اصول کنسرو کردن مواد غذایی
بر خلاف تولیدات گوشتی پخته پاستوریزه که بقای میکروارگانیزم های مقام در برابر حرارت در آنها تصدیق می شود ، هدف استریلیزاسیون تولیدات گوشتی از بین بردن همه باکتری های فاسد کننده از جمله هاگ های آنها می باشد . مراقبت حرارتی چنین محصولاتی باید آنقدر شدید باشد که میکروارگانیزم های باکتریایی بسیار مقاوم در برابر حرارت ، که هاگ های باسیلوس و دوکسانان هستند ، را غیر فعال یا نابود کند . در عمل ، تولیدات گوشتی پر شده در ظروف محکم بسته شده در معرض دماهای بالای 0C100 ، که معمولا بسته به نوع محصول بین0C 121 – 110 می باشد . باید به درون محصول رسیده باشد . تولیدات برای یک دوره زمانی مشخص در سطوح دمایی لازم برای استریلیزاسیون ، بسته به نوع محصول و اندازه قوطی ، نگهداری می شوند .
اگردر اجناس کنسرو شده هاگ ها به طور کامل غیر فعال نشوند ، میکروارگانیزم های گیاهی به محض اینکه شرایط دوباره مطلوب شود از هاگها رشد خواهند کرد . در مورد گوشت کنسرو شده حرارت داده شده ، شرایط مطلوب هنگامی وجود دارد که مراقبتهای حرارتی کامل می شود و محصولات تحت دمای محیط ذخیره می شوند . میکروارگانیزم های زنده می توانند یا تولیدات گوشتی ذخیره شده را فاسد کنند یا سم هایی ایجاد کنند که باعث مسمومیت غذایی مصرف کنندگان شوند .
در میان دو گروه هاگ تولید کننده میکروارگانیسم ها ، دوکسانان بیشتر از باسیلوس در مقابل حرارت مقاوم است . دماهای0C 110 در یک مدت کوتاه اکثر هاگ های باسیلوس را از بین می برد . در مورد دوکسانان دماهای بالای0C 121نیاز است تا در یک زمان نسبتا کوتاه هاگها ازبین بروند .
برای غیر فعال کردن ( در چند دقیقه ) هاگهای ، با سیلوس یا دوکسانان دماهای استریلیزاسیون بالا نیاز هستند . این هاگها در دماهای کمی پایین تر هم از بین می روند ، اما در چنین مواردی باید برای رسیدن به همان تاثیر فوری مراقبت حرارتی دوره های مراقبت حرارتی طولانی تر به کار برده می شود .
از نظر میکروبی ، به کار بردن مراقبت حرارتی شدیدی که خطر هر میکروارگانیزم زنده ای را از بین ببرد ، مطللوب خواهد بود . با این وجود اکثر تولیدات گوشتی کنسرو شده بدون آسیب نمی توانند در معرض چنین فشار حرارتی شدیدی قرار گیرند :
← تنزل کیفیت حسی آنها مثل بافت خیلی نرم ، جدا سازی ماده ژلاتینه و چربی ، بی رنگی ، طعم نامطلوب حاصل از گرمایی
← کاهش ارزش غذایی ( نابودی ویتامین ها و ترکیبات پروتئینی )
به منظوربر آوردن جنبه های بالا ، برای حفظ استریلیزاسیون حرارتی بسیار شدید برای ایمنی میکروبیولوژیکی محصولات و تا حد امکان متعادل به خاطر کیفیت محصول باید به توافق رسید .
یک روش با سنجش و تعیین میزان فشرده مراقبت حرارتی که محصول کنسرو شده در طول کل فرآیند استریلیزاسیون و معرض آن میباشد ، برای چنین توازنی بین شرایط ایمنی غذا و شرایط کیفیتی غذا توسعه یافت .
مقدار مراقبت گرمایی بکار رفته برای یک محصول گوشتی می تواند با استفاده از مفهوم ارزش F سنجیده شود . این مفهوم در گیاهان کنسرو شده ، به خصوص بعنوان بخشی از سیستم HACCP بکارمیرود . تولید کنندگان کوچکی که برای بکار بردن ارزش F مجهز نیستند ، از تولید درست اجناس کنسروی استریلیزه شده مستثنی نمی شوند . در این موارد پارامترهای مرجع تکنیکی رسمی دماها وزمانهای استریلیزاسیون برای نوع تولید و اندازه کنسروها می تواند بکار برده شود . اندازه و قالب قوطی ها از اهمیت بسیاری برای سرعت نفوذ گرما برخوردار است . دماهایی که باید در نقطه سردی کنسرو ، که در آن گرما به آخر میرسد ، بدست آید در قوطی های کوچکتر به خاطر فاصله کوتاهتر با منبع حرارت سریعتر از قوطی های بزرگ بدست می آیند .
هنگام مقایسه کنسروهایی که با ته یکسان ( mm 99 ) اما بلندی متفاوت ( mm 36 ، 63 و 113 ) ، نفوذ حرارت به نقطه سردی کنسرو بلند دو برابر زمان مورد نیاز برای کوتاهترین قوطی زمان می برد . اینها ارزشهای تقریبی ای هستند که میتوانند بسته به موارد داخل قوطی ها کمی متفاوت باشند . هنگام مقایسه کنسروهایی با حجم یکسان اما قالب متفاوت ، نفوذ گرما نفوذ به نقطه سرد قوطی های صاف سریعتر از قوطی های مربعی فشرده صورت می گیرد هر چند حجم این قوطی ها یکسان است .
فرآیندها و تجهیزات
فرآیند استریلیزاسیون در محصول کنسرو شده میتواند مجددا به سه مرحله تقسیم شود . به وسیله یک رسانگر گرما دهنده ( آب یا بخار ) دمای محصول از دمای محیط تا دمای لازم برای استریلیزاسیون افزایش می یابد ( مرحله 1 = مرحله گرما دهی ) . این دما برای یک زمان مشخص حفظ می شود . ( مرحله 2 = مرحله نگهداری ) . ( مرحله 3 = مرحله خنک سازی ) دما درقوطی با ریختن آب سرد درون اتوکلاو کاهش می یابد
اتو کلاو ها و قرع ها
به منظور دستیابی به دماهای بالای0C 100 ( استریلیزاسیون ) ، مراقبت حرارتی باید تحت فشار در دیگهای زود پز که اتوکلاو و یا قرع نامیده می شوند ، انجام شود .
در اتوکلاوها ( قرع ) دماهای بالا یا با تزریق مستقیم بخار ایجاد می شود یا با گرم کردن آب تا دماهای بالای0C 100 یا با حرارت بخار و آب ترکیب شده . اتوکلاو باید با یک دما سنج ، فشارسنج ، شیر آرام سازی فشار ، هواگیر برای پخش دستی فشار ، شیر اطمینان که بخار را هنگام رسیدن به یک فشار خاص پخش می کند ، شیر آبرسانی و شیر بخار رسانی متناسب شود . شیر بخار رسانی زمانی قابل کاربرد است که اتوکلاو با بخار بعنوان یک رسانگر استریلیزاسیون پر می شود یا زمانی که برای گرم کردن آب رسانگر استریلیزاسیون از بخار استفاده می شود .
اتوکلاو های کوچک ساده معمولا اتوکلاو های عمودی با سرپوشی در بالا هستند . از طریق سرپوش باز شده اجناسی که باید استریلیزه شوند در اتوکلاو نهاده می شوند . کنسروها معمولا در سبدهای فلزی قرار داده می شوند . سبدها یا یکی یکی یا دسته ای روی یکدیگر در اتوکلاو قرار می گیرند . قبل از شروع استریلیزاسیون ، سرپوش باید محکم به بدنه اتو کلاو بسته شود . اتوکلاو و سرپوش باید برای مقاومت دربرابر فشارهای بالای 0/5طراحی شوند . این نوع اتوکلاو ها برای عملکردهای کوچکتر بسیارمناسب هستند چون به خطوط پیچیده عرضه و ذخیره نیاز ندارند و باید با قیمتهای قابل خرید موجود باشند .
اتوکلاو های بزرگتر معمولا افقی هستند و از طریق یک سرپوش در جلو پر می شوند . اتوکلاوهای افقی می توانند با یک سیستم یک ظرفه یا دو ظرفه ساخته شوند . سیستم های دو ظرفه این مزیت را دارند که آب در ظرف بالایی تا دمای استریلیزاسیون گرم می شود و به طرف پایین ریخته می شود ، زمانیکه آن پرمی شود و به طور محکم بسته می شود با استفاده از یک سیستم دو ظرفه مراقبت گرمایی می تواند فورا بدون گرم شدن طولانی ظرف پردازش شروع شود و آب می تواند بعدا برای استفاده فوری در چرخه استریلیزاسیون بعدی بازیافت شود .
اگر به جای آب ، بخار بعنوان یک رسانگر استریلیزاسیون استفاده شود ، تزریق بخار به اتوکلاو یک ظرفه فورا دمای مطلوب اتوکلاو برای فرآیند را بوجود می آورد .
تکنولوژی بکار رفته دیگر اتوکلاو و چرخشی است که درآنها سبد حاوی قوطی ها طی استریلیزاسیون می چرخد . این روش برای قوطی های حاوی محتوی مایع و نیمه مایع مفید است چون آن یک تاثیر مخلوط کننده اجناس مایع و نمیه مایع ، که به نفوذ فزاینده گرما می انجامد ، را بدست می آورد . فرآیند استریلیزاسیون می تواند کوتاهتر حفظ شود و کیفیت حسی بهتر اجناس تضمین می شود .
در مرحله نهایی فرآیند استریلیزاسیون محصولات باید تا امکان سریع خشک شوند . این عملکرد در اتوکلاو با ریختن آب سرد انجام میشود . تماس آب سرد با بخار باعث می شود که بخار با فشار سریع تقطیر شود و در قرع بچکد . با این وجود فشار زیادی که طی مراقبت حرارتی در قوطی ها ، شیشه ها یا کیسه ها ایجاد میشود ، برای دوره خاصی باقی می ماند . طی این مرحله ، وقتی فشار بیرون کم باشد امافشار درون ظرف هنوز به خاطر دماهای بالای آنجا زیادباشد ، تفاوت فشار ممکن است موجب کجی همیشگی ظروف شود .
بنابراین از تفاوت فشار بالا بین اتوکلاو و فشار گرمایی در ظروف باید اجتنابشود . این معمولا با دمش هوای متراکم به درون اتوکلاو و در مرحله اولیه خنک سازی حاصل میشود . فشار هیدروستاتیک کافی آب سرد افزوده شده نیز می تواند طوری فشار مخالف ایجاد کند که در موارد خاص ، مخصوصا جایی که کنسروهای فلزی بسیار مقاوم استفاده می شوند ، فشار آب بتواند کافی باشد و به هوای متراکم نیاز نباشد . برای تثبیت کنسروهای فلزی ، لبه های تثبیت می توانند به شکل سرپوش ، ته و بدنه ها قالب گیری شوند .
انواع ظروف برای کنسروهای مراقبت شده از نظر حرارتی
ظروف برای مواد غذایی گرم کنسرو شده باید کیپ و محکم بسته شوند تا از آسودگی توسط خردگیاهان زیست محیطی جلوگیری شود . اکثرمحصولات کنسرو شده با حرارت ، در ظروف فلزی ( قوطی ها ) هستند . بقیه در ظروف شیشه ای یا پلاستیکی / آلومینیومی چندلایه بسته بندی می شوند .
اکثر ظروف فلزی کنسرو ها یا قوطی های حلبی که از ورق حلبی درست می شوند ، هستند . آنها معمولا استوانه هستند . با این وجود اشکال دیگری مثل قوطی های مستطیلی یا گلابی شکل نیز وجود درند . ورق حلبی شامل صفحه فولادی است که بطور الکترولیزی در دو طرف با حلب پوشانده می شود . بدنه فولادی معمولا دارای ضخامت 22 % تا mm 28 % می باشد . لایه حلب بسیار نازک است . بعلاوه درون قوطی ها با یک آمیزه مصنوع ترکیبی آستر می شود تا از هر واکنش شیمیایی ورق حلبی با غذای محصور شده جلوگیری شود .
قوطی های حلبی شامل دو یا سه عنصر می شوند . در مورد قوطی های فولادی سه تکه ، آنها متشکل از بدنه و انتها ( ته و سرپوش ) هستند . بدنه از یک قطعه فولاد باریک ، ساخته می شود و دو انتهای آن به شکل استوانه ای به یکدیگر متصل می شوند . قوطی های مدرن القایی متصل می شوند و محل اتصال از درون با یک پوشش باریک برای حفاظت و پنهان کردن درز پوشانده می شود . استفاده از کنسروهای غذایی با سرب متصل شده دهه ها قبل متوقف شد . بنابراین خطر ورود سرب سمی به مواد غذایی کنسرو شده دیگر وجود ندارد .
قوطی های فولادی دو تکه یک سرپوش مشابه قوطی های سه تکه دارند اما ته و بدنه از یک تکه تشکیل می شود که از یک تله فلز مسطح به شکل یک جام قالب گیری می شوند . بخش های جام شکل می توانند کم عمق ( با جدار کناری کوتاه ) یا عمیق ( با جدارکناری بلند ) باشند . با این وجود بلندی جدار کناری از طریق قابلیت قالب گیری پایین فولاد محدود می شود . ( مثلا قوطی تن ماهی mm 52/42 ، قطر جدار کناری = 2/1 )
آلومینیوم اغلب برای کنسروهای کوچکتر و راحت باز شونده استفاده می شود . کنسروهای آلومینیومی معمولا قوطی های دو تکه عمیقی می باشند ، مثلا ، بخش بدنه و ته یک تکه شکل می گیرند و تنها بخش بالایی بعد از عمل پرسازی متصل می شود . مزایای قوطی های آلومینیومی در مقایسه با قوطی های حلبی ظرفیت بهتر عمیق شدن ، وزن کم ، مقاومت در برابر پوسیدگی ، رسانایی حرارتی خوب وقابلیت بازیافت می باشد. آنها کمتر از قوطی های صفحه استیل سفت و سخت هستند اما از آنها گرانتر می باشند .
ظروف شیشه ای گاهی اوقات برای تولیدات گوشتی استفاده میشوند اما به خاطر شکنندگیشان رایج نیستند . آنها از بدنه شیشه ای و سرپوش فلزی تشکیل می شوند . قالب اتصال سرپوش فلزی آستری از مواد مصنوع ترکیبی دارد . سرپوش هایی از طریق یک حلقه لاستیکی روی شیشه کار گذاشته می شوند .
کیسه های قابل قرع ، که ظروفی هستند که یا از مواد ترکیبی چند لایه یا از کاغذهای آلومینیومی چند لا با مواد ترکیبی ساخته شده اند ، از اهمیت فزاینده ای در کنسرو سازی حرارتی غذا برخوردارهستند . تولیدات غذایی تثبیت شده با حرارت چند لا ، لایه برچسبی ای دارند که معمولا PP ( پروپن ) یا پلیمر PP-PE ( پلی اتیلن ) هستند و لایه های برونی معمولا از پلی استر یا نایلون بوجود می آیند . آنها می توانند برای سوسیس های دودی درآب نمک ، ظروف گوشت آماده خوردن و غیره استفاده شوند . برای مثال از کیسه های پلاستیکی چند لای خاص ، پلی استر پلی اتیلن یا پلی آمید / پلی اتیلن می توان ظروف نسبتا محکم معمولا عمیق ساخت . آنها برای تکه های ژامبون دودی یا انواع دیگر گوشتهای کنسرو شده استفاده می شوند. ظروف گرد قوطی مانند کوچک از کاغذ آلومینیوم و پلی اتیلن یا پروین چند لا ساخته می شوند و بطور وسیعی برای مقادیر کم به خصوص مخلوط سوسیس استفاده می شوند . PE و PP درزگیری حرارتی سرپوش ساخته شده از مواد چند لای درون این ظروف ، که بعدا می تواند در معرض مراقبت حرارتی شدید0C 125 یا بالاتر از آن قرارگیرد یآرا میسر می ساز د . یک مزیت ظروف چند لا / کیسه های قابل قرع رسان پذیری حرارتی خوب آنهاست که می تواند بطور قابل توجهی زمان مراقبت حرارتی لازم را کاهش دهد و در نتیجه برای کیفیت حسی محصول نیز سودمند است .
تمیز کردن ظروف قبل از پر سازی
ظروف محکم ( قوطی ها ، شیشه ها ) باز به کارخانه کنسرو گوشت فرستاده می شوند . مثلا با سرپوش جدا . طی انتقال و انبار گردو غبار می توانند درون قوطی ها قرار گیرند که باید قبل از پر سازی قوطی ها از بین بروند . این می تواند تا حد کمی با شستن دستی قوطی ها با آب گرم انجام شود . خطوط تولید صنعتی کنسرو به تسهیلات تمیز کردن با بخار مجهز هستند که در آن سیستم بخار قبل از پر سازی به درون قوطی ها دمیده می شود .
درز گیری قوطی ها
بعد از این که قوطی با ترکیب محصول پر می شود ، قوطی با یک ساختار مکانیکی محکم درز گیری می شود . که درز گیری مضاعف نامیده می شود . درز گیری مضاعف در شکل و حالت نهایی متشکل از سه لایه سرپوش و دو لایه مواد بدنه است . لایه ها باید به طور چشمگیری روی هم قرار گیرند و همه قوس ها باید به شکل مدور باشند تا از شکاف های کوچک جلوگیری شود . هر درز گیری مضاعفی در دو عملکرد واحد حاصل می شود که به عنوان ” عملکرد اول ” ( B و A ) و ” عملکرد دوم ” ( D و C ) حاصل می شوند .
قوطی پوشیده شده با سرپوش در صفحه اصلی ماشین درز گیری قوطی قرار می گیرد . این قوطی در حالی که گیره درز گیر در محل در سرپوش ثابت نگه داشته شده ، بالا برده می شود . فشار به کار رفته برای قوطی از صفحه اصلی می تواند تنظیم شود و باید به قدر کافی قوی باشد تا حرکت هم زمان سرپوش و قوطی با هم را فراهم کند تا مانع از خراشیده شدن محوطه محکم بسته شده شود . در عملکرد اول قلاب سرپوش و قلاب بدنه با غلطیدن به سمت یکدیگر با استفاده از غلتک درز گیری دارای شیار عمیق و نازک به هم قفل می شوند . قلاب بدنه تقریبا موازی با قلاب سرپوش و حلقه سرپوش مجاور یا در تماس با جدار بدنه قوطی می باشد . در عملکرد دوم قلاب های به هم قفل شده با یک غلتک درز گیری دارای شیار پهن و صاف به یکدیگر فشرده می شوند . شیار ها صاف و برطرف می شوند و مواد لاستیکی به طور برابر در درز توضیع می شوند ، بنابراین تمام فاصله های موجود پر می شوند و یک ظرف کاملا بی روزنه و محکم به وجود می آید .
طراحی غلتک های درزگیر
غلتک های درزگیری برای عملکردهای اول و دوم به طور متفاوتی طراحی می شوند تا عملکردهای مربوطه را تسهیل کنند . غلتک درزگیری برای عملکرد اول یک شیار عمیق و نازک دارد تا قلاب بدنه و سرپوش را به هم قفل کند ( با حرکت دادن قلاب ها به سمت یکدیگر ) . غلتک درزگیری برای عملکرد دوم یک شیار مسطح وسیع دارد تا قلاب های به هم قفل شده را به هم پرس کند ( تا درز ها را محکم کند ) . شیار های متفاوت غلتک درزگیری اول و دوم در شکل زیر نشان داده شده اند . عملکرد اول ( غلتک اول ) حرکت دادن قلاب هاست ( قفل کردن آنها به هم ) ، عملکرد دوم ( غلتک دوم ) فشردن شیارها
( درزگیری ) است .
تولیدات گوشتی مناسب برای کنسرو کردن
عملا تمام تولیدات گوشتی کنسرو شده که طی آماده سازی برای مصرف به مراقبت حرارتی نیاز دارند ، برای کنسرو سازی حرارتی مناسب هستند . تولیدات گوشتی ای که هیچ شکل مراقبت حرارتی ای را قبل از مصرف دریافت نمی کنند مثل گوشت خشک ، ژامبون های خام یا سوسیس ها ، طبیعتا برای کنسرو کردن مناسب نیستند چون آنها با فعالیت PH پایین یا فعالیت آبی پایین کنسرو می شوند .
گروه های محصولات
گوشتی زیر اغلب به عنوان محصولات کنسرو شده تهیه می شوند :
← ژامبون های پخته یا گوشت های شانه های خوک
← سوسیس های حاوی آب نمک نوع دودی
←ترکیب سوسیس بولونگا یا نوع سوسیس جگر
←آماده سازی های گوشتی مثل گوشت گوساله نمکی ، گوشت خوک با استخوان
←ظروف آماده خوردن حاوی ترکیبات گوشت مثل گوشت گوساله با آب ،جوجه با مرغ
← سوپ های حاوی ترکیبات گوشتی مثل سوپ جوجه ، سوپ دم گاو
تعریف ارزش F و کاربرد های عملی
نیاز به استریلیزاسیون حرارتی ایمن اما نه بیش از حد مستلزم روش های عملی برای سنجش دقیق میزان مراقبت گرمایی در یافت شده توسط محصول می باشد . برای توسعه چنین روشی حقایق فیزیکی زیر باید در نظر گرفته شوند :
A ) میزان مراقبت گرمایی به کار رفته برای یک محصول آمیزه ای از دو ترکیب است
← دمای مراقبت گرمایی
ؤ زمان مراقبت گرمایی
B ) استریلیزاسیون حرارتی در دمای پایین تر مثل 0C 110 طی زمان 20 دقیقه ای به میزان فشردگی کمتر مراقبت حرارتی نسبت به دماهای بالاتر مثل 0C 117 طی همان زمان20دقیقه می انجامد . به طور مشابه ، هنگام استفاده از دمای یکسان مثلا 0C 117 اما دوره های استریلیزاسیون متفاوت ( مثلا به ترتیب 20 و 30 دقیقه ) دوره استریلیزاسیون طولانی تری باری میزان فشردگی بالاتر مراقبت گرمایی در نظر گرفته می شود .
C ) هنگام استفاده از یا زمان مراقبت حرارتی بالاتر / دمای کمتر یا دمای بالاتر / زمان مراقبت حرارتی کوتاه تر میزان مراقبت گرمایی یکسانی می تواند حاصل شود
( سازگان های متفاوت زمان و دما به تاثیر حرارتی یکسان می انجامد )
وقتی مقیاسی برای میزان مراقبت حرارتی به یک محصول تحمیل می شود ، اصلاح ارزش F ایجاد شده است که نشان دهنده ترکیب زمان مراقبت حرارتی و دمای مراقبت حرارتی می باشد . برای کاربرد های عملی دمای مرجع
121 و دمای مرجع یک دقیقه مبنای بخش ارزش F می باشد . مقدار مراقبت حرارتی انتقال داده شده در0C121 طی یک دقیقه ، ارزش 1-F می باشد .
تعریف
ارزش 1-F = مقدار مراقبت حرارتی در0C121 طی یک دقیقه و به طور مشابه :
ارزش 2 – F =0C 121 طی 2 دقیقه
ارزش 3-F =0C 121 طی 3 دقیقه و غیره
دمای مرجع0C 121 بدین معنی نیست که این دمای پیشنهادی یا بهینه استریلیزاسیون است . برای هر دمای مربوطه دیگر ، میزان مراقبت حرارتی با هر دقیقه می تواند تعیین شود . دماهای پایین تر از0C 121 به ارزش F نسبی هر دقیقه ای کمتر یک می انجامد و دماهای بالاتر از 0C 121 به ارزش F نسبی هر دقیقه بالاتر از یک . برای مراجعه آسان ، ارزش های F مرتبط با دماهای آغاز شده از0C 100 و رجوع به زمان تاثیر حرارت یک دقیقه ای در جدول 1 خلاصه می شود .
مقدار کلی مراقبت حرارتی ( = ارزش F فشرده ) برای یک محصول استرلیزه شده
می تواند با سر جمع کردن / جمع بندی نمودن مقادیر نسبی F به دست آمده طی استریلیزاسیون محاسبه شود . برای این هدف ، دماهای بهدست آمده در یک محصول طی استریلیزاسیون باید در هر دقیقه ثبت شود . اندازه های مجزای دما ( در هر دقیقه ) در نقطه سردی قوطی به یک منحنی دما برای کل فرآیند استریلیزاسیون متشکل از مراحل گرما دهی ، نگهداری و خنک سازی ، می انجامد .
دمای درون ظروف طی مراقبت حرارتی باید در سردترین نقطه یا نقطه حرارتی بحرانی محصول ، که نقطه ای که درآن گرمای انتقال داده شده به پایان می رسد ، سنجیده
شود . این معمولا مرکز ظرف ( قوطی کنسرو ) است ، به جز در مورد مواد مایع داخل آن . این موقعیت همچنین حاکی از این است که بخش های بیرونی محصول کنسرو شده همیشه نسبت به مرکز مقدار بیشتری مراقبت حرارتی دریافت می کند . اما به دلایل ایمنی تولید ، ارزش F فشرده مورد نیاز برای یک محصول باید در نقطه حرارتی بحرانی حاصل و سنجیده شود . بخش های بیرونی محصول همیشه ارزش های F بالاتری دریافت می کنند ، که این یعنی این قسمت ها نسبت به بخش های مرکزی با شدت بیشتری تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند . این حقیقت در کیفیت حسی محصول نقش دارد .فرآیند استریلیزاسیون بنابراین باید به شیوه ای انجام شود که بخش های بیرونی محصول با مراقبت حرارتی بیش از حد کیفیت خود را از دست ندهد و از نظر حالت و فره برای مصرف کنندگان قابل قبول باشند .
دمای مرجع برای تعیین ارزش F ،0C 112 می باشد . در کنسرو کردن تجاری گوشت ، به دلایل کیفیتی ، برای اکثر تولیدات گوشتی به خاطر حساسیت حرارتی آنها دماهای پایین تر از0C 121 به کار می روند . به لحاظ تئوریک ، دماهای بالای0C 100 می توانند برای استریلیزاسیون تولیدات گوشتی استفاده شوند .
با این وجود دماهای نزدیک به0C 100 به ارزش ها خیلی کم F مربوط می شوند که به یک دوره طولانی مراقبت حرارتی نیاز دارند که با ارزش های F فشرده که برای استریلیزاسیون کامل کافی تصور می شود ، برسند . به عبارت دیگر ارزش F مرتبط با دماهای بالاتر از0C 121 یک فرآیند کوتاه مدت استریلیزاسیون را تضمین می کنند . اما این دماهای بالا باید با احتیاط به کار روند چون ممکن است تاثیر منفی روی کیفیت محصول داشته باشند .
تولیدات گوشتی متعددی وجود دارند مثل ژامبون پخته ، گوشت ساندویچی یا گوشت جگر ، که اگر تا دمای داخلی حدود0C 121 گرم شوند از نظر کیفیتی آسیب می بینند . این تولیدات معمولا در دماهای بین 112 و0C 115 استرلیزه می شوند . تولیدات گوشتی دیگر مثل گوشت گاو نمک زده یا تکه های گوشت در آب گوشت حساسیت گرمایی کمتری دارند و می توانند در دماهای بالاتر0C 121 – 118 استرلیزه شوند . دماهایی که باید استفاده شوند به اندازه قوطی ها نیز بستگی دارند و تولیدات جامع در قوطی های سایز بزرگ باید با استفاده از دماهای پایین تر اتوکلاو استرلیزه شوند تا از در معرض دمای بالا بودن بخش های بیرونی برای یک مدت زمان خیلی طولانی جلوگیری شود .
کاربرد مناسب روش ارزش F در استریلیزاسیون حرارتی یک بخش مهم کیفیت محصول است . آن برای همه سایزهای ظرف و انواع تولیدات میسر می سازد الگوی استریلیزاسیون بهینه را تعیین کنند و بین شرایط ایمنی و کیفیتی غذا تعادل بیابند . محاسبه ارزش F فشرده به دست آمده یک محصول
با سنجش دمای محصول طی مراقبت حرارتی با قرار دادن یک ترموکوپل در نقطه حرارتی بحرانی ظرف می توان ارزش F فشرده به دست آمده را تعیین کرد . دمای به دست آمده در نقطه حرارتی بحرانی ظرف در هر دقیقه طی استریلیزاسیون با ارزش F نسبی مطابقت دارد . تمام ارزش های نسبی F به دست آمده از شروع دمای درونی
0C 100 تا زمانی که استریلیزاسیون تمام می شود ، و نیز از شروع مرحله سرد سازی تا زمانی که دمای محصول تا زیر0C 100 کاهش می یابد ، به هم افزوده می شوند . مقدار تمام ارزش های نسبی F ، مقدار F فشرده به دست آمده در محصول می باشد .
لطفا توجه کنید : مهم است که محاسبه ارزش F طی مرحله سرد ساز ( تا زمانی که دمای محصول تا0C 100 کاهش می یابد ) ادامه یابد ، چون ارزش های F طی مرحله اولیه سرد سازی به طور چشمگیری در ارزش کلی F دخیل است . غفلت از این مسئله به استریلیز کردن بیش از حد محصول می انجامد که ممکن است به آسیب های کیفیتی منتهی شود .
تولید محصولات کنسرو شده به طور کامل استریلیزه شده :
محصولات گوشتی کنسرو شده باید از نظر میکروبیولوژیکی ایمن باشند یعنی بیماری زا و مسموم کننده نباشند . این حاکی از آن است که جدا از تمام میکروارگانیزم های ، هاگ ها نیز باید غیر فعال شوند . فرآیند حرارتی از ارگانیزم های شناخته شده بسیار مقاوم در برابر حرارتی استفاده می کند که می توانند فاسد شدگی یا بیماری / مسمومیت غذایی را به عنوان ارگانیزم های مرجع برای یک محصول ایمن و پایدار ایجاد کنند . در صنعت مواد غذایی ، کاتوژن های بسیار مقاوم در برابر گرما ، هاگ های
بولینوم دوکسانان هستند که حداقل ارزش F ، 52/2 برای آنها نیاز است . هاگ های بسیار مقاوم در برابر حرارت مخصوص فاسد کردن ، هاگ های مولد دوکسانان
می باشند که به حداقل ارزش F ،58/2 نیاز دارند .
بر اساس این نظرات میکروبیولوژیکی و با حد ایمنی کافی ، محصولات کنسروی استرلیزه شده باید با ارزش های F ، 5/5 – 0/4 تولید شوند . دماهای قرعی که باید استفاده شوند میتوانند بین 117 و0C 130 متفاوت باشند ( بسته به حساسیت گرمایی محصولات مجزا ) . در دماهای ذخیره سازی0C 25 یا زیر آن می تواند تارخ مصرف چهار ساله حاصل کرد .
در کشورهای گرمسیر ، که دماهای ذخیره سازی ممکن است متجاوز از0C 25 باشد ، محصولات کنسروی خاصی برای شرایط گرمسیر تولید می شوند . در این موارد ، ارزش F فشرده باید تا ارزش F ، 15-12 افزایش یابد ، که ذخیره ایمن تولیدات بی نقص تحت دماهای ذخیره بالای0C 40 را میسر می سازد .
اطلاعات در مورد ارزش F فشرده دقیق یک محصول برای پردازش گرهای تغذیه از اهمیت بسیاری برخوردار است چون :
← آن مراقبت حرارتی مناسب محصول ف در نتیجه اجتناب از عدم پختگی یا پختگی بیش از حد را تضمین می کند .
← آن تعیین شرایط ذخیره سازی محصول را میسر می سازد .
عملا ، محاسبه مکرر ارزش F برای انواع یکسان محصولاتی که در کنسرو سازی کنسرو می شوند لازم نیست . ارزش F می تواند یک بار برای هر گروه تعیین شود تا اندازه ظروف و شدت و زمان مراقبت حرارتی در نظر گرفته شود . اگر این پارامترها ثابت بمانند ، ارزش F طی تولید بعدی ثابت خواهد بود .
استریل بودن تجاری
ارزش های F چهار و بالاتر از آن ، همان طور که برای تولیدات کنسروی کاملا استرلیزه شده بود ، اغلب برای کیفیت اجناس کنسرو شده خاص مضر هستند . بنابراین
تکنولوژی هایی توسعه یافته اند که از یک الگوی استریلیزاسیون کمی کمتر از ارزش F چهار استفاده می کند ، که یعنی تحت شرایط خاص برخی از هاگ می توانند زنده بمانند . به منظور مهار این خطر ، موانع دیگری می توانند برای مهار رشد میکروبیولوژیکی به کار برده شوند . در وهله اول ، نیتریت دودی کننده ماده به مواد گوشتی کنسرو شده بسیاری اضافه می شود به عنوان یک مقیاس یا مانع ایمنی اضافی . نیتریت مانع از رشد هاگ ها می شود . کاهش یافتن فعالیت آبی (a ) به خاطر کاهش یافتن حجم آب یا عوامل کاهنده a ( چربی – شوری پروتئین های غیر گوشتی ) نیز می تواند مفید باشد .
خاصیت اسید محصول ( PH پایین ) مثلا در بسیاری از محصولات گیاهی و میوه ای کنسرو شده ، برای میسر ساختن تعدیل الگوی استریلیزاسیون موثراست ، چون
گونه های دوکسانان زیر PH و 5/4 رشد نمی کنند . با این وجود آن برای محصولات گوشتی کنسرو ده که عملا در زمره محصولات کم اسید ( PH بالاتر 5/5 ) قرار دارند ، قابل کاربرد نیست .
تعریف محصولات استریل از نظر تجاری طبق قوانین مربوط به تغذیه این است :
استریل بودن تجاری مواد غذایی به معنای شرایط به دست آمده با کاربرد حرارت است که مواد غذایی را از میکروارگانیزم های قابل رشد در غذاها در دماهایی که مواد غذایی احتمالا طی توزیع و ذخیره در آن نگهداری می شوند ، آزاد می کنند . معیار قابلیت رشد نکردن در حضور و عدم حضور می باشد .
اجناس استریل از نظر تجاری تولیدات کنسرو شده ای هستند که به خاطر حفظ کیفیت حسی خوب محصول تحت مراقبت حرارتی شدید استریلیزه نمی شوند . پذیرفتنی است که میکروارگانیزم های غیر پاتوژنی به طور کامل غیر فعال نشده باشند اما باید تضمین شود که رشد آنها عملا محتمل نیست چون یک مانع یا بیشتر موانع فوق در محصول وجود دارند .
ویژگی محصولات استریل از نظر تجاری این است که آنها تحت مراقبت حرارتی بوده اند تا همه ارگانیزم های پاتوژنی را از بین ببرند و ارگانیزم های فاسد کننده را تا حدی کاهش دهند که خطری برای سلامتی به وجود نیاورند و کیفیت و قابل قبول بودن یک محصول را کاهش ندهند .
تعیین تجربی و ریاضیاتی ارزش های F
ارزش های F ( در هر دقیقه ) در دمای مرجع0C 121 و بالاتر از آن ، همان طور که در جدول 14 نشان داده شده ، بر اساس تحمل / مقاومت حرارتی میکروارگانیزم های مربوط به کنسرو سازی گوشت / غذا می باشند . به منظور تسهیل کردن این روش ، گونه میکروبیایی تنهایی به نام بوتولینوم دوکسانان ، انتخاب شد که مقاوم ترین میکروارگانیزم پاتوژنی در برابر گرما است . مواد غذایی کنسرو شده در جایی که بوتولینوم دوکسانان غیر فعال می شوند ف از نظر بهداشتی سالم و ایمن است چون می توان فرض کرد که تمام میکروارگانیزم های دیگر مسموم کننده مواد غذایی نیز از بین رفته اند . با افزودن یک حد ایمنی مشخص به مراقبت گرمایی ، بیشتر می توان مسلم گرفت که هر باکتری زنده مسموم کننده غذا نیز غیر فعال خواهد شد .
برای محاسبه ارزش های F مبنی بر بوتولینوم دوکسانان ( ارزش F در هر دقیقه ) پارامترهای دیگر زیر به کار می روند ( که بر اساس نتایج تجربی هستند ) :
ارزش – D = زمان کاهش اعشاری بوتولینوم دوکسانان ، که زمان مورد نیاز در یک دمای مفروض برای کاهش تعداد میکروب 10 درصد از تعداد اصلی آن ( مثلا در0C 121 در زمان تقریبی 12 دقیقه )
ارزش Z نشان دهنده افزایش لازم در دما (0C ) است ، که برای کاهش زمان کاهش اعشاری ( در مثال بالا 12 دقیقه ) تا 10% ( =2/1 دقیقه در این مثال ) لازم است . برای بوتولینوم دوکسانان این ارزش Z ، 0C 10 است ( که برای تمام میکروارگانیزم های دیگر متفاوت است ) .
این حقیقت ارزش Z که برای میکروارگانیزم مرجع بوتولینوم دوکسانان 10 می باشد محاسبات ارزش F را تسهیل می کند . قانون این است که افزایش ها یا کاهش های دما در 0C 10 ارزش های نسبی F را با ضریب 10 ( افزایش / کاهش / اعشاری ) تغییر خواهد داد .
مفهوم – D- 12
آگاهی از میزان کاهش اعشاری بوتولینوم دوکسانان محاسبه حذف حتمی این میکروارگانیزم را میسر می سازد . فرض می شود که دسته ای از کنسروها با یک هاگ بوتولینوم دوکسانان در هر کنسرو آلوده می شود ( که بسیار غیر محتمل است ) . لازم است که استریل کردن به گونه ای باشد که احتمال تنها یک هاگ زنده در یک تریلیون قوطی کنسرو ، یا به عبارت دیگر یک کاهش اعشاری 12 برابر وجود داشته باشد از نظر ریاضیلاتی از بین بردن کامل میکروارگانیزم ها تا صفر نمی تواند ایجاد شود .
زمان کاهش اعشاری بوتولینوم دوکسانان در 0C 121 ، 21 ثانیه است و برای تاثیر دوازده برابر نتیجه min 5/2 = min 21% × 12 می باشد . دوره 5/2 دقیقه ای در
0C 121 معادل ارزش F ، 2/2 می باشد . این ارزش F دو و نیمی ” پخت بوتولینوم ” یا ” مفهوم – D- 12 ” نیز نامیده می شود و نشان دهنده از بین رفتن بوتولینوم دوکسانان تحت شرایط عملی و تجربی است . هنگام به کار بردن قاعده افزایش / کاهش اعشاری فوق در 0C 11 (0C 10 کمتر از 0C 121 ) ، ” پخت بوتولینوم ” تنها بعد از زمان ده
برابر = 25 دقیقه به جای min 5/2 در 0C 121 حاصل می شود