image 1 (3)

Stanisław Zmarlicki

Skuteczność cieplnego niszczenia drobnoustrojów w żywności zależy w bar-dzo dużym stopniu od jej czynnej kwasowości, czyli stężenia wolnych jonów wodorowych, wyrażonego jako pH. Wartość pil żywności mieści się w dość szerokich granicach -- od około 2,6 (np. niektóre owoce cytrusowe) do około 7,0. Rozróżnia się pod tym względem następujące rodzaje żywności:

@ żywność niekwaśna lub mało kwaśna (o pH > 4,6);

® żywność kwaśna (o pH 4,0-4,6);

. sa żywność bardzo kwaśna (o pH < 4,0).

W przypadku żywności niekwaśnej i mało kwaśnej pasteryzację stosuje się wówczas, gdy istotną sprawą jest nie tylko całkowite zniszczenie wegetatywnych form bakterii chorobotwórczych, ale jednoczesne zachowanie walorów sensorycznych produktu. Przy stosunkowo wysokim pH takiej żywności, oporność cieplna niektórych grup drobnoustrojów utrzymuje się na zbyt wysokim poziomie, aby mogły one ulec inaktywacji podczas pasteryzacji. Mianowicie: nie ulegają zniszczeniu przetrwalniki bakteryjne i w większości także ciepłooporne bakterie nieprzetrwal-nikujące. Musi być zatem zapewniona odpowiednio niska temperatura przechowywania tego rodzaju pasteryzowanej żywności (np. < 6°C dla mleka pasteryzowanego). Chodzi bowiem o to, aby nie dopuścić do rozwoju wyżej wymienionych cie-płoopomych bakterii, a w szczególności wykiełkowania przetrwalników i rozwoju mezofilnych bakterii chorobotwórczych {Clostridium hotulinum i Clostridiumper-fringens). Jednak nawet w warunkach chłodniczych długość okresu trwałości takiej żywności jest ograniczona i uwarunkowana liczbą oraz szybkością kiełkowania przetrwalników bakterii psychrotrofowych, a także czasem generacji powstałych form wegetatywnych tych bakterii. Pewne znaczenie ma także liczba i aktywność ciepłoopornych bakterii psychrotrofowych nieprzetrwalnikujących, które przeżyły proces pasteryzacji. W niektórych przypadkach okres trwałości pasteryzowanego produktu może być wydłużony poprzez dodatkowe jego utrwalenie inną metodą, na przykład poprzez suszenie, zagęszczenie, mikrofiltrację, peklowanie (np. szynka konserwowa, w której azotyny i niska temperatura przechowywania bliska 0°C wykluczają kiełkowanie C. botulinum). Natomiast te rodzaje żywności niekwaśnej i mało kwaśnej, dla których wymagana jest nieograniczona trwałość mikrobiologiczna w temperaturze pokojowej, muszą być poddawane procesowi sterylizacji (np.: konserwy warzywne, mięsne, rybne, mleko UHT).

W przypadku żywności bardzo kwaśnej (soki owocowe, marynaty) pasteryzacja powoduje zniszczenie wszystkich drobnoustrojów, w tym także przetrwalników bakteryjnych, dzięki współdziałaniu bakteriobójczego działania wysokiego stężenia jonów wodorowych i odpowiednio dobranych parametrów ogrzewania. Stosując zatem pasteryzację, osiąga się w tym przypadku taki sam efekt, jaki zapewnia proces sterylizacji, czyli praktycznie nieograniczoną trwałość mikrobiologiczną produktu w temperaturze pokojowej.

Także w przypadku żywności kwaśnej (np. pomidory w soku pomidorowym, morele lub gruszki w zalewie) pasteryzacja może zapewnić utrwalenie podobne do tego, jakie uzyskuje się w wyniku sterylizacji, pod warunkiem, że występuje dodatkowy czynnik utrwalający, na przykład zagęszczenie lub dodatek regulatora kwasowości.

Podstawy teoretyczne

Warunki niszczenia drobnoustrojów podczas ogrzewania

Niszczące działanie ciepła na drobnoustroje polega na denaturacji ich białek enzymatycznych oraz DNA. Poszczególne gatunki i szczepy różnych grup drobnoustrojów wykazują znaczne różnice w ciepłooporności. Dotyczy to zarówno form wegetatywnych, jak i przetrwalników bakteryjnych. Na ogół większość form wegetatywnych mikroorganizmów może być zniszczona poprzez łagodną obróbkę cieplną, na przykład kilkanaście sekund w temperaturze 72°C. Niektóre bakterie psychrofilne przystosowane do życia w wodzie morskiej o temperaturze 4°C ginąjuż w temperaturze 30°C. Zagotowanie niszczy prawie natychmiast wegetatywne formy drobnoustrojów, natomiast przetrwalniki bakteryjne giną dopiero po: kilkudziesięciu minutach lub kilku godzinach ogrzewania w temperaturze 10()°C, kilkunastu minutach w temperaturze 115-120°C lub kilku sekundach w temperaturze 130-145°C.

Z czynników środowiskowych największy wpływ na ciepłooporność drobnoustrojów wywiera stężenie jonów wodorowych. Maksimum ciepłooporności wykazują drobnoustroje w środowisku obojętnym (pH bliskie 7), w miarę zaś obniżania pH ciepłooporność dość szybko spada. Fakt ten jest szeroko wykorzystywany w produkcji niektórych konserw warzywnych, których jakość uległaby znacznemu pogorszeniu, stosując sterylizację w normalnych warunkach. Natomiast dzięki zakwaszeniu (np. ogórki w zalewie octowej) można osiągnąć ich jałowość, stosując pasteryzację w temperaturze do 100°C. Gdyby nawet jakiś przetrwalnik przeżył taką pasteryzację, to przy pH poniżej 4,0 nie jest on zdolny do kiełkowania i rozwoju. Już przy pH poniżej 4,6 tracą zdolność kiełkowania przetrwalniki wybitnie toksynotwórczego gatunku C. botulinum. W środowisku o pH powyżej 7, na przykład podczas czyszczenia urządzeń roztworem ługu sodowego, ciepłooporność drobnoustrojów również wyraźnie spada.

Do innych czynników zewnętrznych, działających ochronnie na drobnoustroje w czasie ogrzewania, należą: duża zawartość tłuszczu, białka i cukru oraz podwyższone ciśnienie osmotyczne. Sól kuchenna w małych stężeniach działa ochronnie, w większych - obniża ciepłooporność. Ciepłooproność zależy również od wieku drobnoustrojów. Młode komórki wegetatywne i młode przetrwalniki są mniej