ČKOG I HEMIJSKOG KONZERVISANJA NAMIRNICA - antimikrobni ...namirnice.vet.bg.ac.rs/001 Studentski folder/New USHIT/3001 MKN... · - antimikrobni parametri-Doc. dr Dragan Vasilev Fakultet

1

Fakultet veterinarske medicine u BeograduKatedra za higijenu i tehnologiju namirnica animalnog porekla

UŽA SPECIJALIZACIJA

HIGIJENA I TEHNOLOGIJA NAMIRNICA

METODE FIZIČKOG I HEMIJSKOG KONZERVISANJA NAMIRNICA

- antimikrobni parametri-

Doc. dr Dragan Vasilev


KONZERVISANJE NAMIRNICA

Zaštita namirnica od kvara

Uzroci kvara:

fizički, hemijski, biohemijski: - enzimski procesi

- atmosferski uticaji

- zagađenje iz spoljašnje sredine

biološki: - fiziološki

- mikroorganizmi

- paraziti

- štetočine


METODE KONZERVISANJA NAMIRNICA

1. Fizičke: - hlađenje

- zamrzavanje

- toplotna obrada

- sušenje, liofilizacija

- pakovanje u vakuumu

- visok hidrostatički pritisak

- zračenje (jonizujuće i UV)

2. Hemijske: - soljenje

- salamurenje

- dimljenje

- atmosfera gasova za pakovanje

- konzervansi

3. Biološke

Fakultet veterinarske medicine - Univerzitet u Beogradu Katedra za higijenu i tehnologiju namirnica animalnog porekla

2


EFEKTI KONZERVISANJA- inhibicija, inaktivacija ili uništavanje mikroorganizama

- usporavanje i zaustavljanje aktivnosti enzima

- usporavanje i zaustavljanje hemijskih reakcija (oksidacija)

- usporavanje i zaustavljanje fizičkih promena (isparavanje ili vezivanje vlage)

ANTIMIKROBNI PARAMETRI

t-vrednost (temperatura hlađenja i zamrzavanja)

pH-vrednost

Eh-vrednost

F-vrednost

aw-vrednost

količina konzervanasa

kGy


Metode konzervisanja i antimikrobni parametri

Metoda konzervisanja Antimikrobni parametarHlađenje t (temperatura)Zamrzavanje t i aw

Pakovanje u vakuumu EhPakovanje u atmosferi gasova CO2

Salamurenje nitriti, aw

Soljenje, sušenje, liofilizacija aw

Dimljenje Fenoli, aldehidi, kiseline, alkoholiFermentacija pH, bakteriocini, etil alkoholKišeljenje pHToplotna obrada F-vrednost, t (temperatura toplotne obrade)

Jonizujuće zračenje kGy


TEMPERATURA

-Niska temperatura - hlađenje (-1 do 7oC; -1 do 4oC)- zamrzavanje (-12oC; -18oC)

-Visoka temperatura - pasterizacija (65 do 85oC)- kuvanje (96 do 98oC)- sterilizacija (110 do 125oC)

F-VREDNOSTJedinica letalnosti postupka toplotne obrade

- pasterizacija: F70> 44- kuvanje: Fo> 0,5- sterilizacija: Fo> 3,0


3


GRUPA Temperatura oC (oF)minimum optimum maksimum

Opseg temperatura rasta mikroorganizama



Geliranje membrane, procesi usporeni, zaustavljen rast

Denaturacija proteina, kolaps membrane, termalna liza

Enzimske reakcije se ubrzavaju

Enzimske reakcije su na maksimumu

Raspon obično oko 30oC

Step

en ra

sta

Uticaj različitih temperatura na rast bakterija


4


Merenje temperature

odnos između ravnotežnog pritiska vodene pare u namirnici (p) i pritiska zasićene pare (ps) pri istoj tempraturi:

aw = p / ps

ili

aw = relativna vlažnost vazduha (%) / 100

aw-vrednost se izražava brojevima od 0 (apsolutno suva matrija) do 1 (destilovana voda).


AKTIVNOST VODE

aktivnost vode ≠ sadržaj vode !!!

Pojedine namirnice mogu imati isti sadržaj vode ali različite vrednosti aktivnosti vode

Voda koja nije vezana za molekule namirnice dostupna je mikroorganizmima

Aktivnost vode pokazuje u kojoj meri je voda strukturno ili hemijski vezana u namirnicama odnosno u kojoj meri je dostupna mikroorganizmima



5

Aktivnost vode zavisi od:Sadržaja vode

Vrste i količine u vodi rastvorljivih materija (soli, šećeri, neproteinska azotna jedinjenja)

Načina vezivanja vode u namirnici (proteini, ugljeni hidrati, dispergovanje vode u emulzijama..)

Snižavanje aktivnosti vode postiže se:

-Sušenjem ili smrzavanjem opada sadržaj vode, a raste omotski pritisak usled povećanja koncentracije rastvorljivih materija

-Soljenjem i dodavanjem drugih materija rastvorljivih u vodi povećava se osmotski pritisak


Hipertonični rastvor voda izlazi iz ćelije

Hipotonični rastvor voda ulazi u ćeliju

Uticaj osmotskog pritiska na mikroorganizme

Hipertonični rastvor Hipotonični rastvor Izotonični

rastvor

Strelice pokazuju kretanje vode putem osmoze


Opseg aktivnosti vode

Mikroorganizmi koji su inhibirani najmanjom aw-vrednošću u ovom opsegu

Namirnice čija je aw-vrednost u ovom opsegu

1,00 – 0,95 Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Klebsiella, Bacillus, Clostridium perfrigens, neki kvasci

Sveža hrana, konzervirano voće, povrće, meso, riba i mleko; hrana koja sadrži prosečno 40 % sukroze ili 7 % NaCl-a

0,95 – 0,91 Salmonella, Vibrio, C. Botulinum, Serratia, Lactobacillus, Pediococcus, neke plesni i kvasci

Neki sirevi, salamureno meso, voćni koncentrati; hrana koja sadrži 55 % sukroze ili 12 % NaCl-a

0,91 – 0,87 Većina kvasaca (Candida, Torulopis, Hansenula), Micrococcus

Fermentisane suve kobasice, suvi sirevi, margarin; Hrana koja sadrži 65 % sukroze ili 15 % NaCl-a

0,87 – 0,80 Staphylococcus aureus, većina plesni (mikotoksinogene Penicillium-vrste), kvasci Saccharomyces spp, Debaryomyces

Suve šunke, većina voćnih koncentrata, zaslađeno kondenzovano mleko, čokoladni sirupi, brašno, pirinač; voćni kolači

0,80 – 0,75 Većina halofilnih bakterija, mikotoksinogene Aspergillus-vrste

Džem, marmelada, marcipan..

0,75 – 0,65 Kserofilne plesni Suvo voće, lešnik, šećerna trska..Hrana koja sadrži prosečno 10 % vode

0,65 – 0,60 Osmofilni kvasci (Saccharomyces rouxii) i neke plesni (Aspergillus chinulatus, Monascus bisporus)

Suvo voće koje sadrži 15-20% vode, med, karamele

0,20 – 0,50 Nije moguće razmnožavanje mikroorganizama Suve testenine, začini, jaja u prahu, mleko u prahu, keksovi, suvo povrće, krekeri

International Conference on Food Safety, 1998



6

Odnos koncentracije soli i aktivnosti vode (Savić, 1969)

NaCl % aw 25oC4,0 0,9765

6,0 0,9637

8,0 0,950110,0 0,936415,0 0,904720,0 0,8702



Podela hrane na osnovu aktivnosti vode

1. Hrana visoke vlažnosti (HMF): aw = > 0,90• Sveže meso: 0,99• Poluproizvodi od mesa: 0,98• Konzerve (F-vrednost), barene i kuvane kobasice, dimljeni proizvodi od mesa,

fermentisane kobasice za mazanje: 0,95-0,98• Grubo usitnjene barene kobasice, mortadela: < 0,95 (< vode, više soli, prot.

dodaci)• Fermentisane polusuve kobasice (pH): 0,90-0,94

2. Hrana srednje vlažnosti (IMF): aw = 0,60-0,90• Suvomesnati proizvodi i fermentisane suve kobasice: 0,80-0,90• Soljena creva i soljene kože: 0,75

3. Hrana niske vlažnosti (LMF): aw = < 0,60• Liofilizovano meso, suva creva, proteinski dodaci: <0,60

aw-metar sa vlaknomPrincip rada zasniva se na rastezanju vlakna koje je izloženo

povećanoj vlažnosti.

Merenje traje 4h

Temperatura merenja 25oC - termostat

Neophodno je baždarenje pomoću zasićenihrastvora čija je aktivnost vode poznata i pripremabaždarne krive radi korigovanja izmerenevrednosti

MERENJE AKTIVNOSTI VODE U NAMIRNICAMA

BAŽDARNA KRIVA

Zasićen rastvor aw – poznate vrednostiKNO3 0,925

BaCl2 0,902

KCl 0,843

K2Cr2O7 0,980

destilovana H2O 1,000



7

MERENJE AKTIVNOSTI VODE U NAMIRNICAMA

aw-metar na principu određivanja tačke rose (dew-point, chilled-mirror)

Princip rada se zasniva na merenju temperature u momentu pojave kondenza (rose) na ogledalu.


Aw-metar na principu kapaciteta senzora (capacitive sensor)

Ovaj uređaj radi na principu promene provodljivosti ili kapaciteta senzora kada apsorbuje vlagu iz uzorka.

Redoks potencijal (Eh) predstavlja meru koja pokazujestepen oksidacije odnosno redukcije u namirnicama

Eh predstavlja tendenciju supstrata da prima elektrone(redukcija) odnosno da otpušta elektrone (oksidacija)

Redukciono sredstvo - otpušta elektrone

Oksidaciono sredstvo – prima elektrone


Redoks potencijal (Eh)

Prenos elektrona sa jednog jedinjenja na drugo

razlika u električnom potencijalu može da se meri i izražava se pomoću Eh vrednosti (mV)

Supstrat u kome dominiraju oksidacioni procesi pozitivne vrednosti Eh

Supstrat u kome dominiraju redukcioni procesi negativne vrednosti Eh



8

Namirnica Eh-vrednostMeso (posle klanja) + 250 mV

Meso (posle skladištenja) - 200 mV

Sir -20 do -200 mV

Konzerve -20 do -150 mV

Namirnice biljnog porekla (voće i povrće)

+300 do +400

Eh vrednosti različitih namirnica


Redoks portencijal zavisi od:- pH-vrednost namirnice- Hemijskog sastava namirnice- Prisustva i međusobnog odnosa reduktivnih (SH-grupe proteina,

sumpor-vodonik, askorbinska kiselina, šećeri) i oksidativinih materija (nitrati i nitriti)

- Parcijalnog pritiska kiseonika- Aktivnosti mikroorganizama

Dodatak nitrata ili nitrita povećava se EhAskorbinska kiselina smanjuje se EhZagrevanje mesa smanjuje se Eh (oslobađanje H2S)Razmnožavanje mikroorganizama smanjuje se Eh (troši se kiseonik)


- Obligatni AEROBI - rastu samo pri POZITIVNIM Eh vrednostima (prouzrokovači površinskog kvara namirnica Pseudomonadaceae, Kvasci, Plesni)

- Obligatni ANAEROBI- rastu samo pri NEGATIVNIMEh vrednostima (Clostridium)

- Fakultativni anaerobi – rastu i pri pozitivnim i negativnimvrednostima Eh (Enterobacteriaceae, Staphylococcaceae)

- Mikroaerofili - rastu u uslovima smanjenog sadržaja O2 i povećanog sadržaja CO2 (Lactobacillus)



9

• Merenje Eh vrednosti


pH-vrednost


Negativni logaritam koncentracije vodonikovih jona

pH = - log [H+] [H+] = 10-pH

• Koncentracija H+ jona u destilovanoj vodi je 0,0000001 (10-7) mola/L

log tog broja je 7; pH = 7

• Promenom pH vrednosti sa 7,0 na 6,0 desetostruko se smanjuje koncentracija vodonikovih jona (OD 10-7 DO 10-6)


Organizam Min. pH Optim. pH Max. pH

Lactobacillus acidophilus

4.0-4.6 5.8-6.6 6.8

Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0

Proteus vulgaris 4.4 6.0-7.0 8.4

Enterobacter aerogenes

4.4 6.0-7.0 9.0

Clostridium sporogenes

5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0

Pseudomonasaeruginosa

5.6 6.6-7.0 8.0

Tolerancija određenih bakterija na pH-vrednost


10


pH vrednost supstrata određuje u velikoj meri koji mikroorgaizmi mogu da se umnožavaju:

Inhibicija rasta proteolitičkih bakterija počinje pri pH < 6,0Potpuni prestanak rasta većine bakterija: pH < 4,0

SVEŽE SIROVO MLEKO 6,5-6,7FERMENTISANA MLEKA IMAJU 4,4-4,0KISELOKOAGULIŠUĆI SIREVI 4,7-4,2ODZRELI SIREVI 5,2-5,4GOVEDINA 5,1-6,2SVINJETINA 5,9-6,1TELETINA 6,0PILETINA 6,2-6,4


Merenje pH vrednosti


11


Tehnologija prepreka (hurdle technology)

-antimikrobni faktori (prepreke) narušavaju homeostazu mikroorganizama

- mikroorganizmi ne smeju da “preskoče” sve “prepreke” koje su prisutne u namirnici

- antimikrobni faktori sprečavaju umnožavanje mikroorganizma, zadržavaju ih u neaktivnom stanju ili dovode do njihovog izumiranja

- koncept “prepreka” ilustruje kompleksnu interakciju između temperature, aktivnosti vode, pH vrednosti i dr. i značajan je za mikrobiološku stabilnost namirnice


12


Hrana spremna za konzumiranje, koja ne podržava rast L. monocytogenes

Proizvodi sa pH ≤ 4.4 ili aw ≤ 0.92 – antimikrobni faktor deluje pojedinačno

Proizvodi sa pH ≤ 5.0 i aw ≤ 0.94 – združeno delovanje dva antimikrobna faktora

P R A V I L N I K O OPŠTIM I POSEBNIM USLOVIMA HIGIJENE HRANE UBILO KOJOJ FAZI PROIZVODNJE, PRERADE I PROMETAPravilnik je objavljen u „Službenom glasniku RS”, broj 72/10


Tehnologija prepreka (hurdle technology)

SHELF-STABLE PRODUCTS (SSP)�Blagi postupak toplotne obrade–preživljavaju spore bacila i klostridija�Dodatni efekat antimikrobnih parametara:aw,pH,Eh

aw-SSP:aw<0,95; 40-50mg/kgnitrita; temperatura u termalnom centru>75oCItalijanska mortadela održivost: do12meseci pri 15-20oC

pH-SSP:pH 5,4-5,6; vakuum pakovanje; temp.80oC;u termalnom centru>72oCGelderseeroockworst; održivost do7dana pri 25oC; nekoliko mesecipri 15-20oC

F-SSP:Fo>0,5; pH<6,5; aw<0,97;nitriti do 150mg/kgBarene kobasice, kuvane kobasice, shelf-stable canned cured meats


Documents

ČKOG I HEMIJSKOG KONZERVISANJA NAMIRNICA - antimikrobni ...namirnice.vet.bg.ac.rs/001 Studentski folder/New USHIT/3001 MKN... · - antimikrobni parametri-Doc. dr Dragan Vasilev Fakultet