ЗАВИСИМОСТЬ РЕЖИМА СТЕРИЛИЗАЦИИ ОТ СВОЙСТВ МИКРОФЛОРЫ ПРОДУКТА
Скорость отмирания микроорганизмов в консервируемых продуктах при стерилизации зависит от следующих факторов:
Общей численности и видового состава обсеменяющих продукт микроорганизмов;
Химических особенностей продукта — его кислотности, содержания жира и поваренной соли;
Физических особенностей продукта — вязкости, консистенции, теплопроводности;
Температуры и продолжительности нагревания продукта при стерилизации.
Механизм отмирания различных микроорганизмов под действием тепла до сих пор еще недостаточно изучен. Однако большинство исследователей считают, что отмирание микроорганизмов при термическом воздействии наступает в результате коагуляции их белков.
Имеется много данных о том, что факторы, способствующие денатурации белков, оказывают значительное влияние на термоустойчивость бактерий. В частности, кислая реакция среды ускоряет свертывание белков и вызывает снижение термостойкости бактерий. Липоидные компоненты клеток, напротив, защищают белки от денатурации и содействуют повышению термостойкости микроорганизмов. Интенсивность тепловой денатурации альбумина, одного из основных белков, входящих в состав микроорганизмов, зависит от содержания в клетках воды, причем с увеличением содержания воды интенсивность свертывания возрастает, а с уменьшением — снижается.
Тепловая денатурация белка во многом зависит от того, в каком состоянии находится вода в клетках (свободном или связанном). Несмотря на почти одинаковое содержание воды в вегетативных клетках и спорах микроорганизмов, термостойкость последних гораздо больше. Это объясняется тем, что в спорах относительно большая часть воды находится в связанном состоянии. Следует также иметь в виду, что оболочки спор мало гигроскопичны и плохо пропускают воду, так как в них содержатся жировые вещества, что также увеличивает термоустойчивость спор.
Устойчивость спор к нагреванию зависит и от их возраста. Работами А. И. Рогачевой доказано, что молодые споры в возрасте 1 месяца более устойчивы к нагреванию, чем споры 2,5— 3-месячного возраста.
Установлено также, что микроорганизмы обладают максимальной термоустойчивостью в начале стационарной фазы развития; в стадии воспроизведения термоустойчивость постепенно снижается и в период интенсивного размножения становится минимальной.
Успешность стерилизации в значительной степени зависит от количества спор микроорганизмов в продукте: чем больше спор, тем дольше требуется нагревать продукт для их полного уничтожения. В табл. 21 показано время, необходимое для разрушения различного числа спор (по данным Костровой).
Из различных веществ, входящих в состав консервов, наибольшее значение с точки зрения стерилизации имеют свободные кислоты, поскольку в средах с низким pH микроорганизмы отмирают быстрее, а оставшиеся споры развиваются медленнее. Консервы с низким pH более устойчивы в хранении, и для них можно применять более мягкие режимы стерилизации, т. е. их можно
Стерилизовать при более низкой температуре или более короткое время, чем консервы с реакцией среды, близкой к нейтральной.
При производстве рыбных консервов в состав соусов и заливок чаще всего вводят уксусную кислоту. Термоустойчивость спо-
Таблица 21
|
Рообразующих микроорганизмов двух видов в растворах уксусной кислоты различной концентрации (по данным Рогачевой) дана в табл. 22.
Таблица 22
О ® « 512. |
Условия Нагревания |
Конечное число микроорганизмов в 1 мл раствора уксусной кислоты концентрацией, % |
||||||||
Микроорганизм |
5 Й § ^ 5м г, Щ 5 о |
ЯГ А, >> |
К л |
1,5 |
1 ,0 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0 |
Я ^ о » СЗ О, *5 £ СЧ Я X 2 а |
Га О, О |
5 ° 2- х |
PH |
|||||||
1-4 Си О Н О |
Про; Тель Мин |
2,87 |
2 ,87 |
2,9 |
2,9 |
3,0 |
3,13 |
7.0 |
||
Вас. тезег^епсиэ ги - Ьег........ |
12520000 |
100 |
60 |
12 |
11 |
30 |
63 |
88 |
1200 |
|
Вас. Брогс^епеэ. . |
800000 |
100 |
60 |
0 |
0 |
12 |
50 |
68 |
— |
8000 |
Данные табл. 22 показывают, что нагревание при температуре 100° С продукта, содержащего 1% уксусной кислоты, может дать такой же стерилизующий эффект, какой получается при нагревании нейтральных продуктов при температуре 120° С.
Приготовляемые для рыбных консервов томатные соусы независимо от наличия в них уксусной кислоты способствуют понижению термоустойчивости спорообразующей микрофлоры.
В томатной пасте содержатся яблочная и лимонная кислоты, а также в небольшом количестве салициловая кислота, которая является довольно сильным антисептиком. Комплекс этих кислот оказывает довольно сильное влияние на микроорганизмы. По данным ВНИИКОПа, выделенные из томатной пасты остаточные микроорганизмы— Вас. тезегйепсиэ и Вас. виМШв оказались гораздо менее устойчивыми к действию тепла, чем аналогичные виды бактерий, выделенные из рыбных консервов в томатном соусе, в котором концентрация кислот была ниже, чем в томатной пасте.
Во всех рыбных консервах содержится некоторое количество рыбьего жира, а иногда и растительного масла, способствующих повышению устойчивости микроорганизмов к действию тепла.
Повышение устойчивости микроорганизмов в присутствии жиров может быть объяснено тем, что на границе фаз белковая микробная клетка — жир образуется своеобразная защитная пленка, препятствующая увлажнению бактериальных клеток и затрудняющая коагуляцию белков. Стерилизация в таких условиях превращается в обработку микроорганизмов «сухим жаром», к которому они более устойчивы, чем к тепловому воздействию во влажной среде. В табл. 23 показана термоустойчивость спор Вас. mesentericus ruber в воде и растительном масле после нагревания в течение 30 мин при температуре 120 и 130° С (исходное количество спор в 1 мл суспензии было 1 млрд., возраст спор — 2 месяца 10 дней).
Таблица 23
Количество спор, выживших после нагревания при температуре
|
Как видно из табл. 23, в масле споры гораздо лучше переносили нагревание, чем в воде. Аналогичные результаты были получены при опытной стерилизации суспензии спор той же бактерии; суспензия разведена в масляной и томатной заливках, взятых соответственно из консервов «Осетр в масле» и «Лещ в томате».
Присутствие в среде поваренной соли в умеренном количестве также повышает термоустойчивость микроорганизмов, причем наиболее заметно при концентрации соли около 6%. Объясняется это тем, что соль извлекает из клеток некоторое количество воды и тем самым делает их более стойкими к действию тепла. При высоких концентрациях соли (до 16—18%) происходит высаливание белков, что снижает термоустойчивость микроорганизмов. При концентрации соли 1,5—2%, характерной для рыбных консервов, теплоустойчивость микроорганизмов несколько повышается.
Защитное влияние сахара на термоустойчивость бактерий наблюдается лишь при концентрациях его в продукте не менее 10%, причем, как и защитное действие соли, оно объясняется осмотическим выделением воды из клеток микроорганизмов. Небольшое количество сахара в рыбных консервах с томатной заливкой заметного влияния на термоустойчивость бактерий не оказывает.
Исходя из приведенных выше сведений о свойствах микроорганизмов, на практике предъявляют наиболее строгие требования к режимам стерилизации рыбных консервов с масляной заливкой. При условии применения одинаковой тары и одинаковой температуры стерилизации, консервы с масляной заливкой нагревают, как правило, дольше, чем консервы с томатным соусом н натуральные.