Новые технологии в стерилизации продуктов

Население земли ежегодно увеличивается на (примерно) 83 млн. человек и при этом тенденция к росту будет сохранятся, даже не смотря на возможное снижение уровня рождаемости. Такой факт выдвигает серьезные требования к производству безопасных продуктов питания, в них не должно быть наличия микроорганизмов (бактерии, грибы, вирусы, прионы) и их спор.
Уничтожение микроорганизмов в продуктах питания достигается применением различных технологий стерилизации - термических воздействий, химических, радиационных, фильтрационных методов и других.

Первым методом стерилизации была термо обработка. Технология позволяла существенно снизить риски инфекционных заболеваний и увеличивать продолжительность жизни и трудоспособного возраста и поэтому данная технология стала широко применяться к обработке консервированных продуктов в герметичной таре. Для этих целей был изобретен автоклав, оборудование позволяющее нагревать продукты внутри герметичной таре, в результате чего погибают патогенные микроорганизмы в продукте. Это позволило значительно увеличить сроки годности продуктов без применение холодильных камер.

Технологии не стоят на месте и современные тенденции направленные на здоровое питание приводят ученых к разработке новых методов сохранения продуктов, без воздействия на них тепла, химических веществ. Потребитель хочет получать продукт с максимальным содержанием питательных и полезных веществ, без изменения органолептических показателей. Для производителя же стоит цель сохранить этот продукт максимально возможное время и безопасным для употребления. Даже с применением различных методов стерилизации и сохранения продуктов, в наше время выбрасывается около 30% произведенных продуктов питания.
К перспективным нетепловым методам стерилизации продуктов питания относится воздействие высоким давлением и ионизирующим излучением (воздействием радиации).

Радиационная стерилизация пищевых продуктов

Радиационная стерилизация используется широко, более чем в 60 стран мира. Она сокращает потери при транспортировке и хранении плодов и овощей, увеличивает сроки хранения более 80 видов пищевых продуктов (мясные, рыбные и ряда других).
Облучение пищевых продуктов осуществляется гамма-лучами (с радиоизотопом Со-60 или цезия-137), электронными пучками (высокая энергия до 10 МэВ) или рентгеновскими лучами (высокая энергия до 5 МэВ).
Такое воздействие энергетическими волнами приводит к генерированию частиц, которые потом химически воздействуют на основные биомолекулы (ДНК, РНК, мембранные липиды, белки, углеводы) бактерий и других патогенов и вредителей, вызывают их смерть или размножение.

В итоге пищевая продукция (продукты питания, напитки) приобретает целый ряд положительных эффектов:
* задержку созревания плодов;
* предупреждение прорастания зерновых и овощных культур;
* уничтожение паразитов, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, что дает возможность повысить безопасность пищевой продукции и увеличить сроки ее годности.

Но у такого подхода есть свои сложности, например, при использовании ионизирующей радиации для полного уничтожения микроорганизмов необходимо применение больших доз в силу высокой радиоустойчивости патофлоры. В данном случае возможны ухудшения естественной цветовой гаммы продуктов, появление неприятного «привкуса облучения», ухудшение органолептических свойств продуктов и т.д.

Хотя разработаны некоторые возможности ослабления отрицательного действия высоких доз облучения на качество пищевых продуктов, эта проблема еще не решена окончательно. Поэтому этот метод применяется ограниченно.

HPP - обработка пищевых продуктов высоким давлением

Обработка пищевых продуктов высоким давлением (HPP) является перспективным направлением. Антибактериальный эффект высокого давления впервые был выявлен в 1899 г. на молоке - обработка молока давлением в 450 МПа увеличила срок его хранения до 4 суток. С 2007 г. метод широко используется перерабатывающими компаниями.

Для технологии HPP нет ограничений в размерах, формах продуктов, поэтому она применяется для обработки многих видов еды: мясо, морепродукты, овощи, фрукты и сок.
Преимущества данной технологии в том, что она сохраняет вкусовые и питательные свойства продуктов, увеличивает сроки годности без добавления химикатов и нагрева. Это экологически чистая технология.

На степень инактивирования патогенной флоры влияют:
* характеристики продукта (содержание соли, водная активность и pH),
* режим обработки (величина давления и температуры).
HPP воздействует на клеточном уровне - при сжатии разрушаются внутриклеточные вакуоли, разрушающих клеточные стенки и цитоплазматическую мембрану.
Метод обработки высоким давлением действует по всему объему продукта, мгновенно и равномерно, без ограничений по размерам и формам обрабатываемых продуктов. Воздействие не нарушает структурную целостность продукта, он не деформируется и не разрывается.
Применяются разные комбинации воздействия: стерилизация при высоком давлении и низкой температуре (производство мясных полуфабрикатов), стерилизация при ультравысоком давлении и повышенной температуры (производство соков), замораживание и размораживание при высоком давлении, фильтрование при высоком давлении.

HPP применяется при консервации жидких, полутвердых, твердых продуктов с высоким и низким-средним содержанием влаги, упакованных под вакуумом (колбасы, сыровяленые, вареные мясные продукты, сыры, морепродукты, маринованные продукты, соусы), твердых продуктов с высоким содержанием влаги в пластиковых бутылках, стаканчиках, пакетах (фруктовые джемы, мармелад, компоты, пюре, молочные продукты, фруктовые и овощные соки, биоактивные напитки) и др.
По данной технологии обрабатывается упакованный продукт. При высоком давлении (6000 бар) объем продукта и упаковки временно уменьшается на 15%, но при сбросе давления восстанавливается.

Поэтому упаковка для HPP должна быть эластичной, способной передавать давление, допускать уменьшение объема до 19% без потери целостности. Хорошо подходят пластиковые бутылки, пакеты, чашки и лотки из ПЭТ, ПЭ, ПП и EVOH (или их комбинаций) из-за их хороших водонепроницаемых свойств и гибкости. Стеклянная, металлическая консервная тара, картонные упаковки не предназначены для такой обработки в силу их необратимой деформации или разрушения при сжатии.

Изостатическое давление, которое находится среди технологий НРР, может уменьшить отходы, которые выбрасываются при размораживании. Оно сжимает продукт так, что происходит стерилизация любых грибков. Другими словами, он не нуждается в последующей обработке, и вы можете сэкономить свой бюджет.

Основным направлением обработки HPP в наше время является обработка морепродуктов и других деликатесов. Связано это с тем, что стоимость оборудования высокая и массового распространения еще не получила. Но данный вид обработки является очень перспективным, т.к. позволяет получать продукты питания без применения консервантов и тепловой обработки.
В ближайшее время мы постараемся представить Вашему вниманию сравнение использование классического автоклава (стерилизатора) с технологией HPP.

Следите за нашими новостями и статьями!