Tartósított termékek Konzerv-, hús- és hőtıipari mikrobiológia

Átírás

1 Tartósított termékek Konzerv-, hús- és hőtıipari mikrobiológia Mohácsiné dr. Farkas Csilla Budapesti Corvinus Egyetem Mikrobiológia és Biotechnológia Tanszék Környezeti tényezık hatása SZTATIKUS ÉS CID HATÁS SZTATIKUS ÉS CID HATÁS 1

2 HİKEZELÉSES TARTÓSÍTÁS Pasztırözés: A vegetatív (spórátlan) mikrobasejtek elpusztítása ill. nagy arányú csökkentése Enzimek inaktiválása 100 C alatti h ımérséklet Louis Pasteur HİKEZELÉSES TARTÓSÍTÁS Sterilezés (appertizáció): Valamennyi mikroorganizmus és spóráinak elpusztítása C h ımérséklet Nicholas Appert konzerválásos tartósítás 2

3 Konzervek Kereskedelmi sterilitás <100 spóra/g Teljes konzervek: 12D elv hıkezelési egyenérték F 0 = 2,5 perc Félkonzervek: F 0 = 0,1-0,3 perc, hıkezelés 85 C külsı hımérsékleten (65-75 C maghımérséklet eléréséig), Háromnegyed konzervek: F 0 = 0,6-0,8 perc, hıkezelés 100 C-on A túlélési görbék típusai I. Exponenciális, monomolekuláris V. Két törzs II. Rezisztens frakció VI. Két törzs + kezelés közbeni flokkuláció III. Szigmoid, reparálódás IV. Aktiválás vagy deflokkuláció 3

4 Különbözı hımérsékleteken mért túlélési görbék lg N 4 (T1 < T2 < T3) T1 D: tizedelési idı adott hımérsékleten (perc) T3 T2 tgα= - 1 = - k. D 2,303 0 D t (idı) Hıpusztulási/hırezisztencia görbe lg D (min) 4 z: rezisztencia jellemzı - hány fok hımérsékletemelkedés hatására csökken a D-érték a tizedére 3 2 tgα= - 1 z 1 0 z T ( C) 4

5 Hıpusztulási/hırezisztencia görbe lg τ (min) 4 τ =Többségi pusztulási idı 3 tgα= z Konzerv sterilezés - 12 D elv 1 log F 0 z T ( C) F = 121,1 C-hoz tartozó többségi pusztulási idı F 0 = 121,1 C-hoz tartozó 12 nagyságrendnyi csökkenés ideje Mikroorganizmusok hıtőrési jellemzıi Pszichrofil baktériumok Pszichrotróf baktériumok Mezofil baktériumok többsége Egyes kiugróan hıtőrı mezofil baktériumok D 40 ~ 1 perc D 50 ~ 1-5 perc D 60 ~ 1 perc D 60 ~ 5-20 perc 5

6 Mikroorganizmusok hıtőrési jellemzıi Általában egyenesen arányos a szaporodás hım. optimumával Kiugróan hıtőrı nem spórás baktériumok Salmonella Senftenberg és fekál Streptococcusok Kiugróan hıtőrı penészgombák Byssochlamys sp., Thermoascus sp., Paecilomyces variotii Baktérium spórák ellenállása többszöröse a vegetatív sejtekének A mikroorganizmusok hıtőrését befolyásoló tényezık: A mikroorganizmus szaporodási fázisa; A tenyészet szaporodási hımérséklete; A közegben lévı védıanyagok; Zsírok, cukrok, fehérjék, glicerin A közeg vízaktivitása, ill. sótartalma; Salmonella Typhimurium D 90 : perc csokoládéban 0,0008 perc tejben A közeg ph-ja; 6

7 A hıkezelés méretezése Hı terjedése: vezetés, áramlás Hıbehatolási (hıpenetrációs görbe): a termék leglassabban melegedı pontjának (hidegpont) hımérsékleti változása felmelegítés-hıntartás-lehőtés A hıbehatolási görbe által leírt, változó ideig tartó, változó hımérsékleteknek a mikrobákra gyakorolt pusztító hatását összegezzük Megállapodás szerint a 121,1 C-on mért hıpusztulási sebességhez viszonyítjuk minden más hımérséklet pusztító hatását A hıkezelés méretezése 7

8 A hıkezelés méretezése A hıpusztulási görbébıl a 121,1 C-ra vonatkoztatott relatív pusztulási sebesség kiszámítása (F/t) log 10 : z = (log t log F) : (121,1 T) F/t = antilog (T 121,1) / z Sterilezési görbe felvétele A hıkezelés méretezése 8

9 A hıkezelés méretezése Probléma: Melyik az a mikroorganizmus, aminek a hıpusztulási görbéje alapján méretezzünk? F 0 : sterilezési egyenérték C. botulinum: D 121,1 =0,21perc; z=10 C a hidegpontban mérhetı változó hımérsékletek a 10 C-os z-értékő mikroorganizmusra olyan pusztító hatást fejtettek ki, amely F 0 percnyi 121,1 C-on tartással egyenérték ő Egészségügyi minimum: 12D C. botulinum, F 0 =2,42 perc Baktérium endospórák hıtőrése 9

10 Spórás baktériumok hıpusztulási jellemzıi száraz és nedves hıvel történı kezeléseknél Faj Nedves hı Száraz hı D 121 (min) z ( o C) D 121 (min) z ( o C) Bacillus subtilis 0,7 8 1, Geobacillus stearothermophilus 4,0 10 3, Paenibacillus polymyxa 0,05 8 0,1 15 Clostridium botulinum 0,2 9 0,2 33 Clostridium sporogenes 1,5 10 2, A fıbb konzervipari terméktípusok sterilezési egyenértéke Termékcsoport ph F 0 (perc) Savanyúságok 3,4 4,1 0,0002 0,004 Erısen savas gyümölcsbefıttek 3,2 3,8 0,002 0,007 Paradicsomos készítmények 4,2 4,5 0,01 0,07 Közepesen savas befıttek 3,7 4,5 0,1 0,4 Közepesen savas fızelékek 4,0 4,5 0,1 2,0 Gyengén savas fızelékek 5,0 6, Készételek 4,5 6,

11 Savas konzervek: Paradicsomsőrítmény Fıként spórás baktériumok Gyümölcskonzervek, befıttek Fıként hıtőrı aszkospórás penészgombák Byssochlamys fulva, Bys. Nivea, Neosartorya, Talaromyces fajok Dzsemek, ízek Kis a v és kis ph (2,8-3,2) Forrón töltés, pasztırözés Xerotoleráns és ozmotoleráns penészgombák Paecilomyces variotii, P. roquefortii, Cladosporium, Byssochlamys, Aspergillus fajok 11

12 Kereskedelmileg tartós konzervek maradék mikrobaszámai Termékféleség lg átlagos mikrobaszám/g Savanyúságok 0,05 Befıttek 0,10 Fızelékek 0,11 Húsos készítmények 0,51 Paradicsomos készítmények 0,64 Halkonzervek 1,35 Sőrített paradicsom 1,37 Romlás okai: Elégtelen hıkezelés többnyire egyféle, általában spórás baktériumot lehet találni, gyengén savas élelmiszereknél: leghıellenállóbb termofil spórások, a termofil aerob vagy anaerob spórások hıtőrése nagyságrenddel nagyobb lehet, mint mezofiloké a túlélı spórák kicsírázásával csak nagy melegben (45-50 C-on) kell számolni, segédanyagok (pl. a zöldségkonzervek felöntılevéhez használt cukor, a húskonzervekhez, készételekhez használt főszerek) magas termofil spórás szennyezettsége veszélyes 12

13 Romlás okai: Utószennyezıdés a csomagolóanyag vagy a zárás nem megfelelı, hőtıvíz beszivárgás (hőtıvíz rendszeres cseréje, fertıtlenítése!) mikrobióta vegyes összetételő, vegetatív baktériumok és élesztıgombák jelenléte Félkonzervek: dobozolt sonka és lapocka pasztırözött termékek, 5 C-on legfeljebb 6 hónapig tarthatók el nagy dobozméret, rossz hıvezetés (hıbehatolás csak hıvezetéssel) hıkezelés + pácsók (nátriumnitrit és konyhasó) + hőtve tárolás nitrit: szín- és ízkialakítás mellett spórák csírázásának gátlása, a baktériumszaporodás-gátlása a hıkezeléstıl sérült mikrobák érzékenyebbek a nitrit gátló hatására nitrit hatását fokozzák: redukáló anyagok (aszkorbinsav, cisztein), szorbinsav és sói 13

14 Félkonzervek Mikrobióta: Bacillus és Clostridium spórák, laktobacilluszok, a Micrococcus nemzetség hıtőrıbb tagjai, valamint fekál sztreptokokkuszok. C. botulinum és a C. perfringens! Romlás: Lactobacillus fajok és az enterokokkuszok kezdenek szaporodni, elszínezıdés, illat-és ízváltozás (savanyodás) Enterokokkuszok: nagy hıtőrésőek (74-75 C maghımérséklet elérése esetén sem pusztulnak el) és sótőrésük is kiemelkedı. Háromnegyed konzervek löncshús és a dobozos virsli kereskedelmileg sterilnek tekintett termékek hıkezelés + pácsók (felöntılé miatt hıvezetés és hıáramlás is) a vegetatív baktériumsejteken kívül a mezofil bacilusok és néhány klosztridium elpusztulásával számolhatunk. szobahımérsékleten is 6-12 hónapig eltarthatók 14

15 Félkonzervek: dobozolt sonka, lapocka, liba/kacsamáj 4/1998 EüM E M rendelet: légmentesen lezárt csomagolású, csak olyan mértékben hıkezelt termék, amely hőtıtárolást igényel és korlátozott eltarthatósági idejő (pasztırözött termékek, 5 C-on legfeljebb 6 hónapig tarthatók el) Megfelelı a féltermék akkor, ha nem tartalmaz: kórokozó mikroorganizmust, mikroba méreganyagot, Enterobacteriaceae csoportba tartozó baktériumot, fonalas vagy sarjadzó gombát. Szulfitredukáló Clostridium legfeljebb 10/g Aerob spóraszám legfeljebb1000/g Félkonzervek: nagy dobozméret, rossz hıvezetés (hıbehatolás csak hıvezetéssel) hıkezelés + pácsók (nátriumnitrit és konyhasó) + hőtve tárolás nitrit: szín- és ízkialakítás mellett spórák csírázásának gátlása, a baktériumszaporodás-gátlása a hıkezeléstıl sérült mikrobák érzékenyebbek a nitrit gátló hatására nitrit hatását fokozzák: redukáló anyagok (aszkorbinsav, cisztein), szorbinsav és sói 15

16 Félkonzervek Mikrobióta: Bacillus és Clostridium spórák, laktobacilluszok, a Micrococcus nemzetség hıtőrıbb tagjai, valamint fekál sztreptokokkuszok. C. botulinum és a C. perfringens! Romlás: Lactobacillus fajok és az enterokokkuszok kezdenek szaporodni, elszínezıdés, illat-és ízváltozás (savanyodás) Enterokokkuszok: nagy hıtőrésőek (74-75 C maghımérséklet elérése esetén sem pusztulnak el) és sótőrésük is kiemelkedı. Háromnegyed konzervek löncshús és a dobozos virsli kereskedelmileg sterilnek tekintett termékek hıkezelés + pácsók (felöntılé miatt hıvezetés és hıáramlás is) a vegetatív baktériumsejteken kívül a mezofil bacilusok és néhány klosztridium elpusztulásával számolhatunk. szobahımérsékleten is 6-12 hónapig eltarthatók 16

17 Üdítıitalok Gyümölcs tartalommal vagy anélkül Szén-dioxiddal dúsítva vagy anélkül Szénsavmentes, teakoncentrátumból készült italok, enyhén édesítettek és ízesítettek Természetes vagy mesterséges édesítıszert, vitaminokat, savképzı anyagokat, színezı- és illatosító anyagokat, emulgeálókat, stabilizáló, antioxidáns anyagokat, tartósítószer adalékokat tartalmazhatnak Pasztırözés ph 2,5-3,0 (tea alapúak ph 3,2-4,2) Gyümölcslevek a v : 0,99 a v vagy felett élelmiszer patogén baktériumok a hıkezeletlen lében baktériumok és gombák Koncentrátum xerofil penészek Baktériumok pl. a termékben természetesen megtalálható Leuconostoc fajok pl. narancs juice-ban természetesen megtalálható Bacillus fajok (magas számban nem megfelelı fertıtlenítésre vagy piszkos gyümölcs jelenlétére utal) 17

18 Clostridium - gázképzés Baktériumos romlás: Mellékíz: Lactobacillus: diacetil íz Acetobacter: ecetes íz Alicyclobacillus (TAB): fenol íz Nyálka Leuconostoc Gáz képzıdés Clostridium. Bacillus - alma juice aszeptikus dobozban ph.: savas 3-4,5 élesztı- és penészgombák Élesztıs s romlás A termékbe természetes úton kerülnek, többnyire a gyümölcs felszínérıl gázképzıdés jellegzetes szag hártyaképzés Dekkera bruxellensis, Dekkera naardenensis, S. cerevisiae, S. bayanus, S. exiguus, Sch. pombe, Zyg. bailii, Zyg. bisporus, Zyg. lentus, Zyg. microellipsoides, Zyg. rouxii, Tp. delbrueckii 18

19 ph.: savas 3-4,5 élesztı- és penészgombák Penészgomb szgombák megfelelı oxigéntartalom a szaporodásukhoz sukhoz pasztırözést túlélı, hıtőrı penész aszkospórák A. ochraceus, A. fisheri, A. tamarii, A. flavus, Byssochlamys nivea, B. fulva, Paecilomyces variotii, Neosartorya fisheri, Thermoascus aurantiacum Alicylobacillus acidoterrestris Mikroba jellemzık: termoacidofil, mozgó, spóraképzı pálca Gram + (Gram variábilis), kataláz +, VP -, indol -, citrát +, nitrát redukció - ph opt: 3,5-4 ph: 2-7 T opt: C T: C egyedi sejtmembrán felépítés (ω aliciklusos zsírsavakat tartalmaz) segíti az alacsony ph és magas hımérséklet elviselését 19

20 A. acidoterrestris hıtőrése különbözı közegekben Mikroba Közeg ph T ( C) D-érték (min) A. acidoterrestris almalé 3, ,8 szılılé 3, ,4 gyümölcs 3,5 95 5,1 nektár Alicylobacillus acidoterrestris Élelmiszeripari jelentısége: Gyümölcslevekben és gyümölcs tartalmú italokban (leginkább almalében) a termék külleme normális vagy kis szediment képzıdés nem képez gázt növekedés közben sima savanyodást okoz gvajakolt (korház vagy fenol szag, íz) és más mellékízt okozó komponenseket termel 20

21 Hıelvonásos tartósítás hőtés: fagypont feletti hımérsékleten tartás (+16ºC- -2ºC) csökken az anyagcsere folyamatok sebessége lappangási fázis nı, szaporodás sebessége csökken (nı a generációs idı), majd megáll pszichrofil és pszichrotróf mikroorganizmusok szaporodása (patogének: Yersinia enterocolitica, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes stb.) Hıelvonásos tartósítás Mikrobák hidegtőrésének alapja: mennyire képesek a membrán lipidek folyékonyságát fenntartani pszichrotrófok: több telítetlen zsírsav (alacsonyabb olvadáspont) 21

22 Komplex hatás: Hıelvonásos tartósítás Alacsony hımérséklet Fagyás miatt lecsökkent vízaktivitás Fagypont felett: permeabilitási és anyagcserezavarok Fagypont alatt: jégkristályok miatt mechanikai sérülés lipoproteinek irreverzibilis denaturálódása Mikrobapusztító hatékonyság nem túl jelentıs!! Gyorsfagyasztás Jó érzékszervi minıség: Lehetı leggyorsabb fagyasztási sebesség -18 C alatti mélyh őtés Kíméletes technológia kíméletes a mikrobasejtekhez is! Mikrobaszám csökkenés max % Sérült sejtek nagy aránya jellemzı -8 C alatt nincs mikrobaszaporodás Túlélés függ: pl. ph, a közegben lévı védıanyagok 22

23 Gyorsfagyasztott termékek Fagyasztott zöldségek blansírozás C-on 2-3 nagyságrenddel csökkentheti a mikrobaszámot elıfızés után a lehetı leggyorsabb lehőtés fagyasztás -18 C-on Nem csökkenti jelentısen a mikrobaszámot mezofil aerob baktériumszám TKE/g Enterobacter, Pseudomonas, Bacillus fajok élesztı- és penészgombák kisebb számban a mikrobiota nagy része a feldolgozó vonal berendezéseirıl származik, számuk az üzem higiéniai gyakorlatát tükrözi Gyorsfagyasztott parajkrém gyártásának mikrobiológiai fázisvizsgálati adatai 23

24 Gyorsfagyasztott zöldségek mikrobiótájának összetétele 24

25 Gyorsfagyasztott termékek Fagyasztott gyümölcsök elıfızés többnyire nincs (kivétel a sütıipari termékekhez használandó gyümölcsök) fagyasztás -18 C-on az eredetileg ott lévı mikrobák nagy része túléli élesztıgombák, penészspórák, tejsavbaktériumok (felengedtetés után romlást okozhatnak!) szeletelt, magozott, passzírozott termékek mikrobiotája a feldolgozó vonal berendezéseirıl származik, cukor adagolása mikrobiológiai szempontból lehet kedvezı vagy kedvezıtlen 25