50330 image 2 (2)

Stanisław Zmarlicki

ciepłooporne. Im większe jest „stężenie” drobnoustrojów w danym środowisku, tym więcej jest w nim komórek starych, odznaczających się najwyższą ciepło-opornością. W konsekwencji, tym dłuższy jest czas ogrzewania w danej temperaturze letalnej, potrzebny do osiągnięcia wymaganego poziomu wyjałowienia takiego środowiska. Innym czynnikiem decydującym o ciepłoopornośei jest zawartość wody w komórkach drobnoustrojów. W miarę odwodnienia komórek rośnie ich oporność cieplna, co w pewnym sensie tłumaczy wyższą ciepłoopor-tiość przetrwału i kó w bakteryjnych, w porównaniu z formami wegetatywnymi. Drobnoustroje rozwijające się w naturalnym środowisku, typowym dla danego gatunku, są bardziej ciepłooporne niż wyhodowane w laboratorium na sztucznym podłożu.

Miarą ciepłoopornośei drobnoustrojów jest czas dziesięciokrotnej redukcji ich liczby w danej temperaturze letalnej (czyli czas potrzebny do zmniejszenia wyżej wymienionej liczby o 90%, a zatem o jeden cykl logarytmiczny). Czas ten, oznaczany literą D, jest jednocześnie miarą szybkości „reakcji” niszczenia drobnoustrojów, analogicznie do stałej k szybkości reakcji chemicznych I rzędu. Przy czym, im mniejsza jest wartość D, tym większa jest szybkość reakcji niszczenia mikroorganizmów i tym niższa jest ich ciepłooporność. Aby móc porównywać ciepłooporność różnych drobnoustrojów, uznano za celowe posługiwanie się wartościami D wyznaczonymi dla umownie przyjętych, porównawczych wartości temperatury letalnej, nazywanej temperaturą odniesienia. Tak wyznaczone wartości D oznacza się symbolem D_r. Dla niszczenia przetrwalników bakteryjnych przyjęto temperaturę odniesienia 121,1 °C, a dla form wegetatywnych drobnoustrojów - 65,6°C. Symbole D przyjęte dla tych wartości temperatury mają następującą postać: Z)_|2| , i Z) ₆. Znajomość D_r dla danego drobnoustroju daje możliwość obliczenia wartości D w innej temperaturze letalnej, pod warunkiem, że znana jest wartość z wyznaczona z wykresu przedstawionego na rysunku 5.1, obrazującego zależność między D i temperaturą ogrzewania. Z wykresu tego wynika, że z oznacza taką różnicę temperatury, która powoduje dziesięciokrotną zmianę wartości Z), czyli o jeden cykl logarytmiczny. Wartość z można obliczyć, znając współczynnik temperaturowy przyspieszenia reakcji O_|0, który informuje ilokrotnie wzrasta szybkość reakcji przy podniesieniu temperatury o 10°C:

10

log 0

(1)

10

Wartość z, podobnie jak współczynnik temperaturowy szybkości reakcji Q_]0, jest więc miarą zależności szybkości reakcji niszczenia drobnoustrojów (D) od temperatury. Szybkość reakcji cieplnego niszczenia drobnoustrojów gwałtownie wzrasta przy wzroście temperatury (wysoki Q_w tj. około 100, czyli niskie z, na

Jednostki

czasu

Rysunek 5.1. Wykres ilustrujący prostoliniową zależność log D od temperatury T (D - czas dziesięciokrotnej redukcji drobnoustrojów w określonej temperaturze letalnej, z-różnica temperatury powodująca dziesięciokrotną zmianę D)

przykład około 5 dla form wegetatywnych bakterii chorobotwórczych). Natomiast szybkość reakcji chemicznych jest znacznie mniej wrażliwa na zmiany temperatury (niski Q , tj. około 3, czyli wysokie z, tj. około 21). Wynika stąd niezwykle ważny dla praktyki wniosek, a mianowicie: celowe jest stosowanie do niszczenia drobnoustrojów możliwie jak najwyższej temperatury, gdyż wraz ze wzrostem temperatury gwałtownie rośnie szybkość reakcji niszczenia drobnoustrojów. Innymi słowy gwałtownie maleje ich ciepłooporność Z) i można drastycznie skrócić czas ogrzewania potrzebny do ich zniszczenia. Natomiast znacznie wolniej rośnie wtedy szybkość reakcji chemicznych, szkodliwych dla jakości produktu spożywczego.

W przypadku pasteryzacji żywności o pH > 4,6 ważna jest znajomość wartości D₍₎. ₆ i wartości z, dla drobnoustroju krytycznego. Drobnoustrojem krytycznym dla procesu pasteryzacji tego rodzaju żywności jest forma wegetatywna najbardziej ciepłoopornej bakterii chorobotwórczej, dla której istnieje potencjalne ryzyko występowania w danym surowcu i która musi być zniszczona podczas obróbki cieplnej, aby zapewnić bezpieczeństwo zdrowotne końcowego produktu. Innymi słowy, pod kątem tego drobnoustroju musi być ustalona minimalna dawka cieplna, zapewniająca kompletną jego inaktywację, stosując takie parametry ogrzewania, które nie mają negatywnego wpływu na cechy sensoryczne i wartość odżywczą produktu.