Стерилізація як метод консервування товарів

Вищий навчальний заклад Укоопспілки

Полтавський університет економіки і торгівлі

Кафедра комерційної діяльності та підприємництва

         КУРСОВА РОБОТА

з «Теоретичні основи товарознавства»

на тему: «Стерилізація як метод консервування товарів»

Студентки 2 курсу групи ТЕМС-202і

напряму підготови 6.030510

«Товарознавство і торговельне підприємництво

спеціальності «Товарознавство та експертиза в митній справі»

Сергієнко А.С

м. Полтава - 2014 рік

ВСТУП

В даний час питання зберігання набувають важливе економічне <#"818211.files/image001.gif">

Рис. 1.2.1 Схема асептичного консервування рідких і пюреподібних продуктів у дрібній жерстяній тарі

Технологічний процес складається з чотирьох операцій, які відбуваються синхронно і безперервно, а саме:

·    стерилізація продукції методом швидкого нагрівання і охолодження;

·              стерилізація тари і кришок нагрітою парою;

·              асептичне фасування охолодженої стерильної продукції у стерильну тару;

·              закупорювання заповненої тари стерильними кришками в асептичних умовах, створених з використанням насиченої або перегрітої пари.

За цією схемою стерилізація продукції відбувається безперервним подаванням її через теплообмінну систему, де у потоці відбувається нагрівання до температури стерилізації, витримування і охолодження.

Всі операції, зв'язані зі стерилізацією, наповнюванням і закупорюванням, відбуваються за атмосферного тиску у відкритій системі. Потрапляння мікрофлори з повітря запобігається подаванням перегрітої пари.

Аналогічні системи використовують у виробництві і фасуванні майонезу та інших продуктів. Для підтримання асептичних умов під час фасування і закупорювання обладнання для виконання цих операцій у сучасних розробках відокремлюють від приміщення цеху. У таких герметизованих об'ємах доцільно підтримувати невеликий підвищений тиск стерилізованого повітря.

Мікрохвильова стерилізація здійснюється за допомогою струму надвисоких (НВЧ) та ультрависоких частот (УВЧ). Під дією швидкої зміни полярності зовнішнього електромагнітного поля, яке створюється такими струмами, відбувається рух молекул або часток речовин продукту, внаслідок чого продукт швидко розігрівається по всьому об’єму. Такій обробці піддають продукцію, попередньо розфасовану в герметичну тару. Метод може використовуватися для продукції різних видів і агрегатного стану. Тривалість такої обробки складає 30-200 с. За цей час температура сягає 120-130°С.

Також різновидом стерилізації є запропонований у Німеччині метод уперізаціі, що застосовується для консервування молока при нагріванні його до 150 ° С протягом 3 / 4 с, після чого молоко охолоджують. При такій обробці багато вітамінів зберігаються. Уперізація дозволяє отримати молоко без специфічного присмаку кип'яченого абостерилізованого молока; при цьому зберігаються вітаміни С, В1, D.

Переваги високотемпературних методів консервування:

відносна простота, доступність та ефективність обробки;

інактивація власних ферментів сировини та ферментів мікрофлори;

суттєве подовження термінів зберігання продукції через загибель вегетативної і спорової мікрофлори;

підвищення засвоюваності продукту через денатурацію та гідротермічну деструкцію білків, крохмалю, пектинів тощо;

досягнення кулінарної готовності продукції.

Недоліки цих методів:

часткова (іноді значна) руйнація поживних та біологічно активних речовин - вітамінів, амінокислот, барвників, ароматичних речовини та ін.;

зниження харчової цінності продукту за рахунок утворення меланоїдинів, карамелей та інших полімерних сполук, що погано засвоюються;

необхідність індивідуального врахування впливу багатьох факторів при розрахунку режимів обробки для кожного виду продукції;

необхідність поєднання цих методів з герметичним пакуванням для отримання довготривалої стійкості продукції при зберіганні.

1.3 Стерилізатори та загальна схема технологічного процесу стерилізації

Стерилізатор - герметичний пристрій <#"818211.files/image002.gif">

Рис. 1.3.1. Стерилізатор періодичної дії: 1 - стерилізаційна камера; 2 кришка; З - рейки; 4 - корзини з пляшками

Стерилізатор напівнеперервної дії. Стерилізатор тунельного типу напівнеперервної дії (рис. 1.3.2) являє собою прямокутний короб довжиною 11 м, шириною 1 м і висотою до 2 м з напрямними всередині. Застосовується для стерилізації молока в пляшках, що закупорені корончастими кришками. Металеві ящики з пляшками встановлюють на візок 1 з етажерками 2 і по напрямних переміщають в тунелі. На кожному візку в передній частині розміщено металевий щит, розміри якого відповідають перерізу тунелю.

Рис. 1.3.2. Стерилізатор напівнеперервної дії: 1 - візок; 2 - етажерки з пляшками; 3 - вентилятор; 4 - ізоляція; 5 - калорифери; 6 - вентилятори гарячого повітря; 7 - трубопроводи холодної води; 7 - теплообмінники; 8-11 - камери попереднього нагрівання, стерилізації і ступеневого охолодження

Металеві щити утворюють камери, в яких відбуваються певні теплові процеси. Всього утворюється 11 камер. В камерах 1 і 2 молоко нагрівається від 70 до 95 °С шляхом подачі пари з температурою 103 °С, в камері 3, 4, 5 і 6 молоко нагрівається гарячим повітрям до температури 120 °С.

В камері 7 стерилізоване молоко охолоджується до температури 107 °С. Далі ступневе охолодження стерилізованого молока здійснюється в камерах 8, 9, 10 і 11 орошуванням пляшок водою, що надходить з ємностей, які мають перфороване дно.

Під час стерилізації вхід в тунель і вихід з нього закривається шторним затвором. Візки рухаються через тунель за допомогою гідравлічного приводу, котрий періодично, що вісім хвилин припі-товхує візок.

Стерилізатори неперервної дії використовуються двох типів: гідростатичні і роторні.

За конструктивним виконанням автоклави поділяють на:

вертикальні;

горизонтальні.

Горизонтальні і вертикальні автоклави використовують для стерилізації консервів у всіх видах тари.

Залежно від того, за якої температури відбувається стерилізація, консерви стерилізують (пастеризують) у відкритих апаратах за атмосферного тиску або в герметичних з протитиском.

Стерилізація рідин може проходити за двома схемами: з одноступеневим і двоступеневим режимами. За одноступеневою системою продукт стерилізують один раз, а за двоступеневою двічі (спочатку в потоці, а потім у тарі).

У процесі першої схеми рідина проходить теплову обробку до фасування найчастіше в установках пластичного чи трубчастого типу. У зв’язку з короткочасною дією високих температур значних змін у продукті не відбувається і продукт зберігає колір і смак. Даний спосіб широко застосовується у світовій практиці.

Технологічний процес складається із таких послідовних операцій:

приймання сировини та її якісна оцінка;

очищення продукту;

нормалізація;

підігрів до температури 75-80° С;

гомогенізація (20-25 МПа);

стерилізація 2-3с;

Охолодження.

Після цього рідину розливають у підготовлену тару, перевіряють її якість і відправляють для зберігання. Стерилізація відбувається при температурі 130-150°С з витримкою 2-4 с. Після охолодження до 20-22° С рідина подається у буферну місткість, а потім в асептичних умовах її розливають у тару одноразового використання.

Двоступенева стерилізація: при цьому способі попередня стерилізація продукту в потоці та повторна стерилізація фасованого товару у пляшках. Технологія двоступеневої стерилізації така: підігрівання, гомогенізація, попередня стерилізація і охолодження рідини в потоці, проміжне зберігання (у буферному резервуарі), підігрівання рідини перед розливом, її розлив в пляшки та їх закупорювання.

Правильно проведений процес консервування за методом стерилізації залежить від наявності мікроорганізмів і кислотності середовища. Існує пряма залежність якісної стерилізації від кількості мікроорганізмів, що знаходяться в стерилізується.

Адже окремі бактерії із величезної безлічі можуть перенести стерилізацію і не загинути, а згодом швидко розмножуватися. Тому, приступаючи до консервування, слід ретельно перевірити чистоту використовуваного сировини, а також тари (склопосуду, кришки, прокладки тощо) та допоміжного інструменту і пристосувань, необхідного для консервування.

Кисле середовище - природна або штучно створена шляхом додавання в консервовані продукти кислоти гальмує розвиток мікроорганізмів і спор, часом знищуючи їх. Однак кислі продукти (фрукти, вироби з них) і деякі сорти овочевих продуктів, м'ясних страв та ін необхідно стерилізувати при температурі вище 100° С або ж повторювати стерилізацію при 100 В° С кілька разів.

Правильна стерилізація консервованих продуктів має перевагу стосовно інших способів консервування - в них відсутні хімічні консерванти або які-небудь побічні засоби консервування, а термін зберігання цих консервів, причому без помітної втрати якості, досягає декількох років. Тому в урожайний рік можна, без сумніву, зробити запаси на тривалий період, не побоюючись відсутність сировини в роки несприятливих погодних умов.

2. Практична частина

.1 Дослідження методів стерилізації молока та основні її особливості

Залежність температури стерилізації та тривалості її впливу має той же характер, що і при пастеризації. При стерилізації молока знищуються як вегетативні, так і спорові форми мікроорганізмів.

Крім цього стерилізовані продукти набувають певної стійкість при зберіганні. Недоліком стерилізованого молока є те, що його харчова і біологічна цінність нижче, ніж пастеризованого, в результаті впливу високої температури, особливо при тривалому впливі.

З метою підвищення термостійкості молока допускається застосовувати солі-стабілізатори: калій лимоннокислий одноводного по ГОСТ 5538; калій фосфорнокислий двозаміщений по ГОСТ 2493; калій фосфорнокислий двозаміщений харчової по ТУ 113-25-123; натрій лимоннокислий 5,5-водний за ГОСТ 22280; натрій фосфорнокислий двозаміщений по ГОСТ 4172 та інші, дозволені до застосування.

У молочній галузі застосовують два види стерилізації:

тривалу в тарі при температурі 103-125 °С і витримці 15-20 хв в апаратах періодичної, напівбезперервної і безперервної дії;

короткочасну в потоці при температурі 135-150 ° С з витримкою 2-4 с і асептичним розливом у пакети.

Стерилізація молока в тарі буває одне і двоступенева.

При одноступінчастої стерилізації очищене, нормалізоване по жиру і підігріте до 70-75 °С молоко гомогенізують і розливають у скляні пляшки з металевими кришками і прокладками з кронен корки. Закупореній і маркований продукт стерилізують при температурі 110-120 ° С в апаратах періодичної дії (автоклавах) з витримкою при цій температурі протягом 15-25 хв і потім охолоджують до 15-20 С.

Двоступеневий спосіб обробки передбачає стерилізацію молока двічі: попередньо перед розливом і остаточно після розливу.

Попередня стерилізація очищеного, нормалізованого по жиру, гомогенізоване і підігрітого до 85 ° С молока здійснюється в потоці при температурі до 135 ± 2 ° С і витримці 20 с. Після цього молоко охолоджують до 35-40 °С, резервують і розливають у пляшки.

Після їх закупорювання продукт стерилізується в апаратах безперервної дії (гідростатичних стерилізаторах) при температурі 115-120 ° С з витримкою 15-20 хв залежно від місткості пляшки. Потім молоко охолоджують і направляють на зберігання та реалізацію.

Стерилізоване молоко після двоступеневої обробки більш стійке, ніж після одноступінчастої. Однак воно має підвищену в'язкість і знижений вміст вітамінів, ніж молоко після одноступінчастої стерилізації.

Стерилізація молока в потоці здійснюється шляхом нагрівання його в апаратах поверхневого типу (пластинчастих і трубчастих), а також пароконтактного інжекційного («пар в молоко») і інфузійного («молоко в пар») типів з подальшим розливом молока в асептичних умовах у стерильну тару (пакети з полімерного матеріалу).

При стерилізації в потоці молоко очищається, охолоджується і нормалізується по масовій частці жиру. Потім молоко пастеризують при температурі 76 + 2 ° С з витримкою 20 с і охолоджують до 6 ± 2 ° С.

При використанні сухого молока його відновлюють відповідно до діючої технологічної інструкції. Для поліпшення якості продукту, що виробляється на відновленому молоці, рекомендується приготовляти його з суміші з цільним молоком у співвідношенні, що залежить від показників сухого молока.

Перед стерилізацією молока перевіряють його термостійкість. Молоко термоустойчивостью з алкогольної пробі не нижче III групи направляють на стерилізацію. В молоко термоустойчивостью нижче III групи додають солі-стабілізатори в кількості до 0,05% у вигляді водного розчину.

Після внесення солей-стабілізаторів молоко перемішують не менше 15 хв і перевіряють термостійкість. Розчин солей-стабілізаторів вносять безпосередньо перед направленням молока на стерилізацію. Не рекомендується зберігати молоко з добавками солей-стабілізаторів.

Підготовлене для стерилізації молоко попередньо нагрівають до 83 + 2 ° С і направляють в деаератор для видалення з молока не властивих запахів і присмаку. З деаератора молоко температурою 75 ± 2 ° С подається в гомогенізатор, в якому гомогенізується при тиску 22,5 ± 2,5 МПа. Гомогенізоване молоко направляють на стерилізацію. Після стерилізації молоко охолоджують до 20 "С і направляють на розлив.

При виробництві згущених стерилізованих молочних консервів стерилізують нормалізовану гомогенізовану згущену молочну суміш, фасовану в металеві банки № 7. Стерилізацію проводять в автоклавах і стерилізаторах.

Способи і режимні параметри стерилізації молока і молочних продуктів різні й залежать від застосовуваного обладнання.

Харчова цінність молока після стерилізації в потоці (короткочасної) вище, ніж після стерилізації в тарі (тривалої).

При дотриманні режиму в стерилізації молоко після обробки має присмак кип'ятіння і горіховий відтінок смаку, обумовлений утворенням сульфгідрильних груп, які є антиокислювачами і перешкоджають окисленню і прогорканию молочного жиру. Колір молока білий або злегка кремовий.

Допускається незначний відстій вершків, який розчиняється при струшуванні.

2.2 Вивчення методів стерилізації м’ясних та рибних консервів

Стерилізація консервів - це теплова обробка, яка забезпечує повну загибель нетермостійкої безспорової мікрофлори та зменшує число спороутворювальних мікроорганізмів до певного, заданого рівня, достатнього для запобігання псуванню продукту при відповідних температурах зберігання, й гарантує безпечність консервів за мікробіологічними показниками.

Під час стерилізації білки <http://ua-referat.com/%D0%91%D1%96%D0%BB%D0%BA%D0%B8> коагулюють, колаген переходить в глютамін, змінюються органолептичні властивості і зовнішній вигляд консервів.

З м'яса в бульйон переходить частина екстрактивних речовин (їх кількість зменшується) і жиру, руйнується більше половини вітамінів В1, до 10% вітамінів В2 і РР, 20-30% пантотенової кислоти, 10-15% амінокислоти <http://ua-referat.com/%D0%90%D0%BC%D1%96%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B8> аргініну.

Часткове розщеплення білків при стерилізації обумовлює підвищення кількості поліпептидів, амінокислот, аміаку, вуглекислоти, меркаптанів. Вирізняється сірководень <http://ua-referat.com/%D0%A1%D1%96%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%8C> утворює з металом з'єднання у вигляді чорних або синювато-фіолетових плівок сірчистого олова, які не впливають на якість консервів.

Абсолютна стерильність консервів досягається тільки при стерилізації температурою близько 180 ° С. Однак внаслідок небажаних змін смаку, запаху, консистенції, кольору м'яса і втрат поживних речовин продукт стає непридатним для їжі. Тому при обробці консервів підбирають найбільш щадні режими термічної обробки з метою підвищення харчової цінності та забезпечення можливості тривалого зберігання консервів.

Стерилізація парою без протитиску. Цей спосіб можна використовувати для консервів у жерстяній тарі місткістю до 500 см3. Водяна пара при контакті з холодною поверхнею банок конденсується і віддає значну кількість. Тому стерилізацію парою здійснюють лише для консервів у жерстяних банках з невеликою місткістю.

Водночас стерилізація парою створює рівномірніше температурне поле в середині автоклава. Іншою особливістю пари є стала температура конденсації, що дає змогу вести процес стерилізації, регулюючи тиск нагрівальної пари.

Процес стерилізації відбувається так. Корзини, наповнені банками, завантажують в автоклав і подають пару для витискання основної маси повітря з нього. Потім автоклав герметизують. Після видалення повітря закривають випускний та зливний крани.

Темп нагрівання і підтримання температури стерилізації в автоклаві регулюють подаванням пари і спусканням конденсату.

Після закінчення власне стерилізації припиняють подавання пари і для запобігання порушенням герметизації банок поступово, за час , зазначений у формулі стерилізації, випускають з автоклава пару і залишок конденсату. Швидке зниження тиску в автоклаві призводить до розриву банок по поздовжньому шву, порушення герметичності закатних швів на кришках і денцях, утворення «пташок» та ін. Після охолодження і зниження тиску до атмосферного автоклав відкривають і корзини з банками вивантажують.

Можливе охолодження холодною водою (до 40 °С), що подається зверху на банки, в автоклаві перед вивантаженням корзин.

Стерилізація консервів гарячою водою з протитиском

Перед завантаженням корзин з банками в автоклав заливають воду, так щоб вона на 10 - 15 см покривала верхній шар банок. Температура води перед завантаженням корзин із скляними банками має бути лише на 10 - 15 °С вище за температуру продукту. Жерстяні банки можна завантажувати в гарячу воду (70 - 80 °С).

Після герметизації автоклава в нього подають пару і одночасно відкривають випускний кран на кришці автоклава для витиснення повітря. Під час стерилізації періодично (через 15 - 20 хв) видаляють суміш пари і повітря, яке подається знизу автоклава для вирівнювання температури по всьому об’єму автоклава.

Після закінчення стадії нагрівання та власне стерилізації припиняють подавання пари і поступово відкривають кран для подавання в автоклав стисненого повітря і, після витіснення пари, холодної води. Подавання в автоклав холодної води під тиском забезпечує крім охолодження консервів ще й протитиск в апараті. Гарячу воду випускають через зливний штуцер.

Консерви у жерстяній тарі охолоджують з протитиском до температури 40 - 45 °С протягом 20 - 30 хв. Тиск в автоклаві підтримують сталим протягом 10 - 15 хв стадії охолодження, а потім його поступово знижують до атмосферного протягом останніх 15 - 20 хв.

ВИСНОВКИ

На сьогоднішній день процес стерилізації повинен гарантувати мікробіологічну безпеку товару й не викликати суттєвого зниження його якості.

Це можливо при стерилізації до повного знищення тільки нетермостійкої безспорової мікрофлори та зменшення кількості спороутворювальних мікроорганізмів до визначеного рівня.

Стерилізація - метод обробки продукції при температурах понад 100°С.

Цей спосіб широко застосовують для приготування різних видів консервів (м'ясних, рибних, молочних, овочевих), молока. При стерилізації гинуть не тільки мікроорганізми, а й їхні суперечки, що подовжує терміни зберігання продуктів (до декількох років - консерви). Однак при стерилізації знижується харчова цінність продукту, змінюється його смак.

Відповідно до сучасних вимог, головні чинники, які визначають параметри режимів стерилізації:

кількість, видовий склад і властивості мікроорганізмів, які здатні впливати на мікробіологічну стабільність продукції;

теплофізичні властивості продукту, що консервується, і тари, в яку він розфасований;

характер і глибина термічного впливу на харчову цінність консервів.

Переваги високотемпературних методів консервування:

відносна простота, доступність та ефективність обробки;

інактивація власних ферментів сировини та ферментів мікрофлори;

суттєве подовження термінів зберігання продукції через загибель вегетативної і спорової мікрофлори;

підвищення засвоюваності продукту через денатурацію та гідротермічну деструкцію білків, крохмалю, пектинів тощо;

досягнення кулінарної готовності продукції.

Недоліки цих методів:

часткова (іноді значна) руйнація поживних та біологічно активних речовин - вітамінів, амінокислот, барвників, ароматичних речовини та ін.;

зниження харчової цінності продукту за рахунок утворення меланоїдинів, карамелей та інших полімерних сполук, що погано засвоюються;

необхідність індивідуального врахування впливу багатьох факторів при розрахунку режимів обробки для кожного виду продукції;

необхідність поєднання цих методів з герметичним пакуванням для отримання довготривалої стійкості продукції при зберіганні.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.     Бредихін С.А., Космодемгенский Ю. В., Юрин В.Н. «Технология и техника переработки молока» - М. «Колос» 2003 р.;

2.      Власенко В.В. «Технологія виробництва і переробки молока і молочних продуктів» - В. 2000р.;

.        Домарецький В.А., Остапчук М.В., Українець А.І. Технологія харчових продуктів: Підручник: за ред. д-ра техн. наук, проф. А І. Українця. - К.: НУХТ, 2003. - 572 с.;

4.     Пономарьов П.Х., Сирохман І.В. Безпека харчових продуктів та продовольчої сировини. Навчальний посібник. К.: Лібра, 1999.-272с.;

5.      Рудавська Г.Б., Демкевич Л.І. Санітарно-гігієнічна експертиза товарів. Підручник. - К.: Київ. нац. торг.-екон. ун-т, 2003. - 409с.;

.        Рудавська Г.Б., Демкевич Л.І. Мікробіологія: К. Київ. нац. торг. екон. ун-т, 2005 - 407с.;

.        Сирохман І.В., Завгородня В.М. Товарознавство пакувальних матеріалів і тари. К.: ЦНЛ, 2005. - 614 с.;

.        Сирохман І.В., Рудавська Г.Б., Тищенко Є.В. Товарознавство молочних та яєчних товарів. Підручник. К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 2000.-251с.;

9.     Сирохман І.В. Товарознавство продовольчих товарів . Підручник / І.В. Сирохман - К.: Знання, 2012 . - 471 с.;

10.   Товажнянський Л.Л., Бухкало С.І., Капустенко П.О., Арсеньєва О.П., Орлова Є.І. Харчові технології у прикладах і задачах;

11.   Шалыгина Г.А. «Технология молока и молочних продуктов» -М. 1973г.