Спосіб термічної стерилізації м’ясопродуктів

Спосіб термічної стерилізації м'ясопродуктів, який включає їх нагрівання в герметичній металевій тарі циліндричної форми у середовищі перегрітої водяної пари під тиском та витримування при температурі середовища за попередньо розрахованим режимом стерилізації для досягнення стерилізаційного F-ефекту та додатково врахованим коефіцієнтом оцінки органолептичних властивостей та харчової цінності м'ясопродуктів, який відрізняється тим, що оптимальний режим стерилізації визначають додатково враховуючи попередньо проведену теплову обробку в цій тарі прянощів за формулою стерилізації, розраховують режим теплової обробки попередньою тепловою обробкою спецій за формулою стерилізації B C D , де B - тривалість нагрівання спецій у TCc n Корисна модель належить до м'ясопереробної промисловості, зокрема до способів інтенсифікації технології термічної стерилізації, пастеризації та тиндалізації м'ясопродуктів у герметичній тарі (консервів), а саме до способів визначення оптимального режиму стерилізації м'ясних продуктів і може бути використаний на підприємствах по виготовленню консервів з різними формами власності для одержання високоякісних консервованих м'ясопродуктів при зниженні енерговитрат. Для вибору оптимального режиму стерилізації, тобто температури нагріваючого середовища (температури стерилізації) та часу стерилізації, необхідно враховувати: характеристики тепловіддачі на поверхні консервної банки; теплофізичні характеристики м'ясопродуктів; наявність чи відсутність попередньої обробки спецій, початкову концентрацію та термостійкість мікрофлори; гранично допустиму температуру та час її витримки і контролювати органолептичні властивості та харчову цінність продукту. Відомий спосіб термічної стерилізації м'ясних консервів, який включає нагрівання м'ясопродуктів у герметичній металевій тарі циліндричної форми в середовищі перегрітої водяної пари під тиском та витримування при температурі середовища за попередньо розрахованим режимом стерилізації при певних температурі TC та часу стерилізації t [Патент України №31249А МПК6: А23В4/00]. Технічний результат способу проявляється в результативності стерилізації - досягненні F-ефекту при оптимальних енерговитратах, який отримують за рахунок того, що: визначення F-ефекту проводиться на основі рівняння Ареніуса; задания Тс та t проводиться з врахуванням виду і концентрації мікрофлори. Недоліком відомого способу є відсутність чисельного прогнозування змін органолептичних властивостей та біохімічних змін у продукті під час стерилізації, що у ряді випадків може привести до погіршення органолептичних властивостей і харчової цінності отриманих консервів. Найбільш близьким за сумою суттєвих ознак до способу, що заявляється, є спосіб термічної стерилізації м'ясопродуктів, який включає їх нагрівання в герметичній металевій тарі циліндричної форми у середовищі перегрітої водяної пари під тиском та витримування при температурі середовища за попередньо розрахованим режимом стерилізації для досягнення стерилізаційного Fефекту з врахуванням коефіцієнта оцінки органолептичних властивостей та харчової цінності м'я (19) UA (11) 16394 (13) U консервних банках; C - тривалість стерилізації; D - тривалість зниження температури до рівня, за якого можна розвантажувати апарат; TC - температура стерилізації спецій. 3 16394 4 сопродуктів [Патент України №67128А МПК6: А23В тури Тк в центрі м'ясопродукту, за якої стериліза4/00]. ційний F-ефект досягає нормативної величини Fн; Технічний результат способу проявляється в температури стерилізації ТС, тривалості t3 витрирезультативності стерилізації - досягненні Fмування м'ясопродукту у нагріваючому середовиефекту при оптимальних енерговитратах, який щі після моменту досягнення у його центрі темпеотримують за рахунок того, що: попередньо виратури ТC, та контролем органолептичних значення F-ефекту проводиться на основі рівняння властивостей і біологічної цінності продукту шляАреніуса; задания Тс та t проводиться з врахуванхом розрахунку коефіцієнта їх оцінки, який відповіням виду і концентрації мікрофлори. Недоліком дає температурним змінам в елементарному об'євідомого способу, в цілому, є значна енергоєммі упродовж часу С0 при T*=100°С, за формулою: T T ність. 1 (T T ) Запропонований нами спосіб у суттєвій мірі C0 e Ei (T TC ) Ei (T* TC ) 10 Z tC s усуває недоліки прототипу і забезпечує менші виде е - основа натурального логарифма; Еi - інтрати енергії шляхом проведеної теплової обробки тегральна показникова функція; =(ln 10/Z0); Z0 чорного меленого перцю перед стерилізацією м'япоказник, який залежить від органолептичної власних консервів. стивості продукту, що розглядається; Т - кінцева Спосіб забезпечує необхідний рівень знищентемпература, яка досягається на відстані 5 мм від ня мікрофлори після закінчення процесу стериліповерхні продукту; ТC - температура стерилізації; s зації за високих кваліметричних показників стери- коефіцієнт, який визначають за теплофізичними лізованого м'ясопродукту. характеристиками м'ясопродуктів та геометричниВ основу корисної ммоделі поставлено зами розмірами тари; tC - тривалість витримування вдання створити ефективний, доступний в інженем'ясопродукту у нагріваючому середовищі після рній практиці спосіб стерилізації м'ясних консервів моменту досягнення температури ТC. у середовищі перегрітої водяної пари під тиском за Технічний результат проявляється в отриманні оптимальних температури та часу нагрівання з високоякісного стерилізованого м'ясопродукту з прогнозованими високими органолептичними влазаданими органолептичними властивостями та стивостями продукту. харчовою цінністю за мінімальних енерговитрат, Технічний результат досягають попередньою який відповідає вимогам санітарнотепловою обробкою спецій за формулою стерилімікробіологічної безпеки. Механізм позитивного B C D зації , де B - тривалість нагрівання спеефекту забезпечується тим, що перед проведенTCc n ням стерилізації мелений перець піддавався попередній тепловій обробці, і при розрахунку режицій у консервних банках; C - тривалість стериліму стерилізації враховуються мікробіологічні та зації; D - тривалість зниження температури до теплофізичні характеристики консервів і нагріваюрівня, за якого можна розвантажувати апарат; TC чого середовища. - температура стерилізації спецій; та створенням Під час проведення заявником патентнооптимального режиму стерилізації, що досягаєтьінформаційного пошуку знайдено технічне рішення ся шляхом задавання температури середовища [Патент України №67128А МПК6: А23В 4/00], в TC і часу стерилізації t, які при заданому значенні якому є ряд суттєвих ознак, спільних із заявленим - використання попереднього визначення темпеF-ефекту обчислюють за формулами: b b ратурного режиму для знищення мікрофлори в ; Ab T b b F DH e Ei Tк Ei Tn Ei (Tn ) Ei (Tк ) Abe T t3 м'ясопродуктах під час стерилізації. Спосіб вклюs TC To чає їх нагрівання в герметичній металевій тарі циліндричної форми у середовищі перегрітої водяної 1 Tк TC t ln t3 , пари під тиском та витримування при температурі s p середовища за попередньо розрахованим режина основі наступних характеристик: коефіцієнмом стерилізації для досягнення стерилізаційного та р, який визначають за теплофізичними характеF-ефекту. ристиками м'ясопродуктів і різницею між темпераОднак наявність зазначених спільних з прототурою стерилізації та їх початковою типом ознак не забезпечує технічного результату температурою; коефіцієнта s, який визначають за заявленого технічного рішення. теплофізичними характеристиками м'ясопродуктів Технічних рішень, які б за сукупністю ознак поE вністю співпадали із заявленим способом, не вита геометричними розмірами тари; b , де Е R явлено. Це дозволяє зробити висновок про відпоенергія активації виду мікрофлори, R - універсальвідність заявленого технічного рішення критерію на газова постійна; Аb=Аlgе, де А - стеричний факвинаходу "новизна". тор мікрофлори, е - основа натурального логариУ патентній та науково-технічній інформації не фма; коефіцієнта DTн - який дорівнює необхідному знайдено технічних рішень, в яких були б описані часу для зменшення концентрації мікрофлори в 10 відомості про ознаки, що відрізняють заявлений разів при фіксованій нормативній температурі спосіб від прототипу і забезпечують досягнення Тн=121,1°С; інтегральної показникової функції Еі технічного результату - попередньою тепловою [Лебедев Н.Н. Специальные функции и их примеобробкою попередньою тепловою обробкою спенение. - М.: Физматгиз, 1963. - 358с.]; порогового B C D цій за формулою стерилізації , де В значення температури Тn, після досягнення якої TCc n розпочинається знищення мікрофлори; темпераC C C C * * 0 5 16394 6 тривалість нагрівання спецій у консервних банках; величина F-ефекту F менша за Fн, то Тк прирівнюС - тривалість стерилізації; D - тривалість зниженють до ТС і табулюють формулу за часом витриня температури до рівня, за якого можна розванмування консервів із від 0 до значення, при якому тажувати апарат; ТC - температура стерилізації F=Fн. спецій. 1 Tк TC ln t C розраховуЗа формулою t Отже заявлене технічне рішення не випливає s p явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити ють час стерилізації. висновок про його відповідність критерію корисної За формулою моделі "винахідницький рівень". T T Заявлений спосіб належить до способів опти1 (T T ) C0 e Ei (T TC ) Ei (T* TC ) 10 Z tC , мізації технології стерилізації, пастеризації та тинs далізації м'ясопродуктів у герметичній металевій де С0 відповідає часу температурних змін в елетарі циліндричної форми і може бути використаний ментарному об'ємі при T*=100°С; е - основа натуна підприємствах по виготовленню консервів з рального логарифма; Еi - інтегральна показникова різними формами власності для одержання висофункція; =(ln 10/Z0); Z0 - показник, який залежить коякісних консервованих м'ясопродуктів у м'ясопевід органолептичної властивості або біологічної реробної промисловості, а тому відповідає критецінності продукту, що розглядається; Т - кінцева рію "промислова придатність". температура, яка досягається на відстані 5мм від Таким чином, заявлене технічне рішення є ноповерхні продукту; s - коефіцієнт, який визначають вим, промислове придатним, має винахідницький за теплофізичними характеристиками м'ясопродурівень, тобто відповідає всім умовам патентоктів та геометричними розмірами тари; tC - триваспроможності корисної моделі відповідно до розділість витримування м'ясопродукту у нагріваючому лу П закону України "Про охорону прав на винахосередовищі після моменту досягнення температуди і корисні моделі" №1771-III, 2000p. ри ТC, розраховують коефіцієнти органолептичних Здійснення способу проводять наступним чивластивостей та біологічної цінності продукту. Якном. що кваліметричні показники продукту виходять за Визначають за відомими методиками [Гинззадані норми, змінюють температуру ТC нагріваюбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофичого середовища і повторюють розрахунок часу зические характеристики пищевых продуктов. - М.: стерилізації та кваліметричних показників. Таким Пищепром., 1980, 288с.] або беруть з паспортних чином табулюють ТC у межах ресурсу стерилізаданих характеристики стерилізаційного апарату і ційного апарата до досягнення заданих кваліметконсервів з м'ясопродуктів, що виготовляються: ричних показників. 1) теплофізичні: коефіцієнти теплопровідності У результаті отримують параметри режиму , температуропровідності , теплообміну ; стерилізації: температуру ТC та час t стерилізації, 2) мікробіологічні та біофізичні: стеричний фаякі використовуються в роботі. ктор А; енергія активації Е виду мікрофлори; задаСпосіб термічної стерилізації застосовувався не необхідне значення Fн (F-ефекту); коефіцієнт для виробництва консервів "Яловичина тушковаDтн, температура ТC нагріваючого середовища на" 1-го сорту у циліндричній металевій стандарт(температура стерилізації); порогове значення ній тарі №9. температури Tn, після досягнення якої розпочинаПеред поміщенням у консерви яловичини тушється знищення мікрофлори; кованої 1-го сорту попередньо піддавали тепловій 3) геометричні: розміри консервної банки - виобробці чорний мелений перець в банках СКО-83сота 2l та радіус R0, 1 (500мл) за розробленою формулою стерилізації 4) органолептичні та харчової цінності: Z0 - по25 55 25 при тиску 2,6кгс/см2. казник органолептичної властивості або біологіч120 ної цінності. Після цього консерви стерилізували у камері Розраховують режим теплової обробки спецій автоклаву періодичної дії АВ-4, в нагріваючому B C D за формулою стерилізації , де В - трива(пароповітряному) середовищі з коефіцієнтом воTCc n логи 0,1. Для вибору режиму стерилізації встановлювали такі дані: початкова температура консерлість нагрівання спецій у консервних банках; С вів Т0=20°С; коефіцієнт теплообміну між тривалість стерилізації; D - тривалість зниження нагріваючим середовищем та консервами температури до рівня, за якого можна розвантажу=700Вт/(м2/К); коефіцієнт теплопровідності конвати апарат; ТC - температура стерилізації спецій. сервів =0,47Вт/(м К); коефіцієнт температуропроВизначають коефіцієнти р та s, виходячи з теплофізичних характеристик м'ясопродуктів, різниці відності консервів а=1,39 10-7м2/с; їх висота між температурою стерилізації та початковою те2l=0,045м, радіус R0=0,0367м. Виходячи з них мпературою у центрі консервів, геометричних розвстановили, що р=-187,6К, s=-1,249 10-3с-1. Велимірів тари. чина Z0 для оцінки білкової цінності продукту стаВсі характеристики підставляють формулу: новить 30°С, усереднена величина Z0 для оцінки b b органолептичних властивостей - 20°С, нормативна , Ab T b b F DH e Ei Tк Ei Tn Ei (Tn ) Ei (Tк ) Abe T tC температура T*=100°С. Лабораторний контроль s TC To показав, що у консервах наявна мікрофлора Cl. за умови, що t3=0, а Тк табулюють у межах, доbotulinum з енергією активації E=260681Дж/моль і зволених ресурсом стерилізаційного апарату та в такій кількості, що для забезпечення санітарновластивостями мясопродукту. Якщо при цьому мікробіологічних вимог необхідно отримати стериC C C C * * 0 7 16394 8 За формулою лізаційний ефект Fн=2,6хв., Тn=70 С. Параметри режиму термічної стерилізації роз1 Tк TC t ln tC раховували при температурі нагріваючого середоs p вища ТC=112-121 С, підставляючи вищевказані розраховували час стерилізації, який наведено числові дані у формулу: в табл. 1. b F DH b Ab TC e Ei Tк s b TC Ei Tn b To Ei (Tn ) Ei (Tк ) За формулою Abe TC tC за умов, що tC=0, а Тк табулювали в межах Тn