dr hab. Jarosław Bystroń

Chłodzenie i mrożenie żywności.

Oddziaływanie niskich temperatur na drobnoustroje.

Minimalna, optymalna i maksymalna temperatura wzrostu drobnoustrojów

-------------------------------------------------------------------------------------------

Grupa mikroorganizmów	Temperatura (^0C)
		minimalna	optymalna	maksymalna
Psychrofile	-5 - 5	12 - 15	15 - 20
Psychrotrofy	-5 - 5	25 - 30	30 - 35
Mezofile	5 - 15	30 - 45	35 - 47
Termofile	40 - 45	55 - 75	60 - 90

Minimalna temperatura wzrostu wybranych drobnoustrojów

Temperatura (^0C)	Wybrane drobnoustroje
10	Bacillus, Cl. Botulinum A, B
7	Proteus, Escherichia
5	Micrococcus, Citrobacter, Salmonella
3	Cl. Botulinum E
2	Lactobacillus sakei, L. curvatus, Leuconostoc
0	Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila,
- 4	Pseudomonas fluorescens, P. putida
- 5	Flavobacterium, Moraxella, Acinetobacter
- 6	Pseudomonas putrefaciens, P. fragi
- 12 - 18	Cladosporidium, Fusarium, Penicillium

Patogenne drobnoustroje psychrotrofowe: Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, Cl. Botulinum E

Bakterie gnilne tlenowe psychrotrofowe: Pseudomonas, Flavobacterium, Moraxella, Acinetobacter

Bakterie względnie-beztlenowe psychrotrofowe (powodujące zepsucie produktów mięsnych pakowanych próżniowo lub MAP): Lactobacillus, Leuconostoc, Aeromonas hydrophila.

Chłodzenie

- przechowywanie żywności w temperaturze 0 - 4⁰C

W miarę obniżania temperatury ulega zwolnieniu tempo przemiany materii, co prowadzi do wydłużenia czasu generacji drobnoustrojów → spowolnienie procesu mikrobiologicznego zepsucia żywności (gnicie, jełczenie, fermentacja) → wydłużenie trwałości żywności

Czas generacji wybranych rodzajów bakterii

Temperatura (^0C)	Bakterie	Czas generacji (min.)
38 30 22 14	→ → Escherichia coli →	22 33 96 400
20 8 0	→ Pseudomonas sp. →	77 240 1200

Czynniki wpływające na długość przechowywania żywności w warunkach chłodniczych:

A. Czynniki zewnątrzśrodowiskowe:

- temperatura,

- wilgotność

- ruch powietrza,

- skład gazów nad przechowywanym produktem (warunki tlenowe lub beztlenowe - pakowanie próżniowe, w zmodyfikowanej atmosferze),

- ciśnienie (ma wpływ, ale tylko przy wykorzystaniu bardzo wysokiego ciśnienia hydrostatycznego rzędu kilku tysięcy atmosfer - technologia wysokociśnieniowa HPT- High Pressure Technology)

B. Czynniki wewnątrzśrodowiskowe:

- pH żywności,

- aktywność wodna (wody) - a_w,

- potencjał elektrochemiczny (redox) - Eh,

- skład chemiczny produktu,

- rodzaj i charakter mikroflory,

- stopień rozdrobnienia produktu,

- wstępne zanieczyszczenie mikrobiologiczne produktu.

Wpływ wilgotności względnej i temperatury powietrza na trwałość mięsa wołowego

Wilgotność względna powietrza (%)	Dzień wystąpienia objawów zepsucia podczas przechowywania w temperaturze:
		4 ^0C	2 ^0C	0 ^0C
100	5	7	8
90	6	9	18
80	8	17	23

Wstępne zanieczyszczenie mikrobiologiczne surowców mięsnych

Kryteria określające poziom zanieczyszczenia powierzchni tusz zwierząt rzeźnych.
Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1441/2007 w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych.

Bydło, owce, kozy, konie
	Zakres do przyjęcia
Ogólna liczba drobnoustrojów żywych	< 3,5 log/cm^2
Liczba pałeczek jelitowych (Enterobacteriaceae)	< 1,5 log/cm^2

Trzoda chlewna
	Zakres do przyjęcia
Ogólna liczba drobnoustrojów żywych	< 4,0 log/cm^2
Liczba pałeczek jelitowych (Enterobacteriaceae)	< 2,0 log/cm^2

Wpływ a_w na drobnoustroje

Zmiany składu mikroflory (%) tuszek drobiowych podczas wychładzania i przechowywania chłodniczego

Drobnoustroje	Ilość w stosunku do ogólnej liczby bakterii
		w dniu 0	po 12 dniach
Pseudomonas	45 %	92 %
Acinetobacter	20 %	4,5 %
Flavobacterium	13 %	poniżej 1 %
Aeromonas	1,5 %	1,5 %
Enterobacteriaceae	3 - 4 %	1 - 2 %

Mrożenie żywności

Tempo zamrażania z zastosowaniem różnych metod mrożenia:

1. zamrażanie ultraszybkie - ponad 10 cm/h

- zamrażanie małych produktów w ciekłym azocie lub

ciekłym dwutlenku węgla

2. zamrażanie szybkie - 1 - 10 cm/h, w zamrażarkach fluidyzacyjnych lub płytowych

3. normalne zamrażanie - 0,3 - 1 cm/h, ma miejsce w większości tuneli

zamrażalniczych

4. zamrażanie powolne - 0,1 - 0,3 cm/h, spowodowane zbyt wolnym obiegiem

powietrza lub zbyt dużym rozmiarem zamrażanego produktu

Ze względów technologicznych i trwałościowych (inaktywacja mikroflory - szok termiczny) lepsze jest zamrażanie szybkie - powstają drobne kryształki lodu (w przypadku mrożenia wolnego duże), które w mniejszym stopniu uszkadzają tkankę mięśniową.

W czasie mrożenia szybkiego 70% mikroflory ulega śmierci bezpośredniej - giną w czasie 24 godz. od rozpoczęcia zamrażania, a pozostały odsetek (ale nie wszystkie- część przeżywa) ulega śmierci opóźnionej - giną w czasie przechowywania w stanie zamrożonym. W czasie mrożenia wolnego proporcje te są odwrotne.

Przyczyną śmierci drobnoustrojów w czasie mrożenia są:

- kryształki lodu mechanicznie uszkadzające komórki bakteryjne

oraz

- różnica stężeń osmotycznych pomiędzy komórką mikroorganizmów, a otaczającym zamrożonym środowiskiem.

Mrożenie to obniżenie a_w żywności,

np. a_w surowego mięsa w temp. +1⁰C = 0,99

- 20⁰C = 0,82

- 30⁰C = 0,74

Podział drobnoustrojów ze względu na ich wrażliwość na proces mrożenia:

1. przeżywające proces zamrażania, przetrzymywania w stanie zamrożonym i

rozmrażania. Należą tu przetrwalniki bakterii, grzybów oraz niektóre bakterie

gram-dodatnie - gronkowce, paciorkowce.

2. przeżywające zamrażanie, ale wymierające wraz z wydłużaniem się czasu przechowywania w stanie zamrożonym - należy tu większość bakterii gram-dodatnich.

3. wrażliwe na zamrażanie i przetrzymywanie w stanie zamrożonym - są to głównie bakterie gram-ujemne, których tempo wymierania uzależnione jest od wyjściowej liczebności, typu mrożenia i czasu przechowywania w stanie zamrożonym.

4. ginące zawsze w czasie mrożenia - należą tu pierwotniaki, które ze względu na dużą zawartość wody w komórkach szybko wymierają w ujemnych temperaturach.

Żywność w stanie zamrożonym (w tzw. chłodniach składowych) przetrzymujemy w temperaturze poniżej możliwości wzrostu pleśni, która wynosi -18⁰C.

Czynniki wpływające na długość przechowywania mięsa w stanie zamrożonym:

- zawartość tłuszczu (ulega jełczeniu - autooksydacji) - z tego względu trwałość półtusz wieprzowych wynosi ok. 1 roku, a wołowych 2 lata,

- temperatura przechowywania,

- ruch powietrza,

- stopień rozdrobnienia,

- stosowanie opakowań, osłon (glazurowanie) chroniących przed wysychaniem i jełczeniem.

---