC, co powoduje krystalizację wody w powierzchniowych warstwach mięsa. Metoda ta jest stosunkowo często stosowana w przypadku mięsa drobiowego. Mrożenie surowców i produktów mięsnych polega na obniżeniu ich temperatury, która powoduje zamianę wody występującej w tkance w lód. Stosowany najczęściej zakres temperatur to -18oC do -24oC. Powstanie lodu zatrzymuje procesy życiowe mikroorganizmów, a także rozkład samoistny mięsa, ponadto spowolnione są procesy jełczenia tłuszczu. Mrożenie stosowane jest dość często w utrwalaniu mięsa i podrobów.

 

Metody fizyczne oparte na działaniu wysokich temperatur

 

• Suszenie - to utrwalanie polegające na usunięciu ze środka znacznej ilości wody. Produkt wysuszony zawiera od kilku do kilkunastu procent wody, w zależności od składu chemicznego mięsa. Istnieje wiele metod suszenia, wszystkie jednak opierają się na dostarczeniu ciepła do suszonego ośrodka. Istotnym problemem jest duża podatność produktów wysuszonych na wchłanianie wilgoci (wody) z otoczenia.

• Parzenie – polega na krótkotrwałym zanurzeniu surowca we wrzątku (kilkanaście sekund). Zabieg ten wyraźnie poprawia czystość mikrobiologiczną powierzchni wyrobu, a także powoduje ścięcie cienkiej warstwy białka co zabezpiecza soki komórkowe przed wyciekiem.

• Obgotowywanie - jest to krótkotrwałe działanie gorącej wody na mięso co powoduje ścięcie powierzchniowe warstwy białek. Odbywa się w kotłach otwartych albo przez zalanie mięsa wrzącą wodą.

• Gotowanie - polega na zanurzeniu surowca w wodzie gorącej lub zimnej a następnie podniesieniu temperatury do stanu wrzenia i utrzymaniu jej aż do uzyskania pożądanego stanu miękkości. W zależności od przeznaczenia mięsa i wywaru stosujemy różne warunki i przebieg procesu gotowania.

• Smażenie - jest procesem ogrzewania mięsa na tłuszczu lub zanurzonego w rozgrzanym tłuszczu o temperaturze 160-180oC. Pod zwiększonym ciśnieniem smażenie odbywa się w temperaturze ok. 160oC. • Duszenie - polega na obróbce cieplnej w naczyniu szczelnie zamkniętym z udziałem małej ilości tłuszczu i wody w temperaturze 100oC, często z dodatkiem przypraw. Produkty duszone, charakteryzują się wysokimi walorami smakowymi są także zalecane przy chorobach układu pokarmowego.

• Pieczenie – jest to obróbka cieplna w temperaturze 200oC – 250oC w gorącym powietrzu (bez dodatku tłuszczu i wody). Produkty pieczone posiadają niską wydajność produkcyjną, są bardzo smaczne, ale niekiedy ciężkostrawne.

• Pasteryzacja – obróbka cieplna w środowisku wodnym w temperaturze nie wyższej niż 100oC, tak aby w każdym miejscu produktu osiągnąć temperaturę nie niższą niż 68oC. W czasie pasteryzacji giną także przetrwalniki laseczek bakterii tlenowych, najbardziej wrażliwych na działanie wysokich temperatur.

• Sterylizacja – obróbka cieplna w temperaturze wyższej niż 120oC w środowisku wodnym z zastosowaniem kotłów ciśnieniowych, w trakcie której zniszczeniu ulęgają przetrwalniki rodzaju Clostridium, wytwarzające silne toksyny.

• Tyndalizacja – określona jest mianem 2 lub 3 krotnej pasteryzacji, stosunkowo rzadko stosowana w przemyśle mięsnym ze względów ekonomiczno-organicznych.

 

Pasteryzacja, sterylizacja, tyndalizacja – uwarunkowania techniczno-technologiczne

 

Moda na zdrową, ekologiczną żywność to trwały trend, który coraz bardziej rozpowszechnia się w polskim społeczeństwie. Coraz uważniej patrzymy na etykietki produktów żywnościowych, doszukując się w ich zawartości środków chemicznych z rodziny „E...”. Jednocześnie z nieufnością podchodzimy do innych środków konserwacji żywności, które są przecież niezbędne. Jedną z najstarszych i najzdrowszych metod utrwalania żywności jest pasteryzacja utożsamiana niekiedy z zabiegiem w którym pozbawia się obrabiany produkt składników odżywczych i obniża jego wartość odżywczą. Nic bardziej błędnego. Jak wynika z licznych badań pasteryzacja zastępuje i znacznie ogranicza stosowanie sztucznych konserwantów z katalogu „E...” Z procesem pasteryzacji spotykamy się codziennie, kupując produkty żywnościowe i napoje. Pasteryzowane są prawie wszystkie produkty mięsne, mleczne, zaprawy, soki, nektary i piwo. Większość produktów żywnościowych które kupujemy, nie dałoby się dłużej przechować w naszej lodówce, gdyby nie proces pasteryzacji. W końcu produkty mięsne czy mleko, które stoją na półce w sklepie muszą być po wyprodukowaniu lub przetworzeniu wstępnie zabezpieczone przed atakiem drobnoustrojów. Jednym ze sposobów takiego zabezpieczenia jest pasteryzacja, wymyślona w połowie XIX wieku przez Ludwika Pasteura. Istotą jej jest podgrzanie danego produktu do wysokiej temperatury w celu zniszczenia drobnoustrojów chorobotwórczych i enzymów oraz uniemożliwienia ich rozwoju. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania chemicznych środków konserwujących. W rzeczywistości, pasteryzacji używa się zamiast sztucznych konserwantów z grupy „E…”. To jedna z najbardziej naturalnych metod konserwacji żywności, która pozwala zachować smak i wartości odżywcze produktu. Należy dodać, iż każdy produkt pasteryzuje się inaczej. Różnorodność produktów żywnościowych sprawia, że branża spożywcza stosuje różne odmiany pasteryzacji, takich jak sterylizacja UHT, tyndalizacja czy znane z domowych sposobów wekowanie. Przykładowo sterylizacji UHT (Ultra High Temperature) podlega mleko. Produkt w ciągu 2 minut podgrzewany jest w specjalnym zamkniętym urządzeniu, zwanym pasteryzatorem do temperatury 100°C lub wyższej (135°C), a potem błyskawicznie schładzany do temperatury pokojowej. Proces ten zabija florę bakteryjną, nie zmieniając jednocześnie smaku ani wartości zdrowotnych produktu. Tzw. tyndalizacja, czyli metoda potrójnej pasteryzacji stworzona przez Jana Tyndalla, stosowana jest do utrwalania przetworów mięsnych takich jak np. bigos, gulasz, szynka i konserwy oraz grzybów, fasolki, groszku czy kalafiora. Pasteryzacja przeprowadzana jest trzykrotnie co 24 godziny w temperaturze 65 - 85°C (proces trwa 30 minut). Temperatura taka ma szczególne znaczenie dla produktów posiadających tłuszcz, który z jednej strony utrudnia eliminowanie bakterii, z drugiej zaś w wyższej temperaturze ulega zniszczeniu, przez co potrawa traci swój smak i zapach. Pojawiające się po każdym etapie obróbki opóźnione formy wegetatywne bakterii giną na długi czas, zaś własności i wartość odżywcza produktów mięsnych pozostają zachowane. Produkty takie jak mięsa, bigos czy zupy można wekować, co również przedłuża ich okres do spożycia. Wekowanie odbywa się bez dostępu powietrza i jest chyba najpowszechniej stosowanym domowym sposobem konserwacji wyrobów mięsnych. Jak już wspomniano obróbka cieplna określana jako pasteryzacja, sterylizacja oraz tyndalizacja ma duże zastosowanie w produkcji konserw i innych produktów zamykanych w hermetycznych opakowaniach (puszki), utrwalonych jedną z trzech wyżej wymienionych metod i przeznaczonych do składowania w okresie od 6 miesięcy do 4 lat.

Głównym celem obróbki cieplnej jest eliminacja i osłabienie w konserwie znajdujących się mikroorganizmów, tak aby dawała ona pełną gwarancję zachowania konserwy na dłuższy czas w stanie nadających się do spożycia. Efekt obróbki cieplnej jest zależny od wielu czynników, a mianowicie od:

 

• biologicznych właściwości mikroorganizmów znajdujących się w konserwie tj. zarówno form wegetatywnych jak i przetrwalnikowych, ilości wytwarzanych przetrwalników czy samej ich odporności termicznej,

• właściwości fizykochemicznych produktów (pH produktu, zawartości wody, białek, tłuszczu czy stężenia soli oraz cukru),

• warunków ogrzewania (temperatura, czas ogrzewania, wielkość konserwy, rodzaj opakowania),

• jakości opakowania (jego szczelności, rodzaju materiału z którego wykonano opakowanie),

• prawidłowo stosowanej technologii produkcji,

• warunków sanitarno-higienicznych oraz sanitarno-technicznych samego procesu produkcyjnego.

 

Należy pamiętać, iż wegetatywne formy bakterii giną w temperaturze 60-70°C natomiast formy przetrwalnikowe przeżywają w temperaturze 100°C. Szczególnie odporne są przetrwalniki bakterii z rodzaju Subtilis, Mesentericus, powodujące psucie się konserw. Przetrwalnik laseczki jadu kiełbasianego ginie po 10 minutach w temperaturze 120°C, podczas gdy jego forma wegetatywna w temperaturze 70°C. Odporność drobnoustrojów znacznie zwiększa się w tłuszczu oraz olejach. Duże niebezpieczeństwo dla konserw stanowią bakterie beztlenowe, których obecność obniża w znacznym stopniu trwałość konserwy. Przechodzenie ciepła do wnętrza konserw podczas ich ogrzewania jest zależne od rodzaju i stopnia przewodzenia i konwekcji ciepła oraz od tego czy wsad zawiera zalewę, której obecność w konserwach warunkuje obecność prądów konwekcyjnych. Duży wpływ na szybkość przenikania ciepła ma także skład chemiczny zalewy. I tak obecność skrobi znacznie obniża szybkość tego procesu. Natomiast sól kuchenna nie wywiera wpływu na przenikanie, zaś niewielkie stężenie cukru tylko w niewielkim stopniu aktywuje przepływ emitowanego ciepła. Zarówno temperatura jak i czas ogrzewania zależą od przyjętej metody konserwacji oraz wielkości i kształtu puszki.

Na skutek oddziaływania ciepła w procesach obróbki cieplnej poszczególne składniki mięsa, głównie białka ulegają istotnym zmianom. Do najważniejszych procesów zachodzących w czasie ogrzewania mięsa zalicza się denaturację białek sarkoplazmy, która polega na przekształceniu form hydrofilowych w układy hydrofilne co zawiązane jest z wydzieleniem części wody hydratacyjnej. W wyniku denaturacji mioglobiny powstaje szarobrunatne zabarwienie mięsa. Peklowane mięso utrzymuje natomiast w procesach obróbki termicznej barwę czerwoną, która jednak w odniesieniu do barwy pierwotnej jest mniej intensywna. Denaturacja białek ma swój początek przy temperaturze 45-48°C.

Obróbka cieplna powoduje również denaturację białek łącznotkankowych, głównie kolagenu, którego włókna ulegają znacznemu skróceniu oraz pogrubieniu, co powoduje mechaniczne wyciśnięcie wody z włókien międzymięśniowych oraz przestrzeni międzykomórkowych. Efektem tego zjawiska jest deformacja porcji mięsa zawierającej grubsze warstwy tkanki łącznej włóknistej. Zmianom nie ulegają natomiast włókna elastylowe oraz retikulinowe. Ogrzewanie w temperaturze przekraczającej 70°C powoduje tzw. termohydrolizę kolagenu. Na skutek zbyt długiego ogrzewania dochodzi do zupełnego rozpulchnienia tkanki mięśniowej. Mięso poddane procesowi pasteryzacji wykazuje wyższą jakość (wskutek mniejszego ubytku wody oraz tłuszczu), jest bardziej soczyste, delikatne oraz aromatyczne niż mięsa sterylizowane, które uzyskuje specyficzny smak spowodowany działaniem wysokiej temperatury. Jest poza tym suche i mniej delikatne.

Pozostałe składniki takie jak wyciągowe i niektóre witaminy nie ulegają podczas ogrzewania większym zmianom. Ubytki witamin grupy B podczas różnego typu obróbki cieplnej, powstają pod wpływem temperatury i ekstrakcji. Wynoszą one średnio dla:

 

• tiaminy - 30-60%,

• ryboflawiny - 15-25%,

• kwasu pantotenowego - 10-30%,

• kwasu nikotynowego - 10-35%.

 

W trakcie obróbki cieplnej tłuszcz ulega stopniowemu wytopieniu i wydzieleniu, a częściowo w zależności od warunków ogrzewania, wchłonięciu przez tkanki wypełniając miejsca z których wcześniej wyparowała woda. W końcowym efekcie tych zmian mięso traci duże ilości soku, który stanowi pod względem odżywczym bulion mięsny zawierający wodę, białka oraz inne rozpuszczalne w wodzie składniki. Należy dodać, iż im wyższa temperatura obróbki termicznej tym większy następuje ubytek tłuszczu. W konserwie po ostudzeniu tłuszcz zgromadzony na zewnątrz bloku mięsa psuje jego estetyczny wygląd. Wielkość strat masowych w zależności o rodzaju zastosowanej obróbki cieplnej wynoszą następująco:

• gotowanie 25-40%,

• duszenie 30-40%,

• smażenie 18-45%.

 

Długotrwała obróbka termiczna powoduje również obniżenie strawności białek. Głównym powodem tego stanu są straty ilościowe oraz jakościowe poszczególnych składników a także znacznie utrudniona strawność poddanych denaturacji białek przesyconych tłuszczem.

 

Metody pasteryzacji  i sterylizacji oraz urządzenia stosowane do ich realizacji 

 

W przemyśle mięsnym pasteryzuje się najczęściej produkty i wyroby mięsne przed lub po umieszczeniu ich w opakowaniach hermetycznych. W procesie tym stosuje się trzy główne metody obróbki cieplnej:

 

• pasteryzacja długotrwała polegająca na ogrzaniu mięsa i wyrobów mięsnych do temp. 62-66oC i przetrzymaniu go przez 30 min. w tej temperaturze, a następnie schodzeniu do 2-4oC,

• pasteryzacja krótkotrwała w której prowadzone jest ogrzewanie do 71-74oC i przetrzymanie przez 15 sekund w tej temperaturze, a następnie natychmiastowe oziębienie do 2-3oC,

• pasteryzacja chwilowa (momentalna), w której ogrzewamy mięso i wyroby mięsne do temperatury 85-90oC i przetrzymujemy przez 2-4 sekundy, a potem schładzamy do temperatury 2-3oC. Urządzenia, w których prowadzi się pasteryzację, noszą nazwę pasteryzatorów. Pasteryzatory mogą pracować w sposób okresowy lub ciągły. Mają one różną budowę, przy czym najczęściej spotyka się wymienniki płytowe i rurowe, (stosowane głównie do pasteryzacji krótkotrwałej i momentalnej) oraz wannowe i tunelowe. W pasteryzatorach płytowych czynnik grzejny w postaci gorącej wody przepływa w przeciw prądzie w stosunkowo wąskich przestrzeniach kanalikowych (niekiedy o zmiennej grubości), które powstają w następstwie wzajemnego, szeregowego zestawienia płyt o różnym profilu. Aparaty płytowe mają wiele zalet, umożliwiają oszczędne zużycie ciepła (ilość odzyskiwanego w dziale regeneracji ciepła może dochodzić do 80-85%), są łatwe w obsłudze (rozbieranie, mycie), można regulować ich wydajność przez zmianę liczby płyt w sekcjach, charakteryzują się małymi wymiarami w stosunku do wydajności. Dużą zaletą tych urządzeń jest ich wielofunkcyjność.  Współczesne pasteryzatory charakteryzują się nowoczesną konstrukcją w której mocowane są układy sterowania pozwalające w sposób precyzyjny regulować najważniejsze parametry techniczno-technologiczne.

 

Przykładowy układ sterowania nowoczesnego pasteryzatora obejmuje szereg rozwiązań pozwalających między innymi na:

 

• automatyczne sprawdzanie i zapis zdarzenia otwarcia zaworu zrzutowego,

• pełną kontrolę procesu mycia CIP (automatyczne dozowanie środków myjących, kontrola stężenia, temperatury, przepływu i czasu),

• aseptyczność termiczną układu z zabezpieczeniem wirówki i odgazowywacza,

• pełną elastyczność konfiguracji układu,

• współpracę z urządzeniami zewnętrznymi tanki zasilające i odbiorcze (kontrola położenia zaworów, wyświetlanie i rejestracja poziomu oraz temperatury w zbiornikach),

• możliwość zaprogramowania kilku receptur produkcyjnych (temperatury, czasy przetrzymania),

• rejestracja ciągła i archiwizacja parametrów urządzenia,

• liczony przepływ produktu pozwala łatwo określić czas przetrzymania jak również precyzyjnie określić ilość przerobionego produktu.

 

Kolejny sposób obróbki cieplnej to sterylizacja w środowisku wodnym o temperaturze powyżej 120oC, polegająca na zniszczeniu wszystkich, zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnikowych form mikroorganizmów. Pewną wadą tej metody jest to, że wysoka temperatura obróbki powoduje niekorzystne zmiany jakościowe (smaku, zapachu, konsystencji). Mikrobiologiczne zakażenie żywności przed sterylizacją może być bardzo różne tak pod względem ilościowym, jak i jakościowym. W procesie sterylizacji uwaga skupiona jest głównie na drobnoustrojach chorobotwórczych odznaczających się największą ciepłoodpornością. Zredukowanie liczby tych drobnoustrojów do bezpiecznego poziomu stanowi zasadniczy problem w wyjaławianiu cieplnym.

Aktualnie stosowanych jest kilka metod sterylizacji:

 

• sterylizacja suchym, gorącym powietrzem,

• sterylizacja parą wodną pod ciśnieniem,

• sterylizacja promieniowaniem (promieniowanie UV i promieniowanie jonizujące).

 

Sterylizacja suchym gorącym powietrzem

 

Suche i gorące powietrze powoduje utlenianie, a co za tym idzie inaktywację i degradację składników komórkowych drobnoustrojów. Wyjaławianie suchym gorącym powietrzem prowadzi się w sterylizatorach powietrznych, stanowiących zamknięte komory z termoregulacją, stosując temperatury 160-200oC utrzymywaną w czasie od dwóch godzin do kilkunastu minut. Warunki sterylizacji zależą w głównej mierze od wyjaławianego materiału i jego wytrzymałości termicznej. Materiał powinien być suchy, czysty i zabezpieczony przed ponownym skażeniem, na przykład za pomocą termoodpornej folii z tworzywa sztucznego. Aby materiał został wyjałowiony, suche gorące powietrze musi przeniknąć do jego wnętrza. W praktyce produkcyjnej czas potrzebny na zajście tego procesu nazywany jest czasem przenikania. Gdy materiał osiągnie odpowiednią temperaturę, rozpoczyna się czas utrzymywania się, będący właściwym procesem sterylizacji. Zwykle dla bezpieczeństwa oba czasy wydłuża się o połowę. Materiał powinien być ułożony w sterylizatorze tak, by nie utrudniać dostępu gorącego powietrza.

Sterylizacja parą wodną pod ciśnieniem Nasycona para wodna powoduje gwałtowną hydrolizę, denaturację i koagulację enzymów i struktur komórkowych. Wyjaławianie jest rezultatem zarówno wysokiej temperatury, jak i aktywności cząsteczek wody. Zwykle stosowane temperatury sięgają 108-134oC, zaś czas wyjaławiania wynosi 15-30 minut. Aby osiągnąć taką temperaturę pary, podnosi się ciśnienie o wartość od jednej atmosfery w górę. Wzrost ciśnienia o jedną atmosferę powoduje podniesienie temperatury wrzenia wody o około 10 stopni. Wyjaławianie parą wodną przeprowadza się w autoklawach (aparatach ciśnieniowych), wyposażonych w przyrządy do pomiaru temperatury i ciśnienia oraz odpowiednie elementy zabezpieczające (zawory). Wyjaławianie hermetycznie zamkniętych pojemników z roztworami możliwe jest dzięki temu, że doprowadzona do autoklawu nasycona para wodna oddaje im swoje ciepło utajone, ogrzewając je do własnej temperatury. Roztwór w pojemniku paruje, wytwarzając „własną” parę, która jest faktycznym czynnikiem sterylizującym.

Proces sterylizacji parą wodną składa się z następujących etapów:

 

• Czas nagrzewania - ciepło przenika wówczas w głąb materiału. Czas ten jest różny dla różnych obiektów, dlatego też różne rodzaje pojemników należy wyjaławiać oddzielnie.

• Czas wyrównania temperatury - para wodna oddaje swoje ciepło utajone materiałowi aż do chwili, gdy temperatury wyrównają się i ustępuje wymiana ciepła.

• Czas wyjaławiania - właściwa sterylizacja, podczas której staramy się utrzymywać temperaturę przez określony wymaganiami technologicznymi okres. Zwykle dla bezpieczeństwa wydłuża się go o połowę.

• Czas schładzania autoklawu - czas od chwili przerwania ogrzewania do momentu, gdy manometr wskaże, że ciśnienie wewnątrz autoklawu jest równe atmosferycznemu.

 

Wyjaławianie parą wodną nie może być, rzecz jasna, stosowane do płynów nie będących układami wodnymi oraz do pustych pojemników, gdyż nie ma w nich z czego powstawać para. Uzyskane wówczas warunki sprowadzają się do podwyższenia temperatury (jak w przypadku sterylizacji suchym gorącym powietrzem). Jest ona jednak zbyt niska, by proces osiągnął wymaganą skuteczność. W hermetycznie zamkniętych pojemnikach wytwarza się nadciśnienie, którego wielkość zależy od stopnia wypełnienia. Jeśli roztwór zajmuje ponad 90% pojemności, ciśnienie może rozerwać pojemnik. Dlatego też zaleca się, by pojemnik nie był wypełniony więcej niż w 85 procentach. Drugim istotnym zjawiskiem jest to, że płyn w pojemniku stygnie wolniej, niż komora autoklawu. Powstaje więc nadciśnienie, które grozi eksplozją pojemnika. Aby się przed nią ustrzec, nie należy wyjmować zawartości autoklawu tuż po jego otwarciu. Można też zastosować chłodzenie cieczą, aby temperatury wyrównywały się szybciej. Nasyconą parą wodną możemy wyjaławiać zarówno roztwory wodne, jak i odzież ochronną, opatrunki, narzędzia. Materiały należy zabezpieczyć przed powtórnym skażeniem.

 

Sterylizacja promieniowa

 

Promieniowanie UV to wyjaławianie poprzez naświetlanie materiału promieniowaniem ultrafioletowym. Promieniowanie to zmienia strukturę kwasów nukleinowych, dlatego najsilniej działa na formy wegetatywne drobnoustrojów. Używa się fal o długości 210-328 nm (najbardziej aktywne jest promieniowanie o długości fali 254 nm), emitowanych np. przez lampy rtęciowe (niskociśnieniowa rura z kwarcu, wypełniona parami rtęciowymi). Promieniowanie ultrafioletowe jest szkodliwe dla ludzi, może powodować między innymi stany zapalne skóry i zapalenie spojówek. Promieniowanie ultrafioletowe nie przenika w głąb płynów i ciał stałych, jest adsorbowane przez szkło i tworzywa sztuczne. Dlatego też wyjaławiamy w ten sposób na ogół tylko powietrze lub powierzchnię przedmiotów. Jest to z reguły metoda pomocnicza. Natomiast promieniowanie jonizujące to rodzaj sterylizacji, która przebiega zarówno w sposób bezpośredni, jak i pośredni przez produkty z wykorzystaniem radiolizy wody. Źródłem tego promieniowania mogą być na przykład izotopy kobaltu-60. Metodę tę stosujemy do wyjaławiania materiałów termolabilnych.

 

Podsumowanie

 

Obróbka cieplna, utrwalanie mięsa i jego przetworów z wykorzystaniem różnych zakresów temperatur (zabiegi gastronomiczne, pasteryzacja, sterylizacja i tyndalizacja) umożliwiają dłuższe ich przechowywanie (nawet w postaci rezerw) oraz realizację transportu na dalsze odległości. Daje też możliwość normalnego zaopatrzenia i wyżywienia ludności, niezależnie od rejonizacji i sezonowości podaży żywca. Wraz z rozwojem przemysłu i wyraźnym oddzieleniem miasta od wsi, a także z funkcjonowaniem dużych zakładów przetwórstwa mięsnego wyraźnie wzrosła, rola utrwalania mięsa i żywności. Utrwalając mięso zatrzymujemy lub wyraźnie spowalniamy zmiany zachodzące w mięsie i jego przetworach oraz innych produktach żywnościowych. Należy jednak pamiętać, że wszelkie metody utrwalania mięsa i jego przetworów powodują w większym lub mniejszym zakresie zmiany w strukturze mięsa. Pewną alternatywą tych metod jest utrwalanie mięsa przy wykorzystaniu metod chemicznych. W tej sytuacji zmiany zachodzące w trakcie obróbki cieplnej należy odnieść i porównać z ewentualnymi niekorzystnymi zjawiskami, w tym zdrowotnymi produktu wynikającymi ze stosowania środków chemicznych.

 

Autorzy:

prof. dr hab. inż. Marian Panasiewicz

dr hab. inż. Jacek Mazur

mgr Karol Panasiewicz

„Wszyscy uważają, że czegoś nie da się zrobić. Aż przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da. I on właśnie to robi” A. Einstein

Link to comment
Share on other sites

  • 2 years later...

Przeczytałam cały artykuł ale nie znalazłam potrzebnej mi informacji czy potrójna tyndalizacja (w warunkach domowych w garnku ) pozbawia mięso (łopatka) bakterii jadu kiełbasianego. Pisząc tyndalizacja mam na myśli 3h, na drugi dzień 2h na trzeci dzień 1h w słoiku 0,7l. 

Link to comment
Share on other sites

18 godzin temu, impresjonizm napisał(a):

czy potrójna tyndalizacja (w warunkach domowych w garnku ) pozbawia mięso (łopatka) bakterii jadu kiełbasianego

Kluczem są te słowa:

W dniu 10.11.2021 o 10:58, Maxell napisał(a):

Pojawiające się po każdym etapie obróbki opóźnione formy wegetatywne bakterii giną na długi czas,

Pierwsza pasteryzacja eliminuje żywe bakterie (formy wegetatywne), jednak nie usuwa przetrwalników (formy generatywne).

Po pierwszej pasteryzacji opakowania przetrzymywane są w temp. pokojowej, co pobudza przetrwalniki do rozwoju w formę wegetatywną, czyli z przetrwalników powstają żywe bakterie.

Druga pasteryzacja je usuwa.

Ponownie słoje/puszki przetrzymane są w temp. pokojowej w celu pobudzenia ew. resztkowych przetrwalników i powstania żywych bakterii. Trzecia pasteryzacja powoduje ich uśmiercenie.

 

Pozdrawiam,

EAnna

 

 

Układy symbiotyczne należy starannie pielęgnować, bowiem nic nie jest wieczne.

EAnna

"Kto chce się rozwijać, musi wpierw nauczyć się wątpić, gdyż wątpliwość ducha prowadzi do odkrycia prawdy."

Arystoteles

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.