Время термической летальности F

Время термической летальности – это общее время, требуемое для снижения популяции вегетативных клеток или спор до установленного уровня. Это время может быть выражена как кратная величина показателя D, поскольку кривая выживания микроорганизмов соответствует модели первого порядка. Например, сокращение популяции микроорганизмов на 99,99% было бы эквивалентно четырем логарифмическим циклам снижения количества микроорганизмов или F=4D. Типичное время термической летальности при обработке пригодных для длительного хранения продуктов F=12D со значением D для Clostridium botulinum. Определена инактивация спор C.botulinum при строго стандартизированных обстоятельствах (таблица 2.1). Значения всех параметров определены при нескольких летальных температурах.

Значение F обычно выражается с нижним индексом, указывающим температуру процесса, и верхним индексом, указывающим величину Z для рассматриваемых микроорганизмов. Таким образом, Время термической летальности F - student2.ru - это показатель TDT - время термической летальности при определенной температуре Т для микроорганизмов с определенной термической устойчивостью Z. В справочной литературе распространено время термической смерти Время термической летальности F - student2.ru в градусах Фаренгейта или Время термической летальности F - student2.ru в градусах Цельсия. Данное время термической летальности, обычно обозначаемое как F0, представляет собой время, затрачиваемое для снижения популяции спор микроорганизмов до заданного уровня с термической устойчивостью Z от 10 0С (18 0F) до 1210С (250 0F).

Таблица 2.1 – Термическое разложение спор Clostridium botulinum.

Т, 0С Время термической летальности F - student2.ru r L Т, 0С Время термической летальности F - student2.ru r L
94.0 0.00079 0.00193 109.5 0.0282 0.0691
94.5 0.00089 0.00218 110.0 0.0316 0.0774
95.0 0.00100 0.00245 110.5 28.2 0.0355 0.0869
95.5 0.00112 0.00274 111.0 25.1 0.0398 0.0975
96.0 0.00126 0.00308 111.5 22.4 0.0447 0.1095
96.5 0.00141 0.00345 112.0 20.0 0.0501 0.1227
97.0 0.00159 0.00389 112.5 17.8 0.0562 0.1377
97.5 0.00178 0.00436 113.0 15.9 0.0631 0.1546
98.0 0.00200 0.00490 113.5 14.1 0.0708 0.1734
98.5 0.00224 0.00548 114.0 12.6 0.0794 0.1945
99.0 0.00251 0.00615 114.5 11.2 0.0891 0.2183
99.5 0.00282 0.00691 115.0 10.2 0.100 0.245
100.0 0.00316 0.00774 115.5 8.9 0.112 0.274
100.5 0.00355 0.00869 116.0 7.9 0.126 0.308
101.0 0.00398 0.00975 116.5 7.1 0.141 0.345
101.5 0.00447 0.01095 117.0 6.3 0.159 0.389
102.0 0.00501 0.01227 117.5 5.6 0.178 0.436
102.5 0.00562 0.01377 118.0 5.0 0.200 0.490
103.0 0.00631 0.01546 118.5 4.5 0.224 0.548
103.5 0.00708 0.01734 119.0 3.98 0.251 0.615
104.0 0.00794 0.01945 119.5 3.55 0.282 0.691
104.5 0.00891 0.02183 120.0 3.16 0.316 0.774
105.0 0.0100 0.0245 120.5 2.82 0.355 0.869
105.5 0.0112 0.0274 121.0 2.5 0.398 0.975
106.0 0.0126 0.0308 121.1* 2.4 0.417 1.0
106.5 0.0141 0.0345 121.5 2.2 0.447 1.095
107.0 0.0159 0.0389 122.0 2.0 0.501 1.227
107.5 0.0178 0.0436 122.5 1.8 0.562 1.377
108.0 0.0200 0.0490 123.0 1.6 0.631 1.546
108.5 0.0224 0.0548 123.5 1.4 0.708 1.734
109.0 0.0251 0.0615 124.0 1.2 0.794 1.945


*121.10C=250 0F

Этот показатель может быть также подсчитан из уравнения:

Время термической летальности F - student2.ru (2.15)

Задача: Рассчитать Время термической летальности F - student2.ru для C.botulinum (Z=10, Время термической летальности F - student2.ru .

Решение:

Время термической летальности F - student2.ru

Время термической летальности F - student2.ru (по результатам экспериментов 10,2 мин).

Противоположный показатель Время термической летальности F - student2.ru .

Показатель летальности Время термической летальности F - student2.ru .

Эффект стерилизации выражается через показатель F0. 1 F0 (единица стерилизации) равен эффекту инактивации спор C.botulinum в течение 1 мин при температуре 121,1 0С. Это означает, что для общей инактивации (при 121,1 0С и других температурах) согласно понятию 12D нужен показатель 2,45 F0 ( Время термической летальности F - student2.ru ).

Однако применяемые температуры часто отличаются от 121,1 0С. Эффект стерилизации при определенной температуре может быть рассчитан согласно следующему уравнению:

F0 = L(T)×t (2.16)

где: L - показатель летальности при температуре Т, t – время, мин.

Показатель L может быть подсчитан согласно уравнению:

Время термической летальности F - student2.ru (2.17)

или:

Время термической летальности F - student2.ru (2.18)

Из определения обратной величины r и показателя летальности L ясно, что:

Время термической летальности F - student2.ru . (2.19)

Подставляя уравнение (2.19) в уравнение (2.18), получим:

Время термической летальности F - student2.ru (2.20)

Задача:

T=115 0С, Z=10 0С

Время термической летальности F - student2.ru .

Экспериментально установлено, что показатель L при 1150С равен 0,245.

Задача: Термический процесс сопровождается кратковременным нагреванием до 138 0С, выдержкой в течение 4 с и быстым охлаждением. Оцените летальность при 121 0С, когда термическая устойчивость Z микроорганизмов 8,5 0С.

Подход

1. Используйте уравнение (2.18), модифицированное для выражения термической летальности и расчетной летальности. На рисунке 2.7 показана кривая зависимости температуры от времени.

Решение

Используя уравнение (2.18)

Время термической летальности F - student2.ru

или

Время термической летальности F - student2.ru

2. Летальность при 1210С ( Время термической летальности F - student2.ru ) в 100 раз больше, чем при 138 0С ( Время термической летальности F - student2.ru ). В условиях реальных ситуаций процессы нагрева и охлаждения не будут мгновенными.

Время термической летальности F - student2.ru

Рисунок 2.7 - Характер изменения температуры во время термического процесса

Наши рекомендации