Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az élelmiszertartósítási eljárások mikrobiológiai alapjai (általános irányelvek) 1.Az élelmiszerekben leggyakrabban előforduló mikroorganizmusok 1.1. Baktériumok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az élelmiszertartósítási eljárások mikrobiológiai alapjai (általános irányelvek) 1.Az élelmiszerekben leggyakrabban előforduló mikroorganizmusok 1.1. Baktériumok."— Előadás másolata:

1 Az élelmiszertartósítási eljárások mikrobiológiai alapjai (általános irányelvek) 1.Az élelmiszerekben leggyakrabban előforduló mikroorganizmusok 1.1. Baktériumok 1.2. Élesztők, penészek 2. A mikrobaszaporodás és termékképzési kinetika alapjai 2.1. A szaporodás törvényszerűségei 2.2. Primer anyagcseretermékek 2.3. Szekunder anyagcseretermékek 3. A romlásos jelenségek megakadályozása az élelmiszeriparban 3.1. Szaporodásgátlás Hűtés, fagyasztás Vízaktivitás csökkentéses tartósítás (sózás, szárítás, liofilezés) Tartósítás szelektív mikrobagátló szerekkel Védőkultúrák alkalmazása Kombinált eljárások 3.2. Mikrobapusztítás hőkezeléssel, hőelvonással Pasztőrözés, sterilezés A „gyors előhűtés” mikrobapusztító hatása

2 Eltarthatóság növelése ELTARTHATÓSÁG NÖVELÉSE FIZIKAI KÉMIAI HŐMÉRSÉKLET VÍZELVONÁS BESUGÁRZÁS HŰTÉS FAGYASZTÁS HIDEG MELEG PASZTŐRÖZÉS STERILEZÉS SZÁRÍTÁS FAGYASZTVA SZÁRÍTÁS UV-, GAMMA SUGÁRZÁS (PASZTŐRÖZÉS, STERILEZÉS) SÓZÁS PÁCOLÁS SAVANYÍTÁS FÜSTÖLÉS KONZERVÁLÓ ANYAGOK

3 Az élelem alapvető szükségletünk: a világ mai népességének napi élelmiszerfogyasztása 10 millió tonna. Civilizációnk az élelmiszer-ellátástól függ, ami a mezőgazdasági és halászati tevékenységen alapszik. De: a nyersanyag előállítása és az élelmiszer- fogyasztás térben és időben egyre inkább elkülönül, ami veszteségekkel jár: Világátlagban az élelmi anyagoknak legalább egynegyede veszendőbe megy ma is. (FAO)

4 Ma már a világ népességének 45 %-a városiasodott környezetben él és a városi lakosság aránya rohamosan nő re várhatóan 26 nagyvárosban lesz a lakosok száma 10 millió felett. Ma egy ekkora nagyságú város – mint Sao Paulo, Mexico City vagy Tokyo – ellátásához legalább 6 millió tonna élelmiszerre van szükség.

5 „Modern” igények: »Fogyasztók:biztonságos biztonságosabb biztonságosabb frisebb frisebb „természetesebb” „természetesebb” nem szezonális nem szezonális „kényelmesebb „kényelmesebb »Energia-szükséglet feldolgozásé feldolgozásé szállításé szállításé tárolásé tárolásé »Demográfiai változások »Globalizálódás

6 EUROCAFT, 2001 december IRÁNYVÁLTÁS: TECHNOLÓGIATERMÉKJELLEMZŐK helyett TERMÉKJELLMEZŐKTECHNOLÓGIA Szimptomatikus megközelítés helyett a mechanizmusok és tulajdonságok megértése és rendszerszemlélet: „food processing”„food manufacturing” ehhez INTERDISZCIPLINÁRIS ÉLELMISZER- ANYAGTUDOMÁNYI KUTATÁS SZÜKSÉGES Összhangban a széles értelemben véve funkcionális élelmiszer- komponensekre optimált technológiák iránti igényekkel. AZ ÉLELMISZERTUDOMÁNY ÉLETFONTOSSÁGÚ ANYAGTUDOMÁNY ÉS EREDMÉNYEINEK GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁSA AZ ÉLELMISZER- FOGYASZTÁS RÉVÉN ÉLETMINŐSÉGÜNK EGYIK MEGHATÁROZÓ RÉSZE!

7 Az ember ősidők óta megkísérli az élelmiszerereit eltarthatóvá tenni. (Az élelmiszerek veszteség-csökkentése mindig is többet jelentett, mint az effektív közvetlen megtakarítás). Évezredek- évszázadok folyamán kialakult élelmiszertartósítási módszereink: –vízelvonás (szárítás, sűrítés, sózás) » fagyasztás –hűtés –pácolás, füstölés, hagyományos tartósítószerek –fermentálás, savanyítás –hőkezelés Tudományos alapjaik a kialakításuk folyamán nem voltak ismeretesek: –előbb volt élelmiszertartósítás, mint élelmiszeripar –előbb volt élelmiszeripar, mint élelmiszertudomány

8 A tartósítási módszerek fejlesztésének ösztönzői: –nyersanyag-termelés szezonalitása –urbanizáció –utazások –hadsereg igénye –ipari forradalom:technikai fejlődés

9 Megvalósíthatóságot (alkalmazási potenciált) befolyásoló tényezők TECHNOLÓGIAITECHNIKAI EGÉSZSÉGÜGYI termék-ártalmatlanság munkaegészségügy környezetre gyakorolt hatás GAZDASÁGI (beleértve ENERGIAIGÉNY) INFRASTRUKTURÁLISPÉNZÜGYIPOLITIKAISZOCIÁLISPSZICHOLÓGIAI

10 Az ipar és kutatás válaszai (I) Kíméletesebb kezelés, „láthatatlan” feldolgozottság (minimal processing) módosított légtér-összetétel (sous-vide) termékek. Enyhe behatások kombinálása (hurdle concept) A célirányos technológia a kívánatos tulajdonságokat a legkevésbé károsító. DE: elkerülendő a stressz-adaptáció! ÉS A MIKROBIOLÓGIAI BIZTONSÁG? „… a (mikrobásan) szennyezett élelmiszer talán a legelterjedtebb egészségügyi problémája mostani világunknak és egyik jelentős oka a csökkent gazdasági termelőképességnek…” (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Safety, 1984)

11 Az ipar és kutatás válaszai (II) Természetes antimikrobás anyagok Természetes antimikrobás anyagok Illóolajok Illóolajok Baktericidek Baktericidek Nem-termikus fizikai tartósítási technológiák: Nem-termikus fizikai tartósítási technológiák: Ionizáló sugárzásos Ionizáló sugárzásos Nagy hidrosztatikus nyomás Nagy hidrosztatikus nyomás Pulzáló nagyfeszültségű elektromos mező Pulzáló nagyfeszültségű elektromos mező

12 Az élelmiszerszennyeződés folyamata Staph. aureusSalm. typhi Shigella Vibrio cholerae Cl. perfingens E. coli Vírusok ÜRÜLÉK EMBER SZŐRZET, SÉRÜLÉSEK, CSEPPFERTŐZÉS ÉLELMISZER VÍZ ÁLLAT TALAJ Salmonella fajok Campylo baktériumok BrucellaVírusokParaziták Cl. botulinum Cl. perfingens Bac. cereus Gombák

13 TOXIN-KIBOCSÁTÁS ÁTVITEL PATOGÉN CSÍRÁKRA Többek között: Botulinum, Staph. aureus-, Afla toxinok, Patulin Pl: többek között Salmonellák, Clostridiumok ILLATVÁLTOZÁSÍZVÁLTOZÁS Pl: penészedés miatt Pl: penészképződés miatt BIOGÉN AMINOK ELŐÁLLÍTÁSA MIKROBIOLÓGIAI HATÁSOK LÁTHATÓ SZAPORODÁS Pl: Histaminon kívül egyéb fehérjékből való képződés Gyakran a felső rétegen penészfertőzöttség ELSZINEZŐDÉSÁLLAGVÁLTOZÁS FeS, oxidoredukciós f. és pH válzozások Emulgeátorokból és gélképzők beépítéséből GÁZKÉPZŐDÉSpH-VÁLTOZÁS H 2 S, CO 2, H 2 többek között Clostridiumok, ragasztószivárgások, élesztők által Eltarthatóságra történő befolyás (Wallhäuser, 1990)

14 Élelmiszerromlás áttekintése Változások a küllemben, színben, szerkezetben, összetételben, illatban, ízben Semmi változás, de mégis undorkeltő KÉMIAI, FIZIKAI, BIOKÉMIAI MIKROBIOLÓGIAIBIOLÓGIAI Technológia Baktériumok, élesztők és penészek enzimei Kártevők Szennyeződés Mérgező anyagok képződése Paraziták Tartósítószerek okozta átalakulás Levegő OKAI HATÁSAI

15 A mikroorganizmusok szaporodásának és termékképzésének fázisai t= idő,{x1}= primer anyagcseretermék konc., lg N= mikrobaszám logaritmusa, {x2}= szekunder anyagcseretermék konc., NO= a kezdeti mikrobaszám

16 Az élelmiszerekben előforduló patogén mikroorganizmusok főbb csoportjai 1. Vírusok 2. Baktériumok 2/a. Gram negatív Campylobacter jejuni/colienterotoxin Pseudomonas aeruginosaendotoxin Patogén E. coliendotoxin „shiga-like”- verotoxin Shigellaendotoxin Shiga-exotoxin Salmonella endotoxin enterotoxin Citrobacterexotoxin Klebsiellaendotoxin enterotoxin Yersiniaplasmid kódolt virulencia, enterotoxin Vibrio cholerae/parahaemolyticus tetrotoxin enterotoxin

17 Az élelmiszerekben előforduló patogén mikroorganizmusok főbb csoportjai 2/b Gram pozizívok Staphylococcus aureus enterotoxinok + Stacinek Bacillus cereusko-toxin (hőlabilis), enterotoxin Clostridium botulinumA-G neurotoxinok Clostridium perfingens(tip. A.) enterotoxin-exotoxin Listeria monocytogenes/ivanovii endotoxin, exotoxin Erysipelothrix endotoxin Mycobacterium tuberculosis 3. Protozoák

18 Mikrobák csoportosítása hőmérséklet- igényük szerint Min.Opt.Max. Psychrophil (psychrotroph) 0+5 Psychrotolerans Mesophil Thermotolerans Thermophil455565

19 Mikrobiológiai veszélyzónák növekedése VESZÉLYZÓNA (5-60°C) TESTHŐMÉRSÉKLET SZOBAHŐMÉRSÉKLET HŰTŐSZEKRÉNY- HŐMÉRSÉKLET minimuma

20 Egyes élelmiszerekben előforduló termofil baktériumok Genusz Fajok megnevezése Optimális hőmérséklet (°C) Előfordulás Bacilluskaustophilus60-65tej coagulans65-70tej stearothermophilus65-70cukorfeldolgozás Clostridium különböző jellegűek 60bélflóra thermoaceticum60élelmiszer thermosaccharolyticum60élelmiszer nigrificans60 erjesztő folyamat (Wallhäuser, 1990)

21 A mikroorganizmusok túlélési görbéje, állandó hőmérsékleten, zárt rendszerben t = idő, lgN = a mikrobaszám logaritmusa, D = tizedelési idő lgN ΔlgN = 1 D t TDT (thermal death time) steril = 10-12D τ (min) > 6D félkonzerv τ (min) > 9D konzerv TDP (thermal death point) = az adott mikroorganizmus 10 perc alatt elpusztul TDP élesztő, penész: 60-80°C TDP vegatatív bakt. sejt:70-85°C TDP baktérium spóra: °C

22 F T (°C) τ (min) Z α Hőpusztulási görbe Z és F értéke τ = pusztulási idő, T = hőkezelési hőmérséklet, lg τ = pusztulási idő logaritmusa F = hőpusztulási idő standard hőmérsékleten Z érték = megmutatja, hogy hány °C-al kell emelni a hőmérsékletet ahhoz, hogy a pusztulási idő 1/10-ed részére csökkenjen. F O érték = a termékre jellemző mikroorganizmus teljes pusztulási ideje 121,1 ° C hőmérsékleten. lg τ B*=a csírapusztítás hatékonysága C*=Hőlabilis hasznosanyag tartalom inaktiválódása TDT vagy X D tgα=1/Z

23 A hőmérséklet alakulása erőteljes konvekcióval melegített folyadékban, és az abban alaktartó szilárd élelmiszerben a hőkezelési idő függvényében T k = hőátadó közeg hőmérséklete, T l = a konzervben levő folyadék hőmérséklete, T df = a szilárd részek felületi hőmérséklete T dc = a szilárd részek hidegpontjának hőmérséklete t = idő, T = hőkezelési hőmérséklet t (min) T( °C) TkTk TlTl T df T dc TkTk H TlTl T df T dc

24 Hunister OHS – 3 típusú, osztott hidrosztatikus sterilező vázlatos felépítése 1-első vízoszlop; 2-nyomás alatti első tér; 3-második vízoszlop; 4-gőztér; 5-szállítólánc; 6-serlegek; 7-készülékfal; 8-hajtóműmotor egység; 9-lánckerék; 10-kezelőpódium; 11-lánckerekek; 12- nyomásstabilizáló

25 Hőpenetrációs görbe időbeli alakulása t = idő, T = hőkezelési hőmérséklet, T k = hőátadó közeg hőmérséklete, T t = A hidegpont hőmérséklete T t (min) HS M TkTk TtTt

26 A sterilezési hőmérséklet spórapusztító és minőségcsökkentő hatása CONV = hagyományos, HTST = rövid idejű magas hőmérsékletű hőkezelés CONV HTST 9 D-mezofil spórák Kémiai barnulás Táplálóérték csökkenés 9 D-termofil spórák Hőmérséklet (°C) másodperc

27 Néhány patogén és indikátor mikoorganizmus, valamint az enterovírusok hőkezeléssel szembeni ellenállóképességének összehasonlítása (MOSSEL, 1997)

28 Élelmiszerek ipari rendszerű fagyasztása A termékminőség sikeres megőrzését befolyásoló tényezők: Alacsony ( °C) hőmérsékleten csökken a biokémia reakciók sebességi állandója. Például a 20°C-os gyümölcsöt -20°C-ra hűtve a reakciósebesség kb. 1/80-ra redukálódik. Alacsony ( °C) hőmérsékleten csökken a biokémia reakciók sebességi állandója. Például a 20°C-os gyümölcsöt -20°C-ra hűtve a reakciósebesség kb. 1/80-ra redukálódik. A víztartalom döntő hányada jéggé alakul át, a maradék oldat koncentrációja megnövekszik, erősen csökken a szubsztrát vízaktivitása.  a gyors hőelvonást tűrő mikrobák és a maradék enzimek többségének működése erősen gátolt. („felfüggesztett életet élnek”) A víztartalom döntő hányada jéggé alakul át, a maradék oldat koncentrációja megnövekszik, erősen csökken a szubsztrát vízaktivitása.  a gyors hőelvonást tűrő mikrobák és a maradék enzimek többségének működése erősen gátolt. („felfüggesztett életet élnek”) Nyersanyag érettség, fejlettségi és mikrobiológiai állapotától, továbbá komplex minőségétől. Nyersanyag érettség, fejlettségi és mikrobiológiai állapotától, továbbá komplex minőségétől.

29 Pre-rigor állapotban, elektromos stimuláció után, -36°C-os levegőben fagyasztott marhafelsál –szelet hőmérsékleti viszonyai (°C) közvetlenül a -20 °C-os tárolás előtt Negyedelt marhahús fagyasztása során felvett hőmérsékleti görbék

30 Fagyasztás típusai „gyorsfagyasztott” 5-20 cm/h „gyorsfagyasztott” 5-20 cm/h a szövetszerkezettel rendelkező termék a maximális kristályképződési tartományban, legtöbb esetben -1 és -5° között (ahol a víz túlnyomó része kifagy) gyorsan (néhány perc vagy max. 5-8 óra alatt) lehűl, illetve ezen a hőmérsékletzónán viszonylag rövid idő alatt áthalad. középgyors1-5 cm/h középgyors1-5 cm/h lassú0,1-1 cm/h lassú0,1-1 cm/h

31 A fagyasztási sebesség hatása a sejtszerkezetre a c b Halhús sejtszerkezete a) nem fagyasztott b) gyorsan fagyasztott c) lassan fagyasztott Jégkristályok alakulása növényi szövetekben (a két felső sorban a lassú fagyasztás, az alsó sorban a gyorsfagyasztás hatása látható

32 Fagyasztott édesvízi halak tárolhatósági időtartama a hőmérséklet függvényében Tárolási hőmérséklet (°C) Növényevő halhús Ponty halhús Relatív nedvességtar- talom (%) Tárolási idő hónapokban min Tárolási idő napokban min. 60 Ha alacsonyabb a víz igen intenzíven kiszublimál a felső szövetrétegekből

33 Zöldségek optimális tárolási hőmérséklete normál hűtőtárolás estén Torma (24 H) Torma (24 H) Takarmánykáposzta (3H) Takarmánykáposzta (3H) Metélőhagyma (6h) Metélőhagyma (6h) Petrezselyem (6h) Petrezselyem (6h) Zöldség (8h) – Bimbóskel (1H) – Póréhagyma (3H) – Spenót (2h) – Zöldség (8h) – Bimbóskel (1H) – Póréhagyma (3H) – Spenót (2h) – Fokhagyma (6-7H) – Galambbegysaláta (4h) – Kel (3H) – Zöldségzöld (8N) Fokhagyma (6-7H) – Galambbegysaláta (4h) – Kel (3H) – Zöldségzöld (8N) Karfiol (2-3h) – Brokkoli (2h) – Karalábé (2h) - Hónapos retek levél nélkül (6h) Karfiol (2-3h) – Brokkoli (2h) – Karalábé (2h) - Hónapos retek levél nélkül (6h) leveles (1h) – Retek (1-4H) – Hagyma (8H) – Vörös-kelkáposzta (6-7 H) leveles (1h) – Retek (1-4H) – Hagyma (8H) – Vörös-kelkáposzta (6-7 H) Gomba (1h) – Fejessaláta (1-2h) – Rebarbara (3h) – Gomba (1h) – Fejessaláta (1-2h) – Rebarbara (3h) – Cikória(4h) – Zeller(3-5H) Cikória(4h) – Zeller(3-5H) Sárgarépa (5-6H) – Spárga (2h) Sárgarépa (5-6H) – Spárga (2h) Cékla (4-6H) - Burgonya (8H) Cékla (4-6H) - Burgonya (8H) Cukkini (1-2h) – Uborka (10-14N) – Paprika (3h) Cukkini (1-2h) – Uborka (10-14N) – Paprika (3h) Paradicsom ¾ érettségű (1-2 h) Paradicsom ¾ érettségű (1-2 h) Padlizsán (2h) – Tök (3H) Padlizsán (2h) – Tök (3H) Levegő relatív páratartalma 90-95%, N = nap, h = hét, H = hónap °C°C°C°C °C°C°C°C

34 Néhány élelmiszerkárosító mikroorganizmus minimális szaporodási hőmérséklete SINELL szerint Faj, ill. nemzetség Minimális szaporodási hőmérséklet, °C Patogén, ill. potenciálisan patogén Bacillus cereus Staphylococcus aureus S. aureus, enterotoxin képzés Vibrio parahaemolyticus Enteropatogén E. coli Clostridium botulinum A típus Pseudomonas aeruginosa Salmonella fajok Clostridium perfingens Cl. botulinum E típus és néhány B és F típusú törzs FusariumPenicillium ,

35 Néhány élelmiszerkárosító mikroorganizmus minimális szaporodási hőmérséklete SINELL szerint Faj, ill. nemzetség Minimális szaporodási hőmérséklet, °C Index- és indikátorcsírák E. coli Klebsiella fajok Enterobacter fajok Streptococcus faecalis Romlást okozók Bacillus subtilis Streptococcus faecium Lactobacillus fajok Pseudomonas fluorescens „Achromobacter” fajok Bacillus psychrophilus Bacillus insolinus Élesztők12 +0 –

36 A felületi mintavételezések lg. átlagos élősejtszám adatai/cm 2 (n=240) Tárolási idő (óra) lgN Utótárolás: +5C Hagyományos hűtés Utótárolás: +2C Hagyományos hűtés Gyors előhűtés

37 Szalagos gyorsfagyasztó berendezés 1- szalag; 2 – elpárologtató; 3 - szalagmosó

38 Cseppfolyós nitrogénnel működő fagyasztó működési elve 1 – szállítószalag; 2 – permetezési szakasz; 3 - ventilátorok

39 Spirálvezetésű hosszú szalagos gyorsfagyasztó berendezés 1 – bevezetőszalag; 2 - fagyasztódob; 3 – kivezetőszalag; 4 – elpárologtató; 5 – ventilátor; 6 – szalagmosó; 7 - ventilátor


Letölteni ppt "Az élelmiszertartósítási eljárások mikrobiológiai alapjai (általános irányelvek) 1.Az élelmiszerekben leggyakrabban előforduló mikroorganizmusok 1.1. Baktériumok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések