Термическая инактивация ферментов

Одной из целей термической обработки является инактивация ферментов. Термическая устойчивость ферментов сравнима с устойчивостью микроорганизмов. По этой причине ферменты могут быть инактивированы с помощью тепловой обработки, как и в случае с микроорганизмами.

Во время пастеризации кислых продуктов, таких как квашенные овощи или фруктовые соки, следующие виды ферментов могут быть инактивированы: пектинметилстеараза и полигалактуроназа. Инактивация ферментов в этих продуктах более важна, чем разрушение микроорганизмов.

Некоторые виды ферментов очень термостабильны, например, теплоустойчивые ферменты, продуцируемые психрофильными бактериями. Эти ферменты (липазы и протеазы) могут ограничивать сроки хранения UHT-продуктов, таких как молоко.

Иногда интенсивность термических процессов основывается на инактивации определенных ферментов, которые называются индикаторными ферментами:

- при бланшировании овощей: фермент пероксидаза (иногда каталаза или другие);

- при пастеризации молока: фосфотаза или пероксидаза, эти индикаторные ферменты позволяют классифицировать молоко согласно интенсивности тепловой обработки (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 - Инактивация ферментов молока [3].

2.9 Оптимизация процессов термической обработки [3]

Значения D и Z питательных веществ и показатели качества обычно выше, чем у микроорганизмов. Этот факт позволяет оптимизировать процесс тепловой обработки в сторону инактивации микроорганизмов и в то же время сохранения показателей качества.

Условия зависят от вида процесса, но в общем лучшие результаты дает интенсивный кратковременный тип процесса. В таблице 2.5 показаны потери витамина В₁ во время стерилизации.

Легко достичь оптимизации процесса стерилизации конвективно нагреваемых продуктов. Для жидкостей с маленькими частицами во взвешенном состоянии или без них лучшим решением является ультравысокотемпературная обработка.

Таблица 2.5 - Потери витамина В₁ во время стерилизации

Температура, 0С	Время для достижения стерильности, мин	Потери тиамина, %
Уровень стерильности: D=10
		99,99
	4,7
	0,52
	0,067
	0,009	≈0
Уровень стерильности: D=16
		99,99
	7,6
	0,85
	0,11
	0,015

2.10 Оценка значений F₀ [3]

Необходимое значение F₀ зависит от типа продукта и включает несколько факторов. Большое значение имеет рН продукта. Чем больше кислотность продукта, тем менее жестким будет режим стерилизации.

Различают 4 диапазона кислотности рН.

Слабокислотный	рН 5,3-7,0	F0: 7-14
Слегка кислотный	рН 4,5-5,3	F0: 3-6
Кислотный	рН 3,7-4,5
Сильно кислотный	рН <3,7

Помимо разрушения микроорганизмов значение рН также подразумевает:

- тепловая обработка менее интенсивная, если продукт имеет пониженную кислотность рН;

- рН 4,5 имеет критическое значение: это самый низкий уровень рН, который допускает рост C.botulinum. Если значение рН больше, чем 4,5, выбранный процесс может привести к полной инактивации C.botulinum или 2,45 F₀ - 3 F₀.

Значение рН 4,1 является самым низким для стерилизации. В диапазоне рН 4,1-4,5 применяется обработка 1 F₀. При рН<4,1 нет необходимости проводить стерилизацию, т.к. пастеризация обеспечивает необходимый срок хранения и промышленную стерильность. Интенсивность процесса пастеризации часто определяется активностью ферментов, не микробиальной активностью.

Таблица 2.6 – Классификация консервов в соответствии с рН [3].

Продукт	Значе-ние рН	Классифи-кация	Вид тепловой обработки	Показа-тель F0	Значе-ние рН	Причина порчи
шпинат	7,0	Слабокис-лотные (рн=5,3-7,0)	стерилизация >1000С 5,3 7-14 4,5 3-6 4,1 3,7 пастеризация 69-1000С	мезофильные споро-образующие бактерии   самый низкий предел роста С.botulinum термофильные микро-организмы и харак-терные ферменты
горох	6,5
молоко
говяжья солонина	6,0
грибы, морковь
спаржа, зеленый горошек	5,5
томатный суп	5,0	Низко- кислотные (рH=4,5-5,3)
томаты абрикосы, груша	4,5	Кислотные (рН 3,7-4,5)	кислото- и спорооб-разующие бактерии   неспорообразующие кислотостойкие бактерии     неспорообразующие кислотостойкие бактерии грибы и дрожжи
персики	4,0
апельсиновый сок	3,5	Сильно кислотные (рН <3,7)
повидло
ягоды, квашеные овощи	3,0
лимонный сок	2,5

Альтернативные способы консервирования

К таким способам относятся обработка УФ-лучами, пульсирующим светом, осциллирующими магнитными полями, ультразвуком, рентгеновскими лучами, а также микроволновая обработка и омический нагрев.

Техническое оснащение

Оборудование, используемое для консервирования пищевых продуктов, может варьироваться в зависимости от вида используемой термической обработки. Традиционное термическое оборудование проектируется таким образом, чтобы обеспечить необходимое увеличение температуры продукта, выдержку продукта при данной температуре и его охлаждение. Оборудование для альтернативных процессов консервирования включает использование обрабатывающего агента в контакте с пищевым продуктом в течение времени, необходимом для снижения действия реакций, ухудшающих качество продукта.