MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2013 EVA SLADKÁ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin Mikrobiální kontaminace masného výrobku před sterilací Diplomová práce Vedoucí práce: MVDr. Olga Cwiková, Ph.D. Vypracovala: Bc. Eva Sladká Brno 2013

3 ZADÁNÍ PRÁCE

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. V Brně dne: Podpis diplomanta:

5 PODĚKOVÁNÍ Děkuji paní MVDr. Olze Cwikové, PhD. za cenné rady, bezchybnou spolupráci a odborné vedení při zpracování této diplomové práce. Poděkování patří též panu Ing. Bronislavu Smolkovi.

6 ABSTRAKT Cílem předkládané práce Mikrobiální kontaminace masného výrobku před sterilací bylo zaměřit se na vnitřní a vnější faktory ovlivňující mikrobiální kontaminaci suroviny. Vnitřní faktor, který má zásadní vliv na úroveň mikrobiální kontaminace je složení výrobků. Byly porovnávány a mikrobiologicky analyzovány dva výrobky o odlišném složení. Z vnějších faktorů je zásadní příprava hlavní suroviny pro výrobu masných konzerv. Byla porovnávána mikrobiální kontaminace suroviny chlazené různými způsoby. Získané výsledky byly statisticky zpracovány. Byly vyhodnoceny jednotlivé vlivy a jejich podíl na mikrobiální kontaminaci výrobků před sterilací. Klíčová slova: chlazení, masné konzervy, mikrobiální kontaminace, termosterilace, složení výrobku. ABSTRACT The aim of the thesis on Microbial contamination of meat product before heat sterilization was to concentrate on intrinsic and extrinsic factors of microbial contamination of the studied raw material. The key intrinsic factor, which predetermines the level of microbial quality is the product composition. Two product with different compositions were microbiologically analyzed. The most important extrinsic factor is a production of the main component for production meat canned products. Conditions and microbial contaminations of different methods of cooling were compared in this thesis. Then the results of monitored conditions and microorganisms were evaluated. Various factors and their effects on microbiological quality before heat treatment were compared. Key words: cooling, canned meat products, microbiological contamination, sterilization, product composititon

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Konzervace potravin Historie konzervace potravin Základní princip konzervace Konzervační metody Vylučování mikroorganismů z prostředí Přímá inaktivace mikroorganismů (abióza) Termosterilace Překážkový efekt (Hurdle effect) Mikrobiální rozklad potravin Původci mikrobiálních změn Bakterie Plísně Kvasinky Viry Druhy kažení konzervovaných potravin Plynuprosté kysnutí konzerv Mikrobiální rozklad tuků Bombáže konzerv Hnití Typy masových konzerv Masné produkty vhodné pro konzervování Sterilovaná hotová jídla Druhy konzerv Pravé konzervy Polokonzervy Výroba masových konzerv Příprava obalů Obaly v konzervárenství Základní suroviny pro výrobu masových konzerv... 28

8 Maso Voda Sůl Koření Zpracování suroviny Plnění a zavírání konzerv Tepelné opracování D hodnota Q 10 hodnota F hodnota z-hodnota (teplotní citlivost) Činitelé ovlivňující termosterilaci Vlhkost prostředí Kyselost prostředí Složky potravin Výchozí koncentrace mikroorganismů Doba působení tepla Proces sterilace Prostup tepla do konzerv Tvorba sterilačního režimu Sterilace v autoklávu Chlazení Skladování a kontrola konzerv Posuzování sterilovaných konzerv Termostatová zkouška Vliv na nutriční složky během termosterilace Vady konzerv Snížení jakosti suroviny nebo nedodržení postupu výroby Porušení obalu Reakce obalu s náplní Nepřesné tepelné opracování Nesprávné chlazení Poškození obalu... 47

9 3.11 Systém HACCP pro výrobu sledovaných výrobků MATERIÁL A METODY Materiál Použité přístroje Příprava laboratorních pomůcek Stanovované skupiny mikroorganismů Stanovení celkového počtu mikroorganismů Stanovení počtu E.coli a koliformních bakterií Stanovení počtu enterokoků Stanovení počtu plísní a kvasinek Odběr vzorku Zpracování vzorků Vyjádření výsledů kultivace Statistické metody VÝSLEDKY A DISKUZE Chlazení tepelně opracovaného masa CPM u tepelně opracovaného masa chlazeného 1. způsobem CPM u tepelně opracovaného masa chlazeného 2. způsobem Porovnání mikrobiální kontaminace dvou výrobků před sterilací Celkový počet mikroorganismů Počet enterokoků Počet koliformních bakterií Počet E.coli Počet plísní a kvasinek ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 83

10 1 ÚVOD Objem výroby sterilovaných výrobků od minulého století stále klesá, rozvíjely se modernější technologie, jako například chladírenské či mrazírenské. Nyní jsou i tyto metody konzervace na ústupu, trendem jsou spíše čerstvé potraviny nebo minimálně zpracované, příkladem mohou být inteligentní obaly, modifikovaná atmosféra apod. Sterilační záhřev je totiž obecně méně šetrný k nutriční i senzorické kvalitě produktu. Trvanlivost konzerv a podmínky skladování jsou velmi příznivé a žádná z jiných konzervačních technik se termosterilaci nevyrovná, přesto se předpokládá v budoucnu pokles objemu výroby. Tradiční výrobky, mezi které patří i námi sledované výrobky, budou stále patřit mezi sortiment konzervovaných produktů. Inovaci lze očekávat na poli obalových materiálů, výrobky se budou častěji balit do odlehčených obalů s easy open systémem. I přesto, že konzervované výrobky (pravé konzervy) podléhají sterilačnímu záhřevu, tedy zajišťují minimálně obchodní sterilitu, je nutné věnovat velkou pozornost výběru kvalitních surovin a eliminovat pomnožení mikroorganismů během celého procesu výroby. Při vysoké mikrobiální kontaminaci výrobku před sterilací totiž hrozí, že sterilace nebude účinná. Absolutní snížení počtu mikroorganismů po dané době zahřívání je totiž závislé na jejich výchozím počtu. Výrobek pak v tomto případě nemusí vyhovovat požadavkům na obchodní sterilitu. Dalším možným rizikem vysoké mikrobiální kontaminace surovin mohou být senzorické změny výrobku způsobené pomnožením mikroorganismů, tyto změny se sterilačním záhřevem neskryjí, naopak více vyniknou. 12

11 2 CÍL PRÁCE Cílem teoretické části diplomové práce s názvem Mikrobiální kontaminace masného výrobku před sterilací bylo prostudovat dostupné informace o výrobě konzervovaných výrobků se zaměřením na proces sterilace, faktory ovlivňující sterilační režim a možnosti mikrobiálního kažení. Cílem praktické části bylo provést mikrobiologickou analýzu výrobku před sterilací a zaměřit se na změny vnitřních a vnějších parametrů prostředí. Výsledkem bylo vyhodnocení těchto vlivů a odhalení zdrojů mikrobiální kontaminace výrobku před sterilací. Jako vnitřní parametr, který je z hlediska kontaminace zásadní, bylo považováno složení výrobku. Proto byly mikrobiologicky analyzovány dva výrobky, které mají podobnou technologii výroby, ale složení je odlišné. Z vnějších vlivů, které by mohly mít zásadní vliv na mikrobiologickou jakost, byla sledována teplota vychlazení tepelně opracovaného masa. Jedná se o hlavní surovinu pro výrobu jednoho z výrobků. Vypracování této diplomové práce vzniklo na žádost firmy zabývající se výrobou konzervovaných potravin. Veškeré analyzované vzorky byly odebrány přímo v provozovně, kde se vyrábí masové konzervy a hotová konzervovaná jídla. Výsledky byly statisticky zpracovány a po vyhodnocení vyslovena doporučení pro firmu. 13

12 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Konzervace potravin Konzervace, jinak řečeno uchovávání potravin, znamená v obecném smyslu prodloužení jejich údržnosti nad obvyklou mez. Moderní konzervační postupy se přitom snaží co nejvíce respektovat zachování typických smyslových vlastností potravin i jejich nutričně významných složek (INGR, 1999) Historie konzervace potravin S přechodem lidstva od prostého sběru potravy a okamžité konzumace k produkci potravin ve větším množství s cílem tvořit zásoby vznikl problém s konzervací. Již ve starém Egyptě a Řecku byla snaha lidí uchovávat snadno se kazící potraviny živočišného i rostlinného původu delší dobu poživatelné. Lidstvo sbíralo empirické zkušenosti, jak se bránit nežádoucím změnám potravin s cílem prodloužení trvanlivosti a zachování jejich žádoucích vlastností, jako je chuť a vůně. Mezi nejstarší metody konzervace řadíme nasolování, sušení, uzení nad doutnajícím dřevem nebo nakládání do octu. Tyto metody ale stále nezajišťovaly dostatečnou ochranu potravin pro stále rozvíjející se obyvatelstvo, které se začalo stěhovat do měst (INGR, 1999). Průlomovým okamžikem a počátkem datování novodobé konzervace potravin lze považovat nápad francouzského kuchaře Nicolase Apperta zahřívat potraviny v uzavřených nádobách bez přístupu vzduchu. Stalo se tak na počátku 19. století ve Francii, kdy Napoleonovým vojskům docházely potraviny, Napoleon proto vypsal odměnu tomu, kdo přijde s řešením tohoto problému. O rok později byl Appertův vynález patentován v Anglii. Appertova práce se však zakládala výlučně na experimentech bez vědeckého základu a bez znalostí příčin kažení potravin (ILČÍK, 1982). Vědecký základ termosterilace položil francouzský vědec Louis Pasteur, když v polovině 19. století popsal a identifikoval mikroorganismy jako původce kažení potravin. Později byly skleněné obaly nahrazeny pocínovanou železnou plechovkou, která je mechanicky odolnější a lépe se s ní manipuluje (CRUESS, 2008). Ve 20. století s rozvojem analytických metod a pokroků ve vědě dochází ke zlepšování nutriční i senzorické hodnoty konzervované potraviny. Jsou vyvinuty novější a šetrnější metody uchovávání potravin, jako je chlazení a mražení. Uchovávání 14

13 potravin v plechovkách již není tak často využíváno jako dříve, existují mnohem šetrnější metody. V některých případech je ale stále nezastupitelné Základní princip konzervace Konzervování je ochranou proti kažení neboli rozkladu potravin. Procesy rozkladu jsou závislé na počtu mikroorganismů a na jejich životaschopnosti v konkrétních podmínkách, které může vytvářet i určitou odolnost proti aktivitě mikroorganismů, např. ph, nízké teploty, nízké a w (KYZLINK, 1980). Intenzitu rozkladu potravin (R) vyjadřuje vztah: Je-li hodnota činitele uvedeného ve jmenovateli nepoměrně vyšší než hodnota součinu činitelů uvedených v čitateli, může být rozklad velmi pomalý, nebo k němu vůbec nedojde. Touto závislostí je také řečeno, že ne všechny mikroorganismy, které kontaminují potraviny, mají možnost se v nich rozmnožovat a způsobovat kažení. Vždy záleží na poměru jednotlivých činitelů (HORČIN, 2004) Konzervační metody Na principu snížení počtu mikroorganismů, omezení jejich virulence a na zvyšování odolnosti prostředí jsou založeny konzervační metody běžně užívané v potravinářském průmyslu. Jsou rozděleny do třech základních skupin. I. Vylučování mikroorganismů z prostředí II. Přímá inaktivace mikroorganismů (snižování virulence) III. Nepřímá inaktivace mikroorganismů, tzn. zvyšování odolnosti prostředí (KYZLINK, 1988) Vylučování mikroorganismů z prostředí Základním předpokladem úspěšnosti konzervárenského zákroku je snižování počtu mikroorganismů v surovinách a v prostředí. Počet mikroorganismů se omezuje výběrem kvalitních, zdravotně nezávadných surovin a vhodnou úpravou (mytí, loupání). Čistotou prostředí je myšlena čistota podlah, stěn, vzduchu a jejich pravidelné čištění a dezinfekce. Osobní hygiena pracovníků je také důležitým prvkem v celkové úrovni hygieny (HORČIN, 2004). 15

14 Přímá inaktivace mikroorganismů (abióza) Intenzivním působením tepla, chladu, záření, nebo chemických látek mikroorganismy nejdříve omezí svou virulenci a později hynou nejprve vegetativní formy a později i spory. Enzymy jsou vratně či nevratně inaktivovány v závislosti na daných podmínkách (INGR, 1999) Termosterilace Prodloužení trvanlivosti potravin devitalizací mikroorganismů zvýšenými teplotami je jeden z nejrozšířenějších způsobů konzervace. Termosterilace patří mezi nejefektivnější metody konzervace potravin. Zahříváním je totiž možné dosáhnout trvalé inaktivace všech forem mikroorganismů a enzymů pokud je použita dostatečně vysoká teplota a čas, po který teplota působí, dostatečně dlouhý (MARCUS, 2003). Běžně jsou používány dvě základní metody sterilace. Je možné již tepelně opracovaný produkt asepticky plnit do obalů, jak je tomu například u UHT (ultra high temperature) mléka. Druhou variantou je sterilovat produkt až po naplnění do spotřebitelských obalů. V potravinářství se běžně nepoužívá absolutní sterilizace, ale tzv. praktická (obchodní) sterilizace, která se zaměřuje jen na inaktivaci určitých skupin mikroorganismů a enzymů. Pasterací, která se používá u polokonzerv, se ničí pouze vegetativní formy mikroorganismů. Pokud je potřeba zničit i bakteriální spory, jedná se o sterilaci (GHANI AL-BAALI, 2006) Překážkový efekt (Hurdle effect) Při konzervaci potravin se uplatňují metody abiotické (usmrcující) a anabiotické (mikroorganismy neusmrcující). Princip anabiózy se rozrůstá o další metody. V teorii překážek jde o kombinaci několika metod o takové intenzitě, kdy by metoda sama o sobě nezaručovala dostatečnou stabilitu výrobku. Kombinují se např. tyto metody (překážky): pasterace, chlazení, vodní aktivita, hodnota ph nebo konzervační látky, které omezují rozvoj mikroorganismů v potravinách (GOULD, 1999). 3.2 Mikrobiální rozklad potravin Mikroorganismy, které způsobují rozklad neživých a dožívajících potravin jsou zpravidla heterotrofní saprofyté. Organickou hmotu mikroorganismy enzymově rozkládají a přeměňují na látky energeticky chudší nebo na úplně jednoduché zplodiny. 16

15 Kažení potravin mohou způsobovat viry, bakterie, plísně a kvasinky. Zdravotní závadnost potravin mohou způsobit i kontaminující viry. V konzervárenském průmyslu však riziko nepředstavují, protože se v neživých potravinách nemohou množit a kazit je. Při konzervování málo kyselých konzerv, v našem případě masné konzervy, připadají v úvahu zejména bakterie (GÖRNER, 2004) Původci mikrobiálních změn Bakterie Bakterie jsou prokaryotické organismy, které na rozdíl od eukaryot nemají jádro ohraničené jadernou membránou. Vyznačují se málo diferencovanou morfologií. Základní členění spočívá dle tvaru, na tyčinky a koky. Významným znakem některých bakterií je schopnost vytvářet odolná stadia, tzv. spory. Ty umožňují bakteriím přežít nepříznivé životní podmínky. Spory jsou obtížně barvitelné, voda je v nich konstitučně vázána, tzn. spory jsou fyziologicky suché a proto jsou velmi odolné vůči sterilačním teplotám (ŠILHÁNKOVÁ, 2002). Tab. 1 Teplotní požadavky na růst hlavních skupin mikroorganismů (ŠILHÁNKOVÁ, 2002). typ MO zástupce skupiny z dané minimální teplota ( C) optimální teplota ( C) maximální teplota ( C) psychrofilní Flavobacterium psychrotrofní Pseudomonas aeruginosa mesofilní Staphylococcus aureus termofilní Bacillus stearothermophilus rod Clostridium Rod grampozitivních, sporulujících anaerobních bakterií tvaru tyčinek. Vyskytují se ve vegetativním stadiu nebo ve formě spor. Proteolytické druhy štěpí nativní nebo koagulované bílkoviny za vzniku hnilobných produktů (H 2 S, NH 3 ). Optimální teploty pro růst jsou od 30 do 37 C. Jelikož jsou striktně anaerobní, kyslík inhibuje růst a po 5 až 10 minutách působení usmrcuje vegetativní buňky. Clostridium 17

16 botulinum vytváří nejsilnější známé bakteriální toxiny botulotoxiny (DOWNES, 1999). Dle antigenních charakteristik toxinů lze u produkujících kmenů rozlišit až 7 různých typů toxinů označovaných jako BoNT/A až BoNT/G. Botuloxiny jsou bílkovinné povahy, proto jsou termolabilní, inaktivovány teplotou 80 C po dobu 10 minut. Vyklíčení spor je potlačeno kyselým prostředím, při ph pod 4. Růst a sporulace buněk je inhibována přítomností dusitanů, čehož se využívá v masné výrobě. Clostridium botulinum se nerozmnožuje v těle živočichů, působí tedy výhradně toxinem produkovaným pomnoženými bakteriemi v potravině (ŠILHÁNKOVÁ, 2002). Otrava botulotoxinem je poměrně vzácná, ale s fatálními důsledky. Příznaky otravy, tzv. botulismu se projevují o 5 až 72 hodinách po požití a spočívají v poruchách zraku, bolestech hlavy, nevolností a ochrnutím svalstva (JAY, 2005). Tab. 2 Fyziologické skupiny Clostridium botulinum (KYZLINK, 1980). skupina toxin proteázy lipázy sacharolytické enzymy 18 min. teplota růstu ( C) inhibice NaCl (a w ) termoreziste nce I A,B,F % (0,94) D ,1 0,25 min II B,E,F % (0,975) D 80 0,6 3,3 min III C1, C2, D % neurčeno IV G neurčeno >3% neurčeno Clostridium perfringens Gram pozitivní anaerobní sporotvorná tyčinka, běžně se dělí do 5 typů, A až E, které se liší produkcí čtyř hlavních a osmi minoritních exotoxinů. Ve srovnání s ostatními klostridiemi vyniká svou velikostí. Roste v rozmezí 12 až 50 C, s teplotním optimem kolem 40 C, vyžaduje ph 6,0 až 7,5. Vegetativní buňky nepřežívají 60 C, ale spory snesou teplotu 100 C více než 30 minut, což je významný faktor pro výrobce konzervovaných potravin (GÖRNER, 2004). rod Bacillus Gram pozitivní, sporulující aerobní nebo fakultativně anaerobní tyčinky, které produkují velké množství enzymů (pektolytické, amylolytické, proteolytické). Štěpí bílkoviny za vzniku amoniaku. Bakterie rodu Bacillus jsou pohyblivé a tvoří endospory.

17 Pro konzervárenský průmysl mají význam zejména ty druhy, které přežívají konzervační zákroky, tedy pasteraci, sušení ale i sterilaci (ADEGOKE, 2004). Termofilní bacily, jejichž spory jsou silně termorezistentní, často přežívají sterilační zákrok u nekyselých zeleninových a masných konzerv. Patří sem zejména Bacillus stearothermophilus, který je schopen růst v anaerobních podmínkách. Může být příčinou plynuprostého kysnutí nekyselých konzerv, protože při vhodné teplotě tvoří značné množství kyselin. Vegetativní buňky jsou však velmi citlivé na nízké teploty, hynou již při laboratorní teplotě. Proto je velmi nutné konzervy ihned po tepelném opracování zchladit, aby se zabránilo jejich činnosti (KYZLINK, 1988). Staphylococcus aureus Gram pozitivní koky, většinou uspořádané do hroznovitých útvarů, nepohyblivé. Fermentují řadu sacharidů, za jejich přítomnosti mohou růst i anaerobně. St. aureus je potenciálně patogenní, koagulázo a termonukleázo pozitivní kmeny produkují řadu enterotoxinů bílkovinné povahy, které nejsou inaktivovány ani působením teploty 100 C po dobu 20 minut (MONTIVILLE, 2008). Zdrojem bakterií jsou většinou pracovníci s otevřenými hnisavými ránami nebo maso nemocných zvířat. Způsobují stafylokokové enterotoxikózy, které mohou končit smrtí. Bakterie rostou a tvoří toxiny v rozmezí teplot 7 až 48 C, ph 4 až 10. Rozmnožuje se i za 10% koncentrace NaCl a je hostitelem řady bakteriofágů. Otrava je vyvolána již dávkou toxinu menší než 1µg/kg potraviny. Toto množství toxinu je schopných vyprodukovat pouze 10 buněk St. aureus v 1 gramu potraviny. Pro tuto alimentární intoxikaci je typická velmi krátká inkubační doba, většinou 2 3 hodiny (GÖRNER, 2004). Obr. 1 Staphylococcus aureus ( rod Pseudomonas Gram negativní, pohyblivé, striktně aerobní tyčinky. Na prostředí i živiny jsou velmi přizpůsobivé. Patogenní a některé saprofytické druhy mají optimální teplotu 19

18 růstu mezi 37 až 42 C, ostatní jsou mezofilní nebo součástí skupiny psychrotrofních mikroorganismů. Nerostou při ph nižším než 4,5. Pseudomonas aeruginosa je patogenní a může vyvolávat alimentární nákazy (ŠILHÁNKOVÁ, 2002) Plísně Plísně nejsou termorezistentní a nepřežívají sterilační režim. Plísně přítomné v masných konzervách jsou výsledkem kontaminace během zpracování nebo skladování. Podle okolností roste mycelium na povrchu nebo vniká i do hlubších vrstev napadené hmoty, zejména je-li přítomen kyslík. Značná přizpůsobivost plísní k různým substrátům je dána schopností tvořit podle potřeby adaptivní enzymy. Potravinářský význam mají třídy Zygomycetes, Ascomycetes i Deuteromycetes (JAY, 2005) Kvasinky Jednobuněčné organismy obvykle vejčitého tvaru, které jsou na vegetační podmínky náročnější než plísně. Vyskytují se běžně v prostředí, zejména v substrátech bohatých na sacharidy, které zkvašují. Kvasinky i jejich spory jsou ve srovnání s bakteriálními sporami termolabilní, většina je zničena již při teplotě 77 C. Pokud se kvasinky vyskytnou v konzervovaných produktech, znamená to významnou technologickou závadu. Kvasinky v konzervárenském průmyslu nepředstavují významnější riziko kažení či ohrožení lidského zdraví (KYZLINK, 1980) Viry Viry jsou nukleoproteinové částice nesoucí genetickou informaci (DNA nebo RNA), ale nemají enzymové vybavení zajišťující základní životní funkce. Infikují tedy vhodnou hostitelskou buňku, do které přenesou svou genetickou informaci a využívají jejího metabolismu k replikaci. Viry jsou termolabilní, v potravinách nejsou schopné se množit, v konzervárenském průmyslu tedy nepředstavují žádné riziko (JAY, 2005) Druhy kažení konzervovaných potravin Látkové změny způsobené činností enzymů a zejména mikroorganismů způsobují kažení potravin Plynuprosté kysnutí konzerv Forma kažení sterilovaných konzerv, při které se nevyvíjí plyny, nedochází tedy k bombážím. Původci této vady jsou fakultativně anaerobní, většinou termofilní bacily, 20

19 zejména rodu Bacillus. Spory těchto mikroorganismů jsou převážně neobyčejně odolné vůči teplotě. Kažení se projevuje změnou chuti a poklesem ph původně nekyselých potravin někdy až k 4,2. Negativně je ovlivněno i aroma napadené hmoty. Plynuprosté kysnutí hrozí hlavně tehdy, pokud byly konzervy nedostatečně sterilovány a po sterilaci nebyly dostatečně vychlazeny, tedy. dlouho prodlévaly při teplotě blízké 37 C (KYZLINK, 1980). Tab. 3 Teplotní odolnost bakteriálních spór (KYZLINK, 1988). D hodnota teplota ( C) (min) Bacillus cereus 100 5,0 Bacillus subtilis ,0 Clostridium perfringens 100 0,3 20,0 Bacillus stearothermophilus 120 4,0 5,0 Bacillus nigrificans 120 2,0 3, Mikrobiální rozklad tuků Některé mikroorganismy s lipolytickou aktivitou mají schopnost odštěpovat z tuků glycerol a využívat jej jako zdroj energie. Uvolněné mastné kyseliny následně podléhají dehydrogenaci, která vede k oxidativnímu žluknutí. Častými mikrobiálními původci lipolytického rozkladu jsou bakterie Pseudomonas fluorescens, Clostridium lentoputrescens a plísně rodu Aspergillus a Penicillium (RODAY, 1999) Bombáže konzerv Znehodnocení konzerv bombáží vyboulením, nadmutím víčka i dna až možným prasknutím může být způsobeno příčinami fyzikálními, chemickými ale nejčastěji biologickými, tzn. činností bakterií. Biologické bombáže jsou způsobovány plyny produkovanými mikroorganismy, které se za vhodných podmínek v potravině pomnožily. Bombáže často způsobují fakultativně anaerobní sporulující bakterie, zejména zdraví ohrožující Clostridium botulinum. Vizuálně je víčko konzervy vyduté (vypouklé) a nejde zatlačit zpět (TARTÉ, 1998). Typickými zástupci jsou Bacillus stearothermophillus, B. cereus, B. polymyxa. Konzervy znehodnocené biologickou bombáží obsahují nebezpečné látky, které mohou u konzumenta způsobit vážné ohrožení zdraví či života. Jedná se o toxiny 21

20 (botulotoxin, enterotoxiny) a látky vzniklé rozkladem bílkovin (kadaverin, putrescin) a fosfolipidů (ADAMS, 2008). Obr. 2 Bombáž konzervy ( Méně nebezpečné a v menší míře se vyskytují chemické a fyzikální bombáže masných konzerv. Nejčastější příčinou chemické bombáže je tvorba vodíku, který vzniká reakcí kyselé náplně konzerv s kovovým obalem (TAURO, 1986). Fyzikální bombáž může nastat u konzerv s vysokým obsahem vody při skladování pod bodem mrazu (ILČÍK, 1982) Hnití Jako hnití se označuje komplikovaný mikrobiální, většinou anaerobní rozklad nekyselých nebo málo kyselých potravin bohatých na bílkoviny. Projevuje se odporným zápachem, hnědnutím a jinými barevnými změnami a macerací hnijící hmoty. Současně se hmota alkalizuje a vznikají plyny (NH 3, CO 2, H 2 S), které bývají příčinou bombáže konzerv (KYZLINK, 1988). Mezi produkty hniloby jsou kadaverin, putrescin, které bývají spolu s meziprodukty vznikajícími rozkladem fosfolipidů (neurin, muskarin) považovány za nebezpečné toxické látky v hnijících potravinách (DOWNES, 1999). Původci běžných hnilob jsou jednak aerobní a fakultativně aerobní, i vyloženě anaerobní bakterie nesporulující i sporulující. Nesporulující bakterie rodu Escherichia a Enterobacter jsou poměrně málo citlivé na kyselost (odolávají i ph 4,2). Většině bakterií však vyhovuje jen velmi málo kyselé nebo neutrální až mírně alkalické prostředí. Mezi tyto bakterie lze zařadit Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa. Z nejznámějších sporulujících hnilobných bakterií jsou 22

21 pro konzervárenský průmysl důležité aerobní Bacillus subtilis a z anaerobních Clostridium lentoputrencens, Clostridium sporogenes a Clostridium perfringens (KYZLINK, 1988). Mikroorganismy, které způsobují hnilobné procesy, vyžadují vždy prostředí dostatečně zásobené bílkovinami nebo jinými dusíkatými vysokomolekulárními látkami. Optimální teploty jsou spíše vyšší. Některé hnilobné mikroorganismy jsou dokonce termofilní a jejich spory jsou relativně velmi termorezistentní. Sterilační teploty, kterými se čelí kažení konzerv, proto musí být poměrně vysoké. Kazí-li se sterilovaná konzerva nesporulujícími bakteriemi, bývá příčinou reinfekce, kazí-li ji sporuláty, může to být způsobeno jak reinfekcí, tak nedostatečným záhřevem. Všechny přirozeně kyselé potraviny (ovoce, ovocné potraviny), které mají ph nižší než 4, jsou před hnilobným kažením automaticky chráněny. Nekyselé potraviny je možno chránit umělým preventivním okyselením organickými kyselinami (KYZLINK, 1976). 23

22 Tab. 4 Příčiny vzniku mikrobiálních závad u sterilovaných potravin (JAY, 2005). příčina kažení MO nález stav obalu odstranění závady A) Nedostatečná sterilace 1. Přítomnost termorezistentních MO 2. Mimořádně velká mikrobiální zamořenost prostředí 3. Zpožděný prostup tepla při nadměrné hmotnosti tuhého podílu. Nesprávné uložení obalů ve sterilátoru. ojediněné druhy - pouze sporotvorné MO totéž jako u bodu A1 nález různých druhů MO B) Nedostatečné chlazení 1. Doba chlazení je termofilní MO, příliš krátká nebo hlavně teplota chladící vody anaerobní příliš vysoká sporulující C) Netěsnost uzávěru 1. Vadný uzávěr 2. Mimořádná zamořenost chladící vody 3. Namáhání uzávěru během sterilace 4. Škody způsobené během pracovního postupu (pokřivení plechovek, deformace uzávěrů) smíšená kontaminace více druhů MO stejný jako u bodu C1 stejný jako u bodu C1 D) Kažení před sterilací 1. Příliš dlouhá doba velká četnost mezi přípravou MO před materiálu a sterilací sterilací obal nafouklý nebo normální totéž jako u bodu A1 totéž jako u bodu A1 totéž jako u bodu A1 konzerva nafouklá nebo normální, často únik obsahu konzervy uzávěrem konzerva nafouklá nebo normální stejný jako u bodu C1 stejný jako u bodu C1 obal beze změn, obsah smyslově změněn Eliminovat, zmenšit kontaminaci dezinfekcí, upravit podmínky sterilace. Zmenšit kontaminaci zvýšením sanitační péče, zlepšit čistotu provozu a používaných surovin. Zajistit konstantní složení konzervy (podíl tuhého a tekutého obsahu). Rovnoměrné umístění konzerv ve sterilačním zařízení. Zajistit rychlé zchlazení konzerv pod 40 C. Upravit přívod chladící vody. Opravit uzavíračku a kontrolovat uzávěry během výroby. Chlorovat chladící vodu nebo dezinfikovat vodní zdroje Volit správné hodnoty tlaku ve sterilačním zařízení Vyloučit hrubé zacházení s konzervami Vyloučit průtahy v technologii, sterilovat v menších partiích 24

23 3.3 Typy masových konzerv Masové konzervy zahrnují širokou škálu produktů rozdílné chuti, konzistence, rozdílné technologie zpracování. Hlavními složkami je svalovina a tuk, ale mohou být použity i další suroviny živočišného původu jako je krev, vnitřnosti a kůže. Další významnou složkou jsou suroviny rostlinného původu mouka, škrob, koření atd. (DEAK, 2013) Masné produkty vhodné pro konzervování Prakticky všechny masné výrobky je možné sterilovat a uchovávat v konzervách. Pro některé výrobky, jako např. sušené šunky, fermentované sušené klobásy a sušené maso, taková tepelná úprava ale pozbývá smysl. Jsou už dostatečně chráněny nízkou aktivitou vody, nízkým ph a dalšími faktory. Zbývající masné výrobky vhodné pro konzervování lze rozdělit do následujících skupin: - vařené šunky, maso ve vlastní šťávě - párky, klobásy v nálevu (frankfurtský typ) - mělněné výrobky paštiky, šunkové pěny - mleté maso luncheon meat - hotové pokrmy (ready to eat) guláš, kuře na smetaně - polévky kuřecí polévka (DEAK, 2013) Sterilovaná hotová jídla Sterilovaná hotová jídla tvoří důležitou skupinu konzervárenských výrobků. Jedná se o výrobky, které jsou po ohřátí určeny k přímé spotřebě. Sortiment sterilovaných hotových jídel je velmi rozmanitý. Příkladem konzumních hotových jídel je lečo s moravskou klobásou, kuře na paprice, hovězí pečeně s bílou fazolí, segedínský guláš a další. Výroba hotových sterilovaných jídel zahrnuje dvě základní fáze. Nejprve je nutná příprava surovin (namočení luštěnin, očištění a nakrájení zeleniny) a tepelné opracování masa (výroba klobás). V další fázi se v podstatě zkompletují všechny předpřipravené suroviny, naplní se a hermeticky uzavřou v obalech a sterilují. 25

24 3.4 Druhy konzerv Podle způsobu tepelného opracování a s tím související údržností termosterilovaných výrobků rozlišujeme tzv. pravé konzervy a polokonzervy Pravé konzervy Pravé konzervy musí být tepelně ošetřeny ve všech částech na teplotu, jejíž účinky odpovídají účinkům teploty 121 C, působící po dobu nejméně 10 min (vyhláška č. 169/2009 Sb.). Jde o maso, masné výrobky, popřípadě i kombinaci s dalšími potravinami hermeticky uzavřené v obalu (sklo, plast, kov), které byly v autoklávu vysterilovány na výše uvedený sterilační efekt. Při takovém zákroku jsou inaktivovány mikroorganismy včetně jejich spor. Jsou údržné dlouhou dobu při pokojové teplotě, konkrétní podmínky skladování uvádí výrobce na obalu. Typickými zástupci této skupiny je luncheon meat, paštiky, hovězí či vepřové maso ve vlastní šťávě. Mezi konzervy se řadí i kysele pasterované produkty, u kterých je hodnota ph nižší než 4,5 (např. ovocné šťávy), nebo při tak nízkých teplotách, kdy endospory, které přežily, již nemohou vyklíčit (PIPEK, 1995). Tropické konzervy, které mohou být skladovány v teplotách do 40 C, tudíž zde je riziko vyklíčení spór termofilních bakterií, musí být ošetřeny záhřevem až na F 0 = Polokonzervy Výrobky označené jako polokonzervy musí být tepelně ošetřeny ve všech částech na teplotu, jejíž účinky odpovídají účinkům teploty 100 C působící po dobu nejméně 10 minut (vyhláška č. 169/2009 Sb.). Vyrábí se podobným způsobem jako konzervy, nesplňují však požadavek sterilačního účinku. Lze je proto skladovat za nižších teplot po kratší dobu. Běžný požadavek je 6 měsíců od data výroby při teplotě 5 C. Do této skupiny patří např. párky, které by při vyšších teplotách během tepelného opracování mohly popraskat (PIPEK, 1995). 26

25 Tab. 5 Druhy masových konzerv dle tepelného opracování (GÖRNER, 2004). Typ I. II. III. tepelná zátěž C v jádře F 121 C 0,65 0,80 F 121 C 5,0 6,0 IV. F 121 C letální účinek na MO Vegetativní MO Vegetativní MO, mezofilní druhy rodu Bacillus + mezofilní spóry rodu Clostridium + spóry termofilních MO Bacillus a Clostridium označování konzerv a trvanlivost Polokonzerva 6 měsíců při 5 C Třičtvrtěkonzerva 6 12 měsíců při 15 C Pravá konzerva 4 roky při 25 C Tropická konzerva 1 rok při 40 C 3.5 Výroba masových konzerv Pro splnění hygienické nezávadnosti finálního produktu je nutné dodržet technologický postup a dbát na zásady správné výrobní praxe Příprava obalů Pro plnění je možné používat pouze obaly dokonale čisté, nepoškozené a splňující stanovené technické a jakostní parametry. Při třídění se vyřazují plechovky deformované, poškrábané, s korozí a silně znečištěné. Obaly je nutné vždy těsně před plněním dokonale vymýt a nechat oschnout. Plastové obaly jsou tvarovány bezprostředně před plněním, proto není nutné jejich mytí (STEINHAUSER, 1995) Obaly v konzervárenství Obaly vhodné pro tepelné zpracování musí být možné hermeticky uzavřít a zabránit tak rekontaminaci mikroorganismy z prostředí. Skleněné obaly jsou snadno recyklovatelné, nevýhodou je ale jejich křehkost a nutnost mytí a dezinfekce před plněním. Skleněné obaly jsou tedy na ústupu a používají se spíše pro luxusnější výrobky (HEINZ, 2007). Dominantní postavení mezi všemi konzervárenskými obaly mají plechovky vyrobené z ocelových pocínovaných plechů. Plechovky mohou být dvoudílné tažené lisováním, nebo trojdílné spojované. Dále je možné požít korozi odolný chromový plech (PAINE, 1992). 27

26 Hliníkové konzervy jsou převážně menších objemů se snadno otevíratelným víčkem taktéž vyrobeným z hliníku. Výhodou je jejich nízká hmotnost, dobrá tepelná konduktivita, odolnost ke korozi a dobrá recyklovatelnost. Jsou ale dražší a méně odolné než klasické cínové plechovky (ILČÍK, 1982). Se stále vyšší oblibou lehce otevíratelných maloobjemových konzerv dochází k širokému využívání plastických hmot. Tyto obaly mají příznivý poměr hmotnosti obalu vůči náplni, jsou levné, lehce tvarovatelné, uzavíratelné. Nevýhodou je nízká odolnost vůči mechanickému zatížení. Vyžadují šetrnou manipulaci a limitován je i jejich maximální objem. Většinou se využívají pro výrobu polokonzerv (STEINHAUSER, 1995). Pevný obal, např. kovová plechovka, je naplněný a uzavřený obal, u kterého tvar nebo okraje nejsou ovlivněny uzavřeným výrobkem nebo deformovány vnějším mechanickým tlakem až do 0,7 kg/cm 2, což odpovídá běžnému tlaku způsobeným pevným stiskem prstu ( Poloohebný obal je naplněný a uzavřený obal, který není ovlivněn uzavřeným výrobkem za normální atmosférické teploty a tlaku, ale může být deformován vnějším mechanickým tlakem méně než 0,7 kg/cm2. Příkladem může být hliníkový obal používaný pro menší výrobky ( Základní suroviny pro výrobu masových konzerv V následujícím výčtu jsou uvedeny hlavní suroviny pro výrobu masných konzervovaných výrobků Maso Na výrobu masových konzerv se používá výsekové hovězí, vepřové a drůbeží maso. V menší míře se používají drobné masové výrobky (např. párky), uzené maso a vnitřnosti. Maso musí být vychlazené, bez krevních sraženin a kostních úlomků. Maso i ostatní jatečné produkty používané na výrobu sterilovaných hotových jídel a masových konzerv musí být bez jakýchkoliv změn po veterinární prohlídce označené jako poživatelné. Maso by mělo být v co nejvyšší kvalitě, s minimální mikrobiální kontaminací. V konzervárenství se z vepřových vnitřností používají převážně játra, srdce, plíce a jazyk (ILČÍK, 1982). Čerstvé maso má vysoké a w a ph 5,5 až 7,0. Je to surovina bohatá na bílkoviny, vitaminy, minerály a malé množství sacharidů. Tvoří tedy ideální substrát pro růst 28

27 mikroorganismů. Kažení masa většinou začne, pokud celkový počet mikroorganismů přesáhne cm -2 spojené s nepříjemným zápachem a změnou barvy (LAWRIE, 1998). Nejčastější bakterie izolované z povrchu masa a vepřových jater, které představují zdroj mikrobiální kontaminace finálního produktu před sterilací, jsou uvedeny v tab. 6. Jako typickou rychle rostoucí bakteriální floru považujeme Gram negativní bakterie čeledi Enterobacteriaceae. Tato čeleď zahrnuje z hygienického hlediska významnou skupinu koliformních bakterií (RUSSEL, 2003). Tab. 6 Nejčastěji se vyskytující rody bakterií v syrovém vepřovém mase a játrech (JAY, 2005). rod Gram syrové maso syrová játra Bacillus + X X Enterococcus + XX X Escherichia - X X Pseudomonas - XX - Salmonella - X - nízký výskyt, X obvykle se vyskytují, XX velmi často se vyskytují Voda Voda v masné výrobě má zásadní význam. Je to složka masného výrobku, která umožňuje jeho lepší zpracování a dodává výrobku žádanou šťavnatost. Voda používaná v masné výrobě musí odpovídat svou jakostí normě pro pitnou vodu Sůl Chlorid sodný se přidává do masných výrobků, tedy i konzerv z důvodu chuti, vaznosti, rozpustnosti myofibrilárních bílkovin (soudržnost výrobku) a v neposlední řadě zvyšuje údržnost. Přídavek soli činí 1,5 2,5 %. Čistá sůl se přidává jen do těch výrobků, kde konzument nevyžaduje růžovou barvu výrobku. Jedná se zejména o vařené masné výrobky. Do většiny výrobků se však přidává sůl ve formě dusitanové solící směsi (STEINHAUSER, 1995). Dusitan sodný (E250) má kromě pozitivního vlivu na barvu a aroma výrobku také konzervační význam. Inhibuje totiž růst bakterií, zejména Clostridium botulinum (JAY,

28 Koření Koření jsou různé produkty rostlinného původu, které se vyznačují intenzivní chutí a vůní a slouží k ochucování potravin. Do masových konzerv se koření přidává pro vytvoření, případně zvýraznění chuti a aromatu, má vliv na barvu, vzhled a údržnost (KADLEC, 2002). Kromě vlivu na chuť a aroma mají některé druhy koření i antioxidační efekt (např. tymián, oregano, majoránka). Vzhledem k poměrně malému přídavku koření do díla však nemá tento účinek příliš velký význam. Kromě antioxidačních vlastností vykazují koření jako je česnek, kmín a pepř také mírný antimikrobiální účinek, který je založen na přítomnosti fytoncidů (PETER, 2004). Jakost koření bývá často velmi rozdílná, přírodní koření bývá velmi často znečištěno jak mechanicky tak mikrobiálně. Je možné používat extrakty koření a tím se vyhnout kontaminace finálního výrobku. Extrakty se vyrábí buď absorpcí na vhodný nosič, nebo tím, že se z nich zhotoví emulze (STEINHAUSER, 1995) Zpracování suroviny Maso a další suroviny pro výrobu masných konzerv musí mít velmi dobrou jakost, zejména však po stránce mikrobiologické kontaminace (INGR, 2007). Maso musí pocházet ze zvířat v dobré jateční kondici, odleželé, veterinárně schválené jako poživatelné, jakostně vytříděné a vychlazené. Stejnou pozornost je třeba věnovat i ostatním surovinám, a to koření, luštěninám a dalším, podle typu vyráběného produktu. Úroveň mikrobiální kontaminace vstupních surovin se významně podílí na jakosti a údržnosti konzerv. Vysoké sterilační teploty sice přítomné mikroorganismy devitalizují, ale zvyšující se kontaminace suroviny se zvláště významně projevuje na jakosti a údržnosti polokonzerv. Tepelné opracování vady na surovině většinou nezakryje, jak je často mylně očekáváno, ale naopak je zvýrazní a znehodnotí tak vlastní finální výrobek (STEINHAUSER, 1995). Dílo, které tvoří náplně konzerv, jsou nejčastěji připravovány vychlazené a v syrovém stavu. Některé výrobky, jako jsou např. paštiky, je naopak vhodné mělnit a následně i plnit v horkém stavu. K tomuto účelu se využívají tzv. varné kutry, které současně surovinu mělní a tepelně zpracovávají (PEARSON, 1999). Horkým plněním je konzerva částečně prohřátá a proto při okamžitém uzavření a sterilaci je možné výrazně zkrátit čas nutný pro předepsané tepelné opracování výrobku. Horkým plněním se také v konzervách vytváří vyšší podtlak po chlazení a tím 30

29 i vyšší bezpečnost těsnosti konzerv. Při plnění do plastových obalů se používá aseptické balení (ILČÍK, 1982). Dílo pro masné konzervy se vyrábí na míchárenských linkách. Jde o souhrn technologických operací, od přípravy a navážení masa a ostatních surovin, rozemílání a míchání až po plnění masa do spotřebitelských obalů. Míchárenské linky obsahují řezačky, ve kterých se maso zpracovává na požadovanou zrnitost. Stupeň zrnitosti se řídí tvarem řezacích nožů. Dezintegrátorem se rozemílají suroviny tím, že se roztírají mezi řadami zubů, které jsou připevněné na kotoučích. Jemnost rozemílání závisí na ostrosti zubů rozemílacích kotoučů a vzdáleností mezi nimi. Správnou funkci dezintegrátoru ovlivňuje i výkonnost čerpadla, které přečerpává surovinu na rozemílání. Při této operaci dochází k nežádoucímu zahřívání suroviny, dochází totiž k denaturaci bílkovin a tím i snížení schopnosti vázat vodu. Proto se k surovině přidává šupinový led (PIPEK, 1995). Obr. 3 Varný kutr ( Plnění a zavírání konzerv Homogenní směs se plní do spotřebitelských obalů pomocí vakuových plniček do čistých obalů. Plničky odsávají vzduch ze směsi a omezují tak přítomnost vzduchových dutin v hotovém výrobku. Těsně před naplněním musí být obaly mechanicky vyčištěny v převrácené pozici vhodnými vzduchovými nebo vodními tryskovými zařízeními. Nesmí být plněny poškozené obaly, tzn. proražené, znatelně 31

30 promáčknuté, mající poškozené spoje po stranách nebo na dně, deformované spáry nebo závity víčka (JAY, 2005). V průběhu plnění obalů musí být zabráněno kontaminaci výrobkem v oblastech spár nebo uzavření, aby bylo dosaženo vyhovujícího uzavření. Objem konzervy musí být optimálně využitý. Minimalizovaný musí být objem vzduchového polštáře, ten nemá převyšovat 5% u větších a 7% u malých obalů. Přeplnění může vést ke kontaminaci spár a utěsnění a nepříznivě tak ovlivnit integritu obalu. Okraje konzerv znečištěné náplní způsobují jejich nedokonalé uzavření a netěsnosti (KOPŘIVA, 2002). Uzavírání konzerv je velmi důležitý krok v technologickém procesu. Je náročný na pečlivé provedení, protože netěsný uzávěr vede ke znehodnocení výrobku (LÁT, 1984). Zavírání má dvě fáze. Nejdříve se hlouběji profilovanou kladkou zahne víko k plášti plechovky a ve druhé fázi se další kladkou volně zaklesnutý spoj pevně zmáčkne a uhladí. Dosažitelné výkony zavíraček kulatých plechovek jsou až 1000 plechovek za minutu, uzavírání plechovek hranatých je řádově pomalejší (KADLEC, 2012). Obr. 4 Uzavření konzervy ( Každá konzerva určená pro malospotřebitelský prodej musí obsahovat následující údaje: název výrobku, eventuelně uvedení třídy jakosti označení výrobce doba použitelnosti, podmínky skladování hmotnost obsahu složení výrobku, případné upozornění na alergenní složky (vyhláška č. 113/2005 Sb.). 32

31 Obr. 5 Číslo šarže na spotřebitelském balení konzervy. Mimo výše uvedené povinné údaje mohou být doplněny dalšími informacemi, jako např. dietetické informace, údaji pro konzumenta a prodejce. Všechny zmiňované údaje jsou v případě hliníkových obalů uvedeny na hliníkovém víčku. Pokud se jedná o klasickou plechovku, informace spotřebitel nalezne na etiketě. Číslo šarže obsahuje údaj o datu výroby Tepelné opracování Pokud je teplota v ošetřované potravině vyšší, než je teplotní maximum mikroflóry, přestávají mikroorganismy nejprve prospívat a při dalším vzestupu teploty nebo při delší době záhřevu hynou. Nejdříve hynou vegetativní stadia mikroorganismů, poté i spory. Pokud je dosaženo v potravině trvalé inaktivace všech forem, které zde mohou přežívat, je potravina považována za sterilovanou. Zabráníme-li vhodným způsobem, aby takto tepelně ošetřená potravina byla po ochlazení znovu kontaminována, nemůže se kazit a je možné ji trvale skladovat (KYZLINK, 1988). V konzervárenské technologii jsou užívané parametry: D hodnota, z-hodnota, Q 10 hodnota a F hodnota D hodnota Ireverzibilní poškození určité mikrobiální populace se neuskutečňuje nárazově, ale exponenciálně. Při určité teplotě je výchozí počet živých mikroorganismů za určitou časovou jednotku vždy devitalizovaný jen o daný procentuální podíl. Čas v minutách 33

32 nebo sekundách, který je při dané teplotě potřebný na snížení počtu mikroorganismů na 10% (o jeden logaritmický řád) se nazývá D hodnota (ADAMS, 2008). D hodnota se vypočítá dle vztahu: D = t /log a log b, kdy a je výchozí počet mikroorganismů v objemové nebo hmotnostní jednotce, b je konečný počet mikroorganismů v objemové nebo hmotnostní jednotce a t je čas působení teploty v minutách nebo sekundách (GÖRNER, 2004). Čím je zkoumaný mikroorganismus odolnější záhřevu (čím je termorezistentnější), tím vyšší bude při určité teplotě jeho D hodnota. Hodnota D se využívá pro hodnocení inaktivačního účinku sterilačního záhřevu (JAY, 2005). Za bezpečný koncept se zejména při výrobě nekyselých masových a zeleninových konzerv považuje 12 D. Jedná se o takový záhřev (kombinace teploty a času), který sníží počet fakultativně přítomných spór Clostridium botulinum na 10-12, tedy o 12 logaritmických řádů (POTTER, 1995). Obr. 6 Grafické znázornění D hodnoty ( Q 10 hodnota Vliv teploty na rychlost různých přeměn, které nás zajímají při skladování a zpracování potravin, posuzujeme zpravidla podle velikosti hodnoty Q 10, což je poměr rychlosti sledované přeměny při teplotě (t+10) a při teplotě t, tedy: 34

33 Sterilační režim je nutné nastavit tak, aby se dosáhlo kompromisu mezi zdravotní nezávadností a aspekty kvality produktu. Tepelný záhřev totiž negativně ovlivňuje senzorickou kvalitu (rozbředlá struktura, separace tuku, změny barvy) a dochází ke ztrátám nutričně cenných látek, jako jsou vitaminy a proteiny (FOOTITT, 1999). Nejvýznamnějším praktickým důsledkem, který vyplývá ze stanovení hodnoty Q 10 je, že můžeme k dosažení stejného sterilačního účinku, jaký má určitá kombinace t a D, zkrátit exponenciálně dobu záhřevu, zvýšíme-li jen lineárně jeho teplotu. Přepočtením z letalitních čar na hodnoty Q 10 ukazuje, že se zvýšením sterilační teploty o 10 C zvýší rychlost termoinaktivace mikroorganismů a většiny enzymů 5 až 100 krát, ale procesy destrukce cenných látek se zrychlí jen 1,5 až 2 krát (KYZLINK, 1988). Obr. 7 Průběh inaktivačních čar patogenů a vitaminů ( F hodnota Udává počet minut za kolik se při teplotě 121,1 C dosáhne letální efekt odpovídající součtu letálních efektů po čas celého sterilačního procesu. Sterilační efekt F 0 při teplotě 121 C na sporotvorné mikroorganismy je vztahován na Clostridium perfringens, pro které platí D 121,1 = 1 minuta. Aby došlo k dokonalému usmrcení všech spor, je třeba dosáhnout hodnoty F 0 = 2,52. Tato hodnota znamená, že na sterilovaný obsah působilo po dobu sterilačního procesu množství tepla, které bylo ekvivalentní záhřevu na 121 C po dobu 2,52 minut (SIVASANKAR, 2002) z-hodnota (teplotní citlivost) Teplotní citlivost je definována jako změna teploty, která způsobí, že dekadická redukční doba D se změní desetkrát (GÖRNER, 2004). 35

34 z hodnota se vypočítá dle vztahu: kdy D 1 je D hodnota při teplotě T 1, a D 2 je D hodnota při teplotě T 2. Obr. 8 Grafické znázornění z hodnoty ( Vegetativní bakterie, kvasinky a plísně mají z hodnotu v oblasti 4,4 6,6 C, endospory rodů Clostridium a Bacillus 3 až 30 C. Pro výpočet sterilačních programů u málo kyselých potravin, což se týká i masa, se vychází ze z hodnoty = 10 C (GÖRNER, 2004) Činitelé ovlivňující termosterilaci Sterilační režim, tzn. výše sterilační teploty a doba, po kterou musí působit, jsou ve vzájemném vztahu a zároveň je ovlivňován četnými faktory. Zásadně se mění povahou prostředí Vlhkost prostředí Důležitým faktorem, který usnadňuje devitalizaci mikroorganismů, je dostatek pohotové vody. V přítomnosti vody hynou mikroorganismy mnohem rychleji než v suchu. Zvýšená odolnost mikroorganismů v suchém prostředí se projevuje především jako nebezpečí suchých úkrytů. Mohou to být např. těžko smáčitelné nečistoty na stěnách obalů. V potravinách s vysokým obsahem tuku je taktéž malý obsah vody, 36

35 v takovém prostředí se ale mikroorganismy těžko množí a spory zde prakticky neklíčí (KYZLINK, 1976) Kyselost prostředí Rozlišujeme zcela kyselé prostředí v ovoci, ovocných výrobcích, okyselených zeleninových konzervách. Tyto potraviny mají ph 3,5 až 4, což pro většinu mikroorganismů představuje velmi nepříznivé prostředí. Málo kyselé a zcela nekyselé prostředí přestavuje čerstvá a neokyselená zelenina, maso a jiné potraviny s ph vyšším než 4,0. Dále se tyto potraviny dělí na málo kyselé (ph 4,0 až 6,5) a zcela nekyselé s ph vyšší než 6,5 (ADAMS, 2008) Složky potravin Některé přirozené složky potravin mohou působit na mikroorganismy protektivně nebo naopak bakteriostaticky. Chlorid sodný v nízké koncentraci zvyšuje odolnost některých bakteriálních spor vůči záhřevu. Účinky různých látek na mikroorganismy jsou velmi rozmanité, například účinek glukózy na Staphylococcus aureus je negativní, ale chlorid sodný působí protektivně (SIVASANKAR, 2004). Dusitany, které jsou součástí solících směsí, inhibují růst anaerobních bakterií, zejména Clostridium botulinum. Dusitany ale neovlivňují růst Gram negativních bakterií, např. koliformů. Výskyt této skupiny mikroorganismů je dle Tartého (2009) stejný u výrobků s dusitanovou solící směsí a výrobků, kde byla použita pouze sůl bez dusitanů. Mimo jiné dusitany příznivě ovlivňují senzorické vlastnosti, a to barvu a aroma Výchozí koncentrace mikroorganismů Ve velkém množství mikroorganismů je větší pravděpodobnost výskytu odolných forem než v malé populaci mikroorganismů. Také je větší pravděpodobnost, že někteří jedinci najdou poměrně výhodné mikroprostředí, např. suchý úkryt, ve kterém snesou velmi dlouhý sterilační záhřev nebo mohou přežít (KYZLINK, 1976). Rychlost usmrcování mikroorganismů klesá s poklesem jejich četnosti, tzn. inaktivace malých zbytků mikroorganismů je podstatně zdlouhavější než jejich redukce na počátku sterilace. Proto není cílem dosažení nulového počtu mikroorganismů, ale jen dosažení tak nízkého počtu mikroorganismů, že je jejich virulence velmi nízká. Poměrné snížení počtu mikroorganismů není závislé na výchozí 37

36 koncentraci ale na době zahřívání. Absolutní snížení počtu mikroorganismů po dané době zahřívání je závislé na jejich výchozí koncentraci (LUND, 2000). Při sterilaci potravin, které mají kyselé ph a tedy nevhodné prostředí pro růst většiny mikroorganismů, se častěji setkáváme s nadbytečnou sterilací. Dochází tak ke ztrátě nutričních látek a nežádoucím senzorickým změnám produktu, například rozbředlá konzistence. Na druhou stranu u málo kyselých potravin, jako jsou masné konzervy, je velkým zdravotním rizikem nedostatečná sterilace. Proto by měly mít suroviny určené k sterilaci co nejnižší mikrobiální kontaminaci (JAY, 2005) Doba působení tepla Při termoinaktivaci mikroorganismů je hodnota z důležitým ukazatelem, protože zůstává většinou v celém spektru používaných teplot stálá. Nejčastějšími testovacími mikroorganismy pro nekyselé potraviny jsou Clostridium botulinum a Clostridium sporogenes, protože mají průměrnou a nekolísající hodnotu z = 10 C (HEREDIA, 2009). K dosažení stejného sterilačního účinku lze exponenciálně zkrátit dobu záhřevu pouze lineárním zvýšením teploty. Hodnota z letalitních čar mikroorganismů činí 5 až 15 C, zato z nutričně cenných látek je nad 50 C. Volíme proto termický zákrok s co nejvyšší teplotou a přiměřeně krátkou dobou působení (KYZLINK, 1988). Jednoduchá aplikace termoinaktivačních čar ke stanovení potřebné doby sterilace při zvolené konstantní inaktivační teplotě je možná jen ve výjimečných případech, kdy se tenká vrstva potraviny vstupující do sterilátoru na tuto teplotu t prakticky okamžitě ohřeje a po výdrži se stejně rychle ochladí, takže je možné zanedbat termoinaktivační účinek doby, ve které se teplota zvyšovala a snižovala. Tento případ nastává pouze u průtokových sterilátorů tekutých výrobků. Ve všech ostatních případech pomalejšího zahřívání a chlazení je třeba počítat s tím, že se sterilační teplota během doby celé sterilační operace mění, a tím tedy každý okamžik této operace přispívá k celkovému inaktivačnímu účinku nestejným podílem (KYZLINK, 1976). 38

37 Obr. 9 Termoinaktivační čáry ( Proces sterilace Aby byla sterilace úspěšná, je rozhodující vyhřát sterilované potraviny na požadovanou teplotu. Teplo ale nepronikne do ošetřované potraviny naráz. Je proto důležité znát časový průběh teplot zahřívacího média i časový průběh prostupu tepla do sterilované potraviny. Průběh teplot při sterilaci v závislosti na čase se nazývá sterilační režim. Sterilační režim lze rozdělit do tří fází (ILČÍK, 1982). Čas záhřevu (heating phase) vyjadřuje čas, který je potřebný na zahřátí sterilační lázně na sterilační teplotu. V případě skleněných obalů je tento čas delší než při použití kovových obalů, protože se musí zohlednit teplotní rozdíl lázně a náplně obalu. Při prudkém vzestupu teploty by skleněné obaly mohly praskat. Pokud jsou obaly kovové, může být čas záhřevu krátký (STEINHAUSER, 1995). Čas výdrže (holding phase) je čas, po který je teplota média udržována na požadované sterilační teplotě. Hodnota teploty výdrže se stanovuje podle průběhu 39

38 teploty uvnitř sterilovaného obalu. K tomu slouží termosondy umístěné v tzv. cold pointu, tedy v místě, kde se konzerva prohřívá nejpomaleji (SIVASANKAR, 2002). Čas chlazení (cooling phase) je doba potřebná na zchlazení obsahu konzervy na vnitřní teplotu kolem 30 C. Tato doba má být poměrně krátká, aby vlivem vysokých teplot nedocházelo ke zhoršení senzorických a nutričních hodnot nebo případnému pomnožení přeživších termofilních anaerobních MO v teplotním pásmu kolem 60 C (ILČÍK, 1982). Obr. 10 Teplotní fáze sterilačního procesu (HEINZ, 2007) Prostup tepla do konzerv Délka sterilačního režimu závisí mimo jiné na rychlosti prostupu tepla z ohřívaného prostředí do středu konzervy. Prostup tepla závisí na: - tepelné vodivosti obalu - druhu náplně - způsobu sterilace -schopnosti vyhřívací koupele odevzdávat teplo. Tepelná prostupnost do výrobku musí být určena za nejméně příznivých podmínek, kterým bude výrobek vystaven při výrobě. Pro tento účel musí být během tepelného procesu sledována teplota v nejpomalejším bodě ohřívání v obsahu obalu (ILČÍK, 1982). 40

39 Čas a teplota musí vždy zohledňovat tvar, velikost a obsah sterilované konzervy. Teplotu je nutné zjišťovat sondou vždy v místě, které se ohřívá nejpomaleji, tzv. kritickém tepelném místě produktu. U tekutých výrobků se tato kritická oblast nachází v 1/3 výšky konzervy, v konzervách s pevným obsahem je toto místo ve středu konzervy. V případě tekutého obsahu konzervy se teplo šíří konvekcí, pokud je náplň pevného charakteru jedná se o kondukci. Zploštělé konzervy mají lepší konduktivitu než obdélníkovitého tvaru a to i při stejném objemu (VIEIRA, 1996). Obr. 11 Kritické tepelné místo v tekutém a pevném obsahu konzervy ( Tvorba sterilačního režimu Záznam z termosondy týkající se prostupu tepla společně s dalšími významnými faktory musí být zapracovány do sterilačního režimu. U konvenčně sterilovaných konzervovaných výrobků takový sterilační režim musí zahrnovat minimálně následující data: specifikace výrobků a náplně včetně jakýchkoliv omezení změn složek Zahrnuje údaje o receptuře, postupu přípravy, konzistentnosti výrobku. I malé odchylky od specifikací výrobku a náplně, které se mohou zdát zanedbatelnými, mohou způsobit závažné odchylky ve vlastnostech tepelné prostupnosti výrobku. U rotační sterilace může být důležitým faktorem viskozita, a proto musí být uvedena i ve specifikacích. velikost obalu (rozměry) a jeho typ, orientaci obalu a náležité umístění ve sterilátoru, 41

40 vstupní hmotnost výrobku (výrobků) včetně tekutiny, pokud ji výrobek obsahuje, prostor v prázdné části obalu (pokud existuje), Obsah vzduchu v naplněných flexibilních a poloohebných obalech by měl být co nejmenší z důvodu prevence nadměrné zátěže uzávěrů během tepelného zpracování. minimální počáteční teplota výrobku, typ a charakteristika systému tepelného zpracování, sterilační teplota, sterilační doba (FOOTITT, 1999). 3.6 Sterilace v autoklávu Tepelné zpracování musí být zahájeno co nejdříve po uzavření obalu, aby se předešlo mikrobiálnímu růstu nebo změnám v tepelné charakteristice výrobku. Zařízení pro sterilaci nekyselých potravin v obalu, což je případ masných konzerv, se obecně nazývá autokláv. Jedná se o tlakovou nádobu, ve které je možné uzavřené konzervy sterilovat při teplotě vyšší než 100 C za zvýšeného tlaku (FOOTITT, 1999). Uvnitř autoklávu se ustaví tlak rovný tlaku vodní páry při sterilační teplotě, což např. při teplotě 130 C odpovídá 270 kpa. Podobně se mění i tlak uvnitř konzerv úměrně jejich vnitřní teplotě, takže na konci záhřevu na 130 C je přetlak 170 kpa vůči atmosféře i v konzervách. U hliníkových obalů je potřeba ještě vyššího přetlaku při chlazení. Konzervy je zapotřebí po sterilačním záhřevu chladit za podmínek, za kterých je tento vnitřní tlak nemůže porušit (HEINZ, 2007). Z diskontinuálních autoklávů je nejjednodušší stacionární vertikální autokláv. Do autoklávu se konzervy vkládají v koších shora. Po vložení konzerv se autokláv uzavře a napustí se vodou tak, aby byly konzervy ponořeny. Voda musí náležitě pokrývat vrchní vrstvu obalů během celé doby zahřívání, sterilace i chlazení. Ke dnu se začne přivádět topná pára, která ve vodě autoklávu kondenzuje a celý jeho obsah se začne zahřívat. Po přesně stanovené době se zastaví přívod páry a do autoklávu se pustí studená voda, která vytlačuje horkou vodu přepadem a chladí konzervy (KOPŘIVA, 2002). Při chlazení je třeba řídit tlak v autoklávu a zabránit tak porušení konzerv jejich vnitřním přetlakem. Teplota se proto snižuje tak pomalu, aby přetlak v chladnoucích konzervách vůči tlaku v autoklávu nedosáhl nebezpečné hodnoty. Urychlení chlazení 42

41 umožňuje protitlakový autokláv, ve kterém se udržuje dostatečný tlak i během chlazení stlačeným vzduchem. Ohřev i chlazení ve stacionárním autoklávu jsou velmi pomalé, snahou je tyto procesy zrychlit. Zvýší se tak kvalita finálního výrobku. Pro konzervy s kapalnou náplní nebo kusovitou náplní v nálevu lze ohřev urychlit tak, že se konzerva v lázni pohybuje, její obsah se změnami polohy přelévá a zvyšuje se tak prostup tepla mezi teplou vodou v autoklávu a obsahem konzervy. Na základě tohoto principu pracuje rotační autokláv (ESTATES, 1995). Obr. 12 Stacionární vertikální autokláv ( Každý sterilátor výrobku, v tomto případě autokláv, musí být vybaven nejméně jedním měřícím zařízením pro záznam teploty a času. Toto zapisovací zařízení může být používáno v kombinaci s regulátorem páry a může sloužit jako zařízení pro kontrolu záznamu (KOPŘIVA, 2002). 3.7 Chlazení Chlazení konzerv je poslední fází sterilačního procesu. Chladí se většinou pitnou vodou vpuštěnou přímo do autoklávu. Voda by měla být prostá mikroorganismů a pokud možno s obsahem chloru. Při chlazení vzniká uvnitř konzerv podtlak, proto při jakékoliv netěsnosti dojde k nasátí vody a s ní i možných mikroorganismů. Ochlazené a osušené konzervy je třeba ukládat v suchých a chladných skladech. Toto pravidlo je nutné dodržovat u výroby nekyselých potravin, kde mohou sterilační proces přežívat 43

42 spory termofilních bakterií. Rychlé ochlazení a skladování při nízkých teplotách (hluboko pod 30 C) brání vyklíčení spor (ILČÍK, 1982). 3.8 Skladování a kontrola konzerv Při výrobě se pravidelně odebírají vzorky, které se skladují při teplotách vhodných pro vyklíčení spor a rozvoj mikroorganismů. Je tak možné zjistit závažné nedostatky ve výrobním postupu. Za kažení málo kyselých či nekyselých konzerv mohou nejčastěji dvě příčiny. Pokud je závada způsobena netěsností obalu, v hmotě se vyskytují rozličné druhy mikroorganismů sporulující i nesporulující. Je-li kažení příčinou nedostatečné sterilace, v obsahu jsou přítomny jen sporulující mikroorganismy zpravidla jen jednoho druhu, které přežily záhřev (KOPŘIVA, 2002). Konzervy se skladují v suchých, větratelných a čistých místnostech s nekolísající teplotou do 15 C. Zvláště konzervy s nekovovým obalem musí být chráněné proti přímému slunečnímu záření a světlu. Vlhkost a teplota vzduchu nesmí kolísat z důvodů kondenzace vody na konzervách, které by mohly korodovat. Pouze při prodeji je možné konzervy uchovávat při teplotě prostředí, tzn. kolem 20 C. Polokonzervy musí být skladovány pouze omezenou dobu při chladírenských teplotách (ANONYM, 2004) Posuzování sterilovaných konzerv Jako naprosto trvanlivé je možné označit jen ty konzervy, které po sterilaci neobsahují žádné mikroorganismy. Výrobek je tedy zcela sterilní, prostý veškerých mikroorganismů. Běžně v praxi se ale konzervy sterilují tak, aby splňovaly normy pro tzv. obchodně sterilní výrobek. Tento výrobek není naprosto sterilní, ale za podmínek skladování a po minimální dobu trvanlivosti je pro konzumenta zdravotně nezávadný (STOFOROS, 1995). Připouští se pokládat konzervy, které nejeví po inkubaci v termostatu odchylky vnějšího vzhledu a které odpovídají organoleptickým a fyzikálně chemickým požadavkům norem, i když obsahují mezofilní aerobní a fakultativně anaerobní sporotvorné bakterie, za obchodně sterilní (ČSN ) Termostatová zkouška Termostatová zkouška spočívá v inkubaci konzerv za podmínek příznivých pro růst potenciálních mikroorganismů, které mohly přežít sterilační proces. U konzerv se provádí při teplotě 37 C po dobu 7 dnů a při teplotě 35 C po dobu 10 dnů, 44

43 u polokonzerv při teplotě 37 C po dobu 3 dnů a při teplotě 35 C po dobu 5 dnů. Před uložením konzerv do termostatu se zkontroluje vnější stav konzervy, zejména kvalita uzávěru. Po dobu termostatové zkoušky se sleduje, zda na konzervě nevzniká bombáž vydutím víček (FOOTITT, 1999). O termostatové zkoušce se vedou přesné záznamy, ve kterých se uvede datum sterilace a posudek konzervy před zkouškou a po zkoušce. Ve špatně sterilovaných nebo špatně uzavřených konzervách se tvoří bombáže. Pokud vznikne chyba netěsností obalu, v konzervě se při následném mikrobiologickém rozboru vyskytují rozličné druhy mikroorganismů, které do obalu vnikly během sterilačního procesu. V případě nedostatečné sterilace v konzervě nalézáme pouze sporotvorné mikroorganismy, které nedostatečný záhřev nepřežily (ANONYM, 2009). Termostatové zkoušky se souběžně doplňují mikrobiologickým rozborem konzerv, které se podrobily termostatové zkoušce. Mikrobiologickými rozbory se nesmí zjistit přítomnost patogenních nebo podmínečně patogenních mikroorganismů a jejich toxinů (ILČÍK, 1982). Pro zabezpečení zdravotní nezávadnosti jsou všechny výrobky před expedicí uloženy ve skladech hotových výrobků. Zde jsou vyznačeny jednotlivé šarže, aby bylo možné po výsledku termostatové zkoušky rozhodnout o uvolnění výrobků do prodeje či nikoliv. Pokud se při termostatické zkoušce nebo po dobu uložení ve skladu zjistí chyby na konzervách, je nutné analyzovat příčiny vzniklých chyb a sjednat nápravu (KOPŘIVA, 2002). 3.9 Vliv na nutriční složky během termosterilace Veškeré přípravné práce předcházející termosterilaci i samotný sterilační proces by měly být provedeny tak, aby co nejméně poškozovaly termolabilní látky. Při tepelné sterilaci nejlépe odolávají všem změnám a změnám teploty tuky. Mnohem citlivější jsou bílkoviny. Při zahřívání obsahu konzerv nastává nejdříve denaturace bílkovin a následuje koagulace. Změny v rozpustnosti bílkovin nastávají již při nízkých teplotách kolem 40 C, při teplotě 65 C je již zdenaturována podstatná část bílkovin (BUDIG, 2012). Ze tkání se uvolňuje voda v podobě masné šťávy, která se během chlazení účastní na tvorbě rosolů. Změny konzistence závisí na obsahu kolagenu, jehož hydrolýza probíhá při teplotách od 80 C. Při vysokých sterilačních teplotách nastává další odbourávání a déle trvající vysoké teploty způsobují uvolňování amoniaku 45

44 a sulfanu. Dále se po sterilaci zvýší číslo kyselosti tuků, způsobené termickou hydrolýzou. Obsah amoniaku v masových konzervách je i spolehlivým ukazatelem kvality suroviny (ILČÍK, 1982). Tab. 7 Obsah amoniaku a sulfanu v masových konzervách sterilovaných při různých teplotách (ILČÍK, 1982). výrobek obsah NH 3 (mg ve 100 g) obsah H 2 S (mg ve 100 g) 121 C 130 C 121 C 130 C hovězí ve vlastní šťávě 27,3 55,5 0,41 0,66 vepřové ve vlastní šťávě 22 45,5 0,1 0,46 Během sterilace se mění i biologická hodnota masa. Dochází k úbytku vitamínů, které se vlivem tepla rozkládají. Ztráty vitaminu B 1 dosahují 25 až 55%, u vitaminu B 2 se jedná o 10 až 33 %. Termosterilací se často zlepší nebo vzniknou žádoucí senzorické vlastnosti výrobku a sterilované konzervy jsou často bez dalších úprav připravené ke konzumaci - např. paštiky, případně po ohřátí - hotová jídla, maso ve vlastní šťávě (BUDIG, 2012) Vady konzerv K porušení jakosti nebo zdravotní nezávadnosti konzerv může nejčastěji v procesu výroby dojít v následujících bodech Snížení jakosti suroviny nebo nedodržení postupu výroby Projevují se obsahem nepoživatelných částí v obsahu (štětiny, kostní úlomky, chrupavky) případně cizími předměty, nehomogenností a nízkou vypracovaností náplně, netypickým pachem apod. Nejvýrazněji se projevují smyslové odchylky (ILČÍK, 1982) Porušení obalu Netěsnosti jsou většinou vytvořeny při zavírání konzerv (netěsnosti víčka) nebo při výrobě plechovek (netěsnosti dna nebo švu pláště). Projevují se únikem náplně při termostatové zkoušce nebo rozkladem náplně (TOLDRÁ, 2010). 46

45 Reakce obalu s náplní Probíhá již od naplnění a tepelného opracování konzerv. Reakce obalu s obsahem konzervy může být příčinou vzniku chemické bombáže. Uvolňovaný plyn se nestačí vázat složkami náplně a vytvoří v konzervě přetlak (PAINE, 1992) Nepřesné tepelné opracování Údržnost a celkovou kvalitu konzerv nejvíce ovlivňuje nedodržení sterilačního režimu, a to buď nedostatečné tepelné opracování, překročení sterilačního režimu nebo pomalé chlazení. Nedodržení stanoveného režimu sterilace, jeho podhodnocení, vede k přežití mikroorganismů, které se v pro ně příznivých podmínkách skladování konzerv pomnoží a způsobí změny náplně. Rozkladná činnost mikroorganismů se projeví jako bombáž (KYZLINK, 1988) Nesprávné chlazení Prudké chlazení může způsobovat popraskání sklenic. Malé konzervy se obvykle pouze deformují do tzv. nosu (radiální prohnutí víčka nebo dna napříč pérováním). Velmi častou příčinou vzniku bombáže je reinfekce náplně chladící vodou. Voda může vniknout do konzerv s nedokonale provedeným uzávěrem. Pro chlazení je nezbytné používat zásadně chlorovanou pitnou vodu (STEINHAUSER, 1995) Poškození obalu Nevhodná manipulace s konzervami způsobuje poškození obalu, které může být již samo o sobě příčinou vyřazení. Skladování konzerv v nevhodných podmínkách, jako je kolísající teplota, může způsobit rozvoj přeživších mikroorganismů. Pokud jsou konzervy skladovány při vysoké vlhkosti vzduchu, hrozí koroze obalu (YAM, 2009). 47

46 3.11 Systém HACCP pro výrobu sledovaných výrobků Zavedený systém HACCP pro výrobu masových konzerv zahrnuje 3 kritické kontrolní body. Proudový diagram i s vyznačenými kritickými kontrolními body graficky znázorňuje obr. 13. CCP 1 příjem suroviny příprava vedlejších surovin tepelné opracování hlavní masné složky chlazení smíchání surovin mělnění + míchání plnění obalů CCP 2 uzavírání obalů vložení do sterilačního koše CCP 3 sterilace + chlazení inkubace a skladování etiketace expedice Obr. 13 Proudový diagram s vyznačenými kritickými body u sledovaných výrobků 48

47 Kritický bod č. 1 Příjem suroviny Nebezpečí: biologické (nežádoucí mikroorganismy), fyzikální (cizí tělesa) Kritické meze: jakostní surovina, včetně přísad (koření) Sledování:vizuální kontrola při přejímce od dodavatele Nápravná opatření: vyřazení nevyhovujících surovin, vrácení dodavateli Dokumentace: záznamy v evidenci Kritický bod č. 2 Uzavírání konzerv Nebezpečí: biologické (nežádoucí mikroorganismy) Kritické meze: dílo neprodleně plnit do obalů, včasné tepelné opracování konzerv Sledování: průběžná vizuální kontrola Nápravná opatření: vyřazení nevyhovujících konzerv Dokumentace: záznam v příslušné dokumentaci Kritický bod č. 3 Tepelné opracování konzerv a chlazení Nebezpečí: biologické (pomnožení nežádoucích mikroorganismů) Kritické meze: teplota a doba expozice tepelného ošetření. Chlazení v autoklávu na teplotu C, po uvolnění přetlaku se konzervy zbaví přebytečné vody ve víčku, osuší se teplým vzduchem. Uložení v chladné místnosti. Sledování: registrace teploty Nápravná opatření:úprava teplotních poměrů Dokumentace: registrační záznamy teploty 49

48 4 MATERIÁL A METODY Cílem práce bylo stanovit mikrobiologickou jakost masových konzervovaných výrobků před sterilací. Mikrobiologicky byla sledována výchozí surovina pro výrobu výrobku č. 1, a to tepelně opracované maso (TOM). Jedná se o tepelně opracovanou surovinu složenou z vepřového masa, vepřových kůží a vepřového sádla. Tato výchozí surovina byla po tepelném opracování zchlazena různým způsobem a následně byly odebrány vzorky k mikrobiologickému rozboru. Dalším úkolem bylo porovnat mikrobiální kontaminaci dvou typů výrobků s odlišným složením před sterilací. Odběry a analýzy probíhaly od září 2012 do února Rozbory byly prováděny v podnikové laboratoři a v laboratoři Ústavu technologie potravin Mendelovy univerzity v Brně. 4.1 Materiál Pro stanovení mikrobiologické kontaminace masových konzerv před sterilací byly mikrobiologicky analyzovány následující vzorky. Tepelně opracované maso tepelně opracovaná surovina, hlavní složka výrobku č. 1 Složení: vepřové maso, vepřové kůže, vepřové sádlo Vzorky tepelně opracovaného masa byly odebírány v různé fázi chlazení z nádob umístěných v chladírenském prostoru. Minimální hmotnost jednoho vzorku byla 500 g, celkem byly vždy odebrány 4 vzorky. Výrobek č. 1 lahůdkový vepřový krém masný výrobek tepelně opracovaný Složení: vepřové sádlo a vepřové maso a vepřová játra a vepřová kůže (celkem 76 % hm.), voda, solící směs (sůl, konzervant E 250), stabilizátor (E 410, E 407, E 508), cibule, koření, kořenící přípravek (zvýrazňovače chuti E 621, E 635, extrakty koření, sůl, aroma). Obsah masa 25%. Obsah tuku max. 45%. Hmotnost obsahu: 100g 50

49 Výrobek č. 2 masný výrobek tepelně opracovaný Složení: uzený vepřový bůček (30% hm.), voda, vepřové maso, vejce, rajčatový protlak, sůl, koření, stabilizátor (E 410, E 407, E 508), přísada (sůl, kvasničné extrakty, aromata). Obsah masa: 40 % hm. Obsah tuku max. 40 % hm. Hmotnost obsahu: 100g Vzorky výrobků č. 1 a 2 byly odebírány po naplnění do spotřebitelských obalů o objemu 100g. Mikrobiologická analýza byla provedena ihned po zavíčkování a před sterilací. Byly odebrány vždy 4 konzervy. V tab. 8 jsou uvedeny hlavní rozdíly ve složení obou výrobků, které by mohly mít vliv na stupeň mikrobiální kontaminace. Tab. 8 Srovnání složení u sledovaných výrobků. výrobek č. 1 výrobek č. 2 obsah masa (% hm) maso tepelně opracované uzené+ zmrazené obsah tuku (% hm) 45 ANO 40 NE játra obsah soli není rozdíl (<2,5%) není rozdíl (<2,5%) dusitan sodný (E250) ANO NE koření není rozdíl není rozdíl 4.2 Použité přístroje Při odběru vzorků se teplota materiálu ověřovala digitálním vpichovým teploměrem Tomgast s přesností na 0,1 C. Po sterilním odběru vzorků se ukládaly do termoboxu typu E 16 firmy Kalttech (Německo). K navažování vzorků, reagencií a kultivačních půd byla použita přesná laboratorní váha firmy Denver Summit (USA) s citlivostí ±0,001 g. Pro homogenizaci vzorku sloužil přístroj Bag Mixer 100 Mini VP (USA) s možností nastavení času a frekvence kmitů homogenizace. V parním vakuovém sterilizátoru Tuttnauer Nova (Holandsko) se sterilizovaly kultivační půdy potřebné k mikrobiologickému vyšetření. Pro inkubaci naočkovaných půd sloužil inkubátor Memmert INB Basic (Německo) s přirozenou cirkulací vzduchu. Chladící komorový termostat výrobce BMT Medical Technology (ČR) byl využíván pro úchovu vzorků mikrobiologickou analýzou. 51

50 Pro napipetování inokula sloužila mikropipeta Eppendorf (Německo) s nastavitelným objemem, maximálně 1ml. Mezi další nezbytné vybavení patřily jednorázové Petriho misky o průměru 10 cm, jednorázové plastové špičky k mikropipetě, skleněné pipety, skleněné odměrné válce a laboratorní kádinky různého objemu. 4.3 Příprava laboratorních pomůcek Laboratorní sklo (pipety, zkumavky, odměrné válce, zkumavky, reagenční lahve) a odběrové nástroje (nerezové lžíce) byly sterilizovány v horkovzdušném sterilizátoru při teplotě 165 C po dobu 1 hodiny. Zkumavky s destilovanou vodou a reagenční lahve s kultivační půdou byly sterilizovány v parním sterilizátoru při 121 C po dobu 20 minut. 4.4 Stanovované skupiny mikroorganismů U tepelně opracovaného masa (TOM) byl zjišťován pouze celkový počet mikroorganismů (CPM). Pro celkový přehled o mikrobiální kontaminaci výrobků před sterilací byly mimo CPM zjišťovány i jednotlivé skupiny mikroogranismů, tedy koliformní bakterie, enterokoky, E. coli, plísně a kvasinky. 52

51 4.4.1 Stanovení celkového počtu mikroorganismů Ve vzorcích byl stanovován celkový počet mikroorganismů (CPM) vykultivovaný na Plate Count Agaru (PCA). Složení a příprava kultivační půdy PCA agar (NOACK, Francie) trypton 5,0 g kvasničný extrakt 2,5 g glukóza 1,0 g bakteriologický agar 12,0 g Navážka 20,5 g PCA sušené půdy se rozpustila v 1 litru destilované vody a zahřívala se do úplného rozpuštění. Sterilizace probíhala při teplotě 121 C po dobu 15 minut. Poté se půda udržovala ve vodní lázni při 45 C až do okamžiku zalití připravených Petriho misek s inokulem. Misky se inkubovaly 72 hodin při teplotě 30 C. Na miskách se odečítaly všechny vyrostlé kolonie bakterií, plísní a kvasinek. Počítaly se pouze misky obsahující méně než 300 kolonií. Obr. 14 Kolonie mikroorganismů narostlých na Plate Count Agaru. 53

52 4.4.2 Stanovení počtu E.coli a koliformních bakterií Počty kolonií E.coli a koliformních bakterií byly získány kultivací na Compass Ecc Agaru (NOACK, Francie). Složení a příprava kultivační půdy Compass Ecc Agar pepton látky na úpravu ph růstové stimulátory chromogenní činidla selektivní činidla bakteriologický agar 18,4 g 5,8 g 3,55 g 0,44 g 1,61 g 11 g Do skleněné reagenční láhve se převedla navážka (40,8 g na 1 litr vody) živné půdy Compass Ecc Agar a rozpustila se v destilované vodě. Sterilizace v autoklávu při 121 C po dobu 15 minut. Petriho misky s 1 ml inokula příslušného dekadického ředění byly zality půdou vychlazenou na 45 C. Inkubace misek probíhala při teplotě 37 C po dobu 24 hodin. Koliformní mikroorganismy vytváří na COMPASS Ecc Agaru růžovo fialové kolonie. Escherichia coli je charakteristická tvorbou modrých kolonií. Obr. 15 Kolonie koliformních bakterií (růžovo fialové) a modré kolonie E.coli vykultivované na Compass Ee Agaru ( 54

53 4.4.3 Stanovení počtu enterokoků Pro stanovení počtu enterokoků byla použita půda COMPASS Enterococcus Agar (NOACK, Francie). Složení a příprava půdy pepton kvasničný extrakt chlorid sodný Tween 80 selektivní činidla X - glukosid bakteriologický agar 27,5 g 5,0 g 5,0 g 1,0 g 0,3 g 0,1 g 14,0 g Ve skleněné reagenční láhvi se smíchalo 52,9 g půdy a 1000 ml destilované vody. Po rozpuštění a uzavření láhve víčkem se sterilizovala při teplotě 121 C po dobu 15 minut. Připravené Petriho misky s 1 ml inokula byly zality vychlazenou půdou a inkubovány. Po kultivaci při teplotě 37 C po dobu 24 hodin se odečítaly charakteristické modré kolonie. Obr. 16 Kolonie enterokoků na půdě COMPASS Enterococcus Agar. (www. innovationdiagnostic.com) 55