Produkty spożywcze o niskiej kwasowości wymagają specjalnych metod konserwacji, które zapewniają ich bezpieczeństwo mikrobiologiczne oraz długi okres przydatności do spożycia. Sterylizacja żywności w autoklawach (sterylizacja konserw), znana również jako obróbka retortowa, stanowi kluczowy proces technologiczny w przemyśle spożywczym, pozwalający na skuteczne eliminowanie patogennych mikroorganizmów przy jednoczesnym zachowaniu wartości odżywczej i organoleptycznej produktu. W niniejszym artykule omówiono szczegółowo proces sterylizacji żywności – przedstawiono kompleksowe wytyczne dotyczące projektowania, kontrolowania oraz dokumentowania procesów sterylizacyjnych zgodnie z najwyższymi standardami bezpieczeństwa żywności. Poniższe wytyczne pozwalają odpowiedzieć na pytanie w jaki sposób prowadzić proces sterylizacji żywności, aby produkt sterylizowany (konserwa) był bezpieczny oraz nie psuł się mikrobiologicznie.​

Wprowadzenie do projektowania produktów i procesów sterylizacyjnych

Żywność o niskiej kwasowości obejmuje wszystkie artykuły spożywcze pakowane w szczelnie zamkniętych pojemnikach i poddawane sterylizacji cieplnej. Produkty te charakteryzują się końcowym pH równowagi wyższym niż 4,6 lub aktywnością wody większą niż 0,85, przy czym napoje alkoholowe pozostają poza tą kategorią. Trwałość takich produktów w temperaturze otoczenia wynosi zazwyczaj do 18 miesięcy, podczas gdy po otwarciu opakowania okres przydatności w warunkach chłodniczych ogranicza się do około trzech dni.​

Konserwacja produktów nisokokwasowych opiera się na zastosowaniu naukowo określonego minimalnego procesu cieplnego do napełnionych i zamkniętych opakowań w celu zapewnienia zniszczenia wszelkich przetrwalników bakteryjnych znajdujących się wewnątrz. Różnorodność dostępnego sprzętu oraz możliwych konfiguracji procesu, oparta na tych samych zasadach mikrobiologicznych, skutecznie prowadzi do otrzymania bezpiecznych i stabilnych produktów spożywczych. Niezależnie od wybranego projektu procesu oraz procedur operacyjnych, żadne rozwiązanie nie może obniżać poziomu bezpieczeństwa produktu, zwiększać ryzyka wytwarzania produktów niezgodnych ze specyfikacją ani prowadzić do stopniowego pogorszenia jakości i uszkodzenia marki.​

Wszystkie produkty muszą posiadać projekt produktowy uwzględniający wszelkie realistyczne czynniki wpływające na jakość oraz bezpieczeństwo. Ten projekt stanowi podstawę zaplanowanego procesu, który z kolei dostarcza specyfikacji produkcyjnych. Procedury oraz operacje muszą zatem spełniać wymagania bezpieczeństwa i stabilności wynikające z projektu produktu i procesu.​

Kategorie procesów termicznych w przemyśle spożywczym

Procesy termiczne wymagane do zapewnienia bezpieczeństwa oraz stabilności produktów i opakowań o różnych rozmiarach będą zależały od ilości ciepła niezbędnej do eliminacji mikroorganizmów zdolnych do wzrostu w danym produkcie. Intensywność procesu może zatem zależeć od poziomu zanieczyszczenia składników, a czasami również od przewidywanej temperatury przechowywania. Istnieją dwie główne kategorie procesów termicznych zapewniających bezpieczeństwo i stabilność żywności poddawanej obróbce cieplnej.​

Pierwszą kategorię stanowią procesy sterylizacyjne przeznaczone dla produktów nisokokwasowych o wartościach pH równowagi przekraczających 4,6. Drugą grupę tworzą procesy pasteryzacyjne stosowane dla produktów wysokokwasowych o wartościach pH równowagi wynoszących 4,6 lub niższych, albo posiadających kombinowane systemy konserwacji zapobiegające wzrostowi bakterii grupy Clostridium botulinum oraz innych realistycznie występujących patogenów czy mikroorganizmów powodujących psucie.​

Tradycyjnie produkty nisokokwasowe sterylizowane w opakowaniach były projektowane jako stabilne w temperaturze otoczenia, a w określonych dla nich procesach termicznych wbudowywano duże marginesy bezpieczeństwa. Producenci przemysłowi rozwinęli retorty okresowe oraz ciągłe, które zwiększają szybkość i równomierność nagrzewania opakowania. Urządzenia te mogą utrzymywać pojemnik w pozycji statycznej lub obracać go w celu zwiększenia szybkości oraz równomierności nagrzewania wewnątrz opakowania, dzięki czemu czasy procesowe oraz degradacja termiczna produktów są minimalizowane.​

Cele mikrobiologiczne i identyfikacja zagrożeń

Minimalne wymagania dotyczące bezpieczeństwa mikrobiologicznego stanowią podstawę skutecznego projektowania procesu sterylizacyjnego. Surowce oraz materiały w trakcie przetwarzania muszą spełniać specyfikacje użyte w projekcie procesu, pozostawać wolne od toksyn oraz nie zawierać liczby drobnoustrojów wpływających na jakość czy stabilność w momencie napełniania i zamykania.​

Patogeny nie mogą być obecne w produkcie końcowym. Zaprojektowany minimalny proces termiczny musi być zdolny do spowodowania redukcji liczebności bakterii Clostridium botulinum równoważnej lub przekraczającej tę osiągniętą przez trzeminutową obróbkę w temperaturze 121 stopni Celsjusza zarówno w fazie płynnej, jak i we wszystkich cząstkach stałych w pakowanym produkcie. Określone procesy termiczne muszą również zapewniać przewidywalną redukcję liczby bardziej opornych na ciepło mikroorganizmów, która jest wystarczająca do zapobiegania niedopuszczalnym poziomom psucia w realistycznych warunkach przechowywania.​

Obliczanie minimalnej wartości procesu termicznego opiera się na równaniu łączącym wartość F z czasem redukcji dziesiętnej, początkową liczbą przetrwalników oraz liczbą przetrwałych form. Najodporniejsze na ciepło przetrwalniki Clostridium botulinum charakteryzują się wartością D przy temperaturze 121,1 stopnia Celsjusza wynoszącą 0,21 minuty. Jeśli początkowo obecnych jest 100 przetrwalników, temperatura referencyjna wynosi 121,1 stopnia Celsjusza, a wymagane prawdopodobieństwo przeżycia nie przekracza jednego na 10 do potęgi 12, wówczas wartość F równa się 0,21 razy, co daje w przybliżeniu 2,94 minuty, zazwyczaj zaokrąglane do wartości F wynoszącej 3 minuty w temperaturze 121,1 stopnia Celsjusza.​

Parametry kinetyczne kluczowych mikroorganizmów

Produkty zawierające składniki o normalnym poziomie przetrwalników powinny zwykle przechodzić procesy cieplne o wartości F przekraczającej od 6 do 10, co jest istotne dla ich trwałości produktów. W przypadku produktów ze surowcami potencjalnie zawierającymi wyższe liczby lub bardziej odporne na ciepło przetrwalniki albo gdy przewidywane są wysokie temperatury przechowywania produktu, zaleca się proces o wartości F wynoszącej od 18 do 30.​

Różne gatunki bakterii charakteryzują się odmiennymi parametrami kinetycznymi określającymi ich odporność termiczną. Bacillus stearothermophilus posiada wartość D przy 121 stopniach Celsjusza wynoszącą około 7 minut, podczas gdy Bacillus subtilis charakteryzuje się wartością około 0,33 minuty. Clostridium botulinum wykazuje wartość D równą około 0,24 minuty, natomiast Clostridium thermosaccharolyticum ma wartość około 0,85 minuty. Wszystkie te mikroorganizmy posiadają wartość z równą 10 stopni Celsjusza.​

Zaplanowany proces sterylizacyjny jako fundament bezpieczeństwa

Zaplanowane procesy to czasy oraz temperatury nagrzewania i chłodzenia, a także nadciśnienie podczas sterylizacji, wybrane przez producenta w celu zapewnienia zamierzonej obróbki cieplnej oraz integralności opakowania. Są one wybierane na podstawie informacji o charakterystyce nagrzewania produktu, zmienności oraz wydajności urządzeń procesowych. Zaplanowany proces musi zatem zapewniać określoną jakość, stabilność handlową oraz minimalne wymagania bezpieczeństwa mikrobiologicznego, a także być ustanowiony przez odpowiednio przeszkolony personel.​

Zaplanowany proces musi zostać ustanowiony oraz zwalidowany dla każdej kombinacji typu produktu i temperatury początkowej, rozmiaru pojemnika, kształtu i rodzaju oraz typu sterylizatora. Określony proces musi uwzględniać wszelkie wahania podczas produkcji, które mogą niekorzystnie wpływać na nagrzewanie, aby zapewnić, że proces termiczny otrzymywany przez każdy pojemnik jest wystarczający do zagwarantowania bezpieczeństwa oraz zapobieżenia psuciu w warunkach przechowywania.​

Kluczowe komponenty specyfikacji zaplanowanego procesu

Zaplanowany proces powinien opierać się na następujących nagłówkach lub czynnikach krytycznych, jednak nie ograniczać się wyłącznie do nich. Każdy z czynników musi być powiązany z wartością docelową oraz niekorzystną granicą górną lub dolną. Kombinacja najbardziej realistycznych wartości musi być użyta w badaniach penetracji ciepła wykorzystywanych do ustalania procesu termicznego.​

Typowe komponenty definiujące zaplanowany proces obejmują oznaczenie produktu, kod, typ oraz odniesienie do formulacji, specyfikację mikrobiologiczną materiałów, charakterystykę produktu włączając lepkość, rozmiar cząstek oraz pH. Dodatkowo należy określić wymiary pojemnika, rozmiar i typ, wagę wypełnienia pojemnika oraz objętość fazową cząstek, minimalną przestrzeń powietrzną w pojemniku, minimalne podciśnienie zamykania, orientację pojemnika wraz z możliwością zagnieżdżania lub bez niej.​

Proces musi również precyzować minimalną temperaturę początkową produktu, minimalne oraz maksymalne czasy przechowywania przed procesem, typ systemu obróbki cieplnej, szybkości nagrzewania i chłodzenia procesu, temperaturę sterylizacji z określoną dolną granicą kontrolną, czas sterylizacji oraz szczególne warunki nagrzewania lub wstępnego chłodzenia tam gdzie mają zastosowanie. Nie można pominąć obrotów i mieszania pojemnika gdy występują, nadciśnienia tam gdzie ma zastosowanie, metody chłodzenia oraz jej czasu i temperatury.​

Testy rozkładu temperatury w komorze retorty

Przed przeprowadzeniem badań penetracji ciepła lub użyciem retorty do produkcji muszą zostać wykonane testy mapowania termicznego w celu znalezienia najzimniejszego punktu w retorcie podczas czasu gotowania dla używanych opakowań oraz sposobu ich ułożenia. Jeśli te informacje nie są dostępne, retorta musi zostać zmapowana termicznie przed zakończeniem badań penetracji ciepła i ich oceną pod kątem ustawienia zaplanowanego procesu pasteryzacji. Najzimniejszy lub najwolniej nagrzewający się punkt musi być użyty do testów penetracji ciepła. Równomierność rozkładu ciepła w retorcie podczas czasu gotowania powinna wynosić plus minus 0,5 stopnia Celsjusza.​

Testy penetracji ciepła monitorują historię czasu i temperatury produktu w najwolniej nagrzewającym się punkcie pojemnika, przy czym należy zauważyć, że może to nie być centrum geometryczne opakowania. Wyniki są konwertowane na arbitralne jednostki ciepła letalnego wykorzystując wartości z, które są sumowane przez cały proces, aby uzyskać całkowity efekt letalny, zazwyczaj wyrażany jako wartość F indeks zero.​

Testy penetracji ciepła muszą być przeprowadzone w najbardziej niekorzystnych warunkach, które prawdopodobnie będą napotkane w produkcji, takich jak najniższa temperatura początkowa produktu, najbardziej lepka ciecz lub największe cząstki, a warunki te muszą być odnotowane w zaplanowanym procesie. Pojedynczy test penetracji ciepła nie będzie wystarczający do pokrycia wszystkich wahań, które mogą wystąpić podczas produkcji. Minimum dwa, idealnie trzy odrębne testy penetracji ciepła muszą być przeprowadzone, aby umożliwić ustawienie zaplanowanego procesu w oparciu o najwolniejsze zarejestrowane nagrzewanie.​

Operacje produkcyjne i przetwarzanie termiczne

Producenci produktów nisokokwasowych poddawanych sterylizacji muszą posiadać uzgodnione specyfikacje dla produkcji oraz zaopatrzenia zapewniające, że wymagania projektu produktu oraz zaplanowanego procesu są spełnione, a możliwości urządzeń i systemu kontroli są uwzględnione. Konieczne jest minimalizowanie zmienności surowców oraz procesu zarówno wewnątrz partii, jak i między nimi, wdrażanie planów HACCP oraz szkolenia personelu w celu zapewnienia skutecznych systemów i procedur przetwarzania oraz kontroli obejmujących wszystkie krytyczne etapy łańcucha dostaw.​

Producenci muszą zapewnić wytworzenie wystarczających zapisów procesowych pozwalających na zwolnienie lub zablokowanie produktu, posiadać formalną procedurę zwolnienia produktu oraz formalne procedury oparte na potrzebie ochrony bezpieczeństwa konsumentów do zarządzania odchyleniami procesu i bezpiecznego utylizowania produktów dotkniętych. Niezbędne jest monitorowanie procedur oraz systemów dla zapewnienia ich ciągłej skuteczności oraz regularne przeglądanie procedur i systemów pod kątem efektywności zawsze gdy operacje, materiały lub produkty ulegają zmianom.​

Postępowanie z surowcami oraz przechowywanie

Warunki transportu, dostawy oraz przechowywania muszą spełniać specyfikacje dotyczące czasów, temperatur oraz kodowania. Przechowywanie luzem musi mieć odpowiednią pojemność oraz być skonstruowane tak, aby zapewnić odpowiednią ochronę i przetwarzalność materiału, zwłaszcza w kontekście produktów warzywnych i mięsnych. Dostawy muszą być składowane oraz wykorzystywane w sposób zachowujący ich tożsamość partii.​

Odpowiednia obróbka wstępna, taka jak mycie czy sortowanie, stanowi niezbędny etap przed termicznym przetwarzaniem warzyw oraz niektórych owoców, co może obejmować ręczną lub mechaniczną inspekcję oraz sortowanie w celu usunięcia wadliwych elementów lub zanieczyszczeń. Zamrożone składniki muszą być utrzymywane w stanie mrożonym aż do rozmrożenia i przetwarzania, aby zapobiec wzrostowi drobnoustrojów i zachować jakość, powinny one zostać rozmrożone przed przetwarzaniem.​

Charakterystyka produktu i przygotowanie wypełnienia

Aby zapewnić skuteczne przetwarzanie termiczne, niezbędne właściwości fizyczne, chemiczne oraz mikrobiologiczne surowców muszą być znane na etapie projektowania, tak aby zaplanowany proces mógł określać zawartość pojemników używanych w badaniach penetracji ciepła. Warunki procesu termicznego muszą być oparte na najniższej początkowej temperaturze produktu możliwej do osiągnięcia w produkcji. Składniki oraz formulacja produktu wpływające na szybkość penetracji ciepła oraz osiągniętą obróbkę cieplną produktu przy określonych warunkach nagrzewania muszą być zidentyfikowane przez projekt i określone w zaplanowanym procesie.​

W przypadku retortowania rotacyjnego nagrzewanie oraz rotacja pojemnika podczas sterylizacji spowodują znaczne mieszanie produktów płynnych wewnątrz opakowania, co jest kluczowe dla efektywności procesu pasteryzacji. Zmienia to podstawowy mechanizm przenoszenia ciepła z przewodzenia na konwekcję, która jest bardziej szybka. Jakość produktu może ulec poprawie, a zdolność produkcyjna może wzrosnąć dzięki krótszym wymaganym czasom procesowym, co jest kluczowe w procesie pasteryzacji.​

Napełnianie oraz zamykanie opakowań

Pojemnik musi być w stanie wytrzymać przetwarzanie, szczególnie podczas rotacji, kontrolę nadciśnienia oraz manipulację, i musi być określony w projekcie. Konstrukcja opakowania, wymiary oraz typ zamknięcia muszą być uwzględnione w projekcie, ponieważ wpływają na szybkość penetracji ciepła, bezpieczeństwo zamknięcia oraz pakowanie i orientację opakowań w retorcie.​

Wypełniacz powinien zapewniać czyste napełnienie, ponieważ zanieczyszczenie obszaru uszczelnienia może uniemożliwić utworzenie hermetycznego zamknięcia, co jest istotne w kontekście trwałości produktów. Procesy oraz wypełnienia powinny być projektowane tak, aby zminimalizować potrzebę czyszczenia zanieczyszczonego obszaru uszczelnienia po napełnieniu, przed zakrywaniem lub uszczelnianiem, co nie może stać się rutynową procedurą.​

Objętość wypełnienia oraz proporcje składników, takich jak ciecz i cząstki, muszą być kontrolowane, a rygorystyczne środki ostrożności muszą być podjęte przy stosowaniu nagrzewania konwekcyjnego lub procesów retortowania rotacyjnego. Napełnianie nie może zanieczyszczać obszaru uszczelnienia i powinno być czyste, nie brudzące zewnętrznej części pojemnika.​

Sprzęt retortowy oraz oprzyrządowanie

Retorty mogą być statyczne lub rotacyjne oraz zaprojektowane do przetwarzania wsadowego lub ciągłego. Różne rodzaje systemów wykorzystują odmienne media przenoszenia ciepła, takie jak mieszanina pary z powietrzem, woda rozpylana, całkowite zanurzenie w wodzie lub ciągłe sterylizatory.​

Każda retorta musi być wyposażona w elementy kontrolne oraz alarmy dla czynników krytycznych. Niezależny główny wskaźnik temperatury może być typu platynowego oporowego lub rtęciowego szklanego o odpowiedniej specyfikacji. Kontroler temperatury niezależny od głównego wskaźnika temperatury musi być w stanie kontrolować temperaturę komory z dokładnością od minus 0,5 do plus 1 stopnia Celsjusza podczas czasu gotowania.​

Rejestrator temperatury i czasu zapewniający stały, niemożliwy do zmiany zapis każdego cyklu sterylizacji jest wymagany. Kontroler oraz rejestrator powinny zgadzać się z głównym wskaźnikiem temperatury w granicach 0,5 stopnia Celsjusza oraz nie mogą pokazywać wartości wyższej niż główny wskaźnik temperatury przy zaplanowanej temperaturze sterylizacji.​

Kalibracja oraz konserwacja urządzeń

Konserwacja oraz kalibracja całego sprzętu monitorującego lub kontrolującego czynniki krytyczne musi być objęta specyfikacjami, standardowymi procedurami operacyjnymi oraz zapisami wydajności, określonymi w rutynowym programie konserwacji. Standardowe procedury operacyjne dla konserwacji powinny obejmować wymagane działania i częstotliwość, zgłaszanie problemów oraz wad, procedury badania i rozwiązywania problemów, uprawnienia do działań naprawczych oraz zmiany w oprogramowaniu i punktach nastawy.​

Okresowa konserwacja, testowanie oraz kalibracja krytycznego sprzętu są wymagane dla zapewnienia wydajności operacyjnej zgodnej ze specyfikacjami, co obejmuje zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie, w tym systemy do pasteryzacji i sterylizacji. Muszą istnieć zapisy kalibracji dla retort oraz całego powiązanego sprzętu i oprzyrządowania, włączając termometry, kontrolery czasu i ciśnienia retorty oraz rejestrator temperatury i czasu.​

Woda do celów chłodzenia w autoklawach

Woda używana do chłodzenia pojemników musi być wolna i pozostawać wolna od niebezpiecznych poziomów mikroorganizmów, gdy może wchodzić w kontakt z produktem, zwłaszcza w procesach mięsnych. Musi otrzymywać obróbkę dezynfekcyjną, zazwyczaj chlorowanie, aby zapewnić brak mikroorganizmów, które mogłyby zanieczyszczać zawartość puszek podczas procesu chłodzenia. Woda, która nie jest dezynfekowana, nie może być recyrkulowana.​

Chlorowanie jest najczęściej używanym środkiem dezynfekującym dla wody chłodzącej, choć mogą być stosowane inne skuteczne systemy obróbki. Odpowiedniość chlorowania jest wskazywana przez obecność wolnego chloru w wodzie, zazwyczaj od 2 do 5 części na milion w punkcie użycia. Wolny chlor to ilość pozostająca w niezwiązanym stanie przeciwdrobnoustrojowym po reakcjach między chlorem a materią organiczną w wodzie, co może wpływać na procesy pasteryzacji.​

Systemy komputerowe w zarządzaniu procesem

Stosowanie systemów komputerowych do zarządzania wieloma aspektami działania retorty lub sterylizatora stale wzrasta wraz z modernizacją zakładów produkcyjnych, urządzeń oraz procesów produkcyjnych przez firmy. Systemy te mogą być używane do dostarczania zapisów procesowych oraz funkcji takich jak kontrola formulacji, temperatur procesowych, ciśnień lub czasu, badania zamknięć pojemników lub zarządzania odchyleniami procesu przez obliczenia. Muszą być zaprojektowane, zainstalowane, przetestowane oraz utrzymywane, aby zapewnić możliwość wykonywania zamierzonych funkcji.​

Części kontrolujące funkcje krytyczne muszą być zwalidowane w całości poprzez odpowiednie testowanie, szczególnie w kontekście procesów pasteryzacji. Muszą niezawodnie współdziałać z instrumentami oraz elementami sterującymi używanymi do pomiarów, regulacji lub rejestrowania parametrów krytycznych, takich jak temperatury, czasy, ciśnienia czy pH.​

Minimalna temperatura opakowania na początku obróbki cieplnej

Dla każdej kombinacji opakowania oraz produktu czas cyklu retortowego musi być oparty na początkowej temperaturze produktu. Układ oraz działanie urządzeń znajdujących się przed retortą muszą być w stanie zapewnić, że cały produkt wchodzący do retorty spełnia minimalną określoną początkową temperaturę lub zakres temperatur początkowych. Układ zakładu oraz procedury, włączając zatrzymania lub awarie, powinny minimalizować utratę temperatury podczas napełniania oraz między napełnianiem a załadunkiem retorty, co jest istotne dla skuteczności procesów pasteryzacji i sterylizacji.​

Minimalna początkowa temperatura produktu użyta w zaplanowanym procesie musi być określona oraz używana w produkcji, ponieważ temperatura w opakowaniu na początku czasu gotowania określa szybkość oraz zakres nagrzewania. Specyfikacje powinny identyfikować możliwe sposoby kontrolowania tej minimalnej temperatury, prawdopodobnie najzimniejsze oraz najwolniej nagrzewające się składniki, takie jak mrożone kawałki warzyw, oraz sposoby używane do kontrolowania ich minimalnej temperatury.​

Wzorzec załadunku i pozycjonowanie opakowań w retorcie

Retorty wsadowe są załadowywane skrzynkami opakowań. Dla operacji rotacyjnej opakowania są dociskane lub utrzymywane w skrzynkach, które są obracane. Mechanizmy dociskowe muszą być zaprojektowane tak, aby zapobiegać uszkodzeniu opakowania oraz zamknięcia przez ruch opakowania podczas przetwarzania lub zbyt wysokie ciśnienia dociskowe. Wszystkie systemy utrzymujące powinny umożliwiać niezakłóconą cyrkulację medium grzewczego wokół wszystkich pojemników, tak aby rozkład temperatury w komorze był zgodny ze specyfikacją podczas czasu gotowania lub okresu przetrzymywania.​

Jeśli używane są przekładki między warstwami opakowań lub jako tace z wbudowanymi przegródkami, powinny być perforowane, aby zapewnić najbardziej równomierny rozkład medium grzewczego oraz zapobiegać maskowaniu opakowań, co tworzyłoby lokalny punkt zimny lub ograniczałoby przenoszenie ciepła. Specyfikacje powinny definiować rozkład medium grzewczego, a zatem jego dostęp do powierzchni wymiany ciepła opakowania oraz przepływ nad nimi.​

Cykl autoklawy – faza nagrzewania i przetrzymywania

Czas oraz temperatura nagrzewania muszą być kontrolowane zgodnie z zaplanowanym procesem. Jeśli nagrzewanie oraz ciśnienie w komorze są zwiększane stopniowo, na przykład dla opakowań półsztywnych lub elastycznych podczas czasu narostu przed osiągnięciem stanu ustalonego temperatury, muszą istnieć odpowiednie systemy kontroli oraz monitorowania dla sprzętu oraz dla wpływających opakowań. Kontrole muszą zapewniać wąski rozkład temperatur początkowych wewnątrz opakowań składających się na załadunek, aby zapobiec wahaniom ciśnienia wewnętrznego opakowań oraz utrzymać temperatury powyżej 100°C.​

Rotacja lub mieszanie pojemnika wpływa na wiele czynników związanych z procesem oraz produktem, które oddziałują na termiczne procesy nagrzewania konwekcyjnego, a właściwości produktu oraz urządzenia dające najniższą wartość procesu termicznego nie są łatwo przewidywalne. Wystarczająca liczba oznaczeń wydajności urządzenia powinna być wykonana, aby ustalić zmienność jego charakterystyki nagrzewania oraz znaleźć najniższą wartość procesu termicznego prawdopodobnie napotykaną w warunkach produkcyjnych.​

Faza chłodzenia po sterylizacji

Po sterylizacji pojemniki muszą być szybko schłodzone, w ciągu około czterech godzin, do temperatur około 40 stopni Celsjusza przed paletyzacją. Brak chłodzenia może pozwolić na zepsucie przez termofilne bakterie powodujące kwaśną flat-sour lub wybrzuszenie pojemników. Szybkość chłodzenia jest regulowana przez typ oraz projekt retorty, załadunek retorty oraz lokalizację opakowania w retorcie oraz medium chłodzące.​

Nadciśnienie w retorcie musi być utrzymywane podczas pierwszej fazy chłodzenia, aby zapewnić, że ciśnienie w puszce lub opakowaniu elastycznym jest zawsze niższe niż ciśnienie retorty. Profil nadciśnienia z temperaturą musi być określony w zaplanowanym procesie pasteryzacji, aby zapewnić skuteczność sterylizacji. Szybkość chłodzenia oraz nadciśnienie w retorcie muszą być kontrolowane, aby zapobiec osłabianiu uszczelek opakowań przez nadmierne ujemne lub dodatnie ciśnienie w przestrzeni powietrznej.​

Zarządzanie odchyleniami procesu termicznego

Muszą istnieć instrukcje oraz procedury identyfikowania odchyleń procesu, przyczyn oraz działań zapewniających utrzymanie standardów bezpieczeństwa produktu. Każdy produkt nisokokwasowy, który nie otrzymał wartości F przekraczającej 3 minuty, musi być albo w pełni ponownie przetworzony, albo zniszczony pod odpowiednim nadzorem, aby zapewnić skuteczność pasteryzacji.​

Jeśli awarie, utrata zasilania, kontrole lub zapisy pokazują, że produkty są bezpieczne, ale mogły nie otrzymać zaplanowanego procesu termicznego, a zatem mogą podlegać wyższemu ryzyku psucia, dotknięte partie muszą być zidentyfikowane, odizolowane oraz umieszczone w kwarantannie do czasu zbadania. Gdy odchylenie procesu zostanie stwierdzone, gdy produkt nadal przechodzi obróbkę termiczną, możliwe może być zmodyfikowanie czasu procesu, aby zapewnić odpowiednie przetworzenie.​

Procedury po procesie termicznym

Obszary obsługujące niezprzetworzone opakowania oraz surowce i czysty obszar obsługujący termicznie przetworzone opakowania muszą być oddzielone. Układ przestrzenny, praktyki robocze oraz układ inżynieryjny muszą zapewniać skuteczną segregację niesterylizowanych oraz sterylizowanych pojemników. Przemieszczanie zanieczyszczonego materiału do czystego obszaru musi być zminimalizowane, a odpowiednie środki ostrożności podjęte, aby zapobiec zanieczyszczeniu przetworzonych pojemników.​

Niewielka część prawidłowo wykonanych oraz zamkniętych puszek może podlegać tymczasowym przeciekom podczas późniejszych etapów chłodzenia oraz tak długo, jak puszki oraz ich szwy pozostają zewnętrznie mokre. Woda w obszarze szwu lub uszczelnienia stanowi drogę dla zanieczyszczenia zawartości opakowania, a podciśnienie w opakowaniu może wciągać zanieczyszczenia.​

Aby zminimalizować ryzyko zanieczyszczenia, urządzenia transportujące oraz obsługujące muszą być zaprojektowane, zainstalowane, obsługiwane oraz utrzymywane tak, aby zapobiegać fizycznemu uszkodzeniu pojemników. Pojemniki muszą być suszone tak szybko, jak to możliwe. Powierzchnie transportujące oraz obsługujące muszą być utrzymywane higienicznie poprzez rutynowe czyszczenie oraz dezynfekcję. Mokre pojemniki nie mogą być ręcznie obsługiwane ani czyszczone ściereczkami.​

Walidacja procesu jako klucz do zapewnienia jakości

Wszystkie wartości docelowe oraz limity krytyczne używane do zapewnienia wymaganej obróbki cieplnej muszą być zwalidowane, czyli wspierane pracą eksperymentalną, pomiarami wydajności lub innymi informacjami pokazującymi, że konsekwentnie dają produkt zgodny ze specyfikacją. Może to być wykonane przez analizę danych monitorujących, specyficzne eksperymenty związane z procesem pasteryzacji lub audyty wewnętrzne. Dodatkowe informacje mogą być uzyskane z inspekcji liczby opakowań po inkubacji w odpowiedniej temperaturze wyzwania.​

Zastosowany proces cieplny musi spełniać minimalne kryteria. Niezbędne jest udowodnienie oraz udokumentowanie, że zaplanowany proces cieplny jest bezpieczny. Działania walidacyjne muszą być udokumentowane w możliwy do odzyskania sposób oraz dostępne dla audytorów.​

Dokumentacja procesu sterylizacyjnego

Dokumentacja procesu powinna pokazywać, że codzienna praca procesu jest zadowalająca dla wszystkich parametrów zidentyfikowanych jako czynniki krytyczne dla bezpieczeństwa oraz jakości. Dokumentacja powinna obejmować czynniki krytyczne oraz specyfikację funkcjonalną, wydajność systemu na bazie dziennej oraz partia po partii pokazującą zgodność z wymaganiami wstępnymi, planem HACCP oraz specyfikacjami.​

Niezbędne jest dokumentowanie zarządzania odchyleniami procesu, odzyskiwania procesu oraz dysponowania produktem, konserwacji systemu oraz kalibracji, obsługi danych oraz zwalniania produktu, zmian w operacjach, a także szkoleń oraz kompetencji. Ze względu na złożoność retortowania rotacyjnego dokumentacja musi jasno pokazywać kompetencje oraz uprawnienia całego personelu zaangażowanego w proces.​

Każde elektroniczne zapisy muszą posiadać taką samą niezawodność oraz trwałość jak tradycyjne zapisy i spełniać wszelkie wymagania prawne, a także muszą zawierać te same wskaźniki odpowiedzialności za zatwierdzenie lub zwolnienie partii, takie jak podpisy lub inicjały, zarówno ręczne, jak i elektroniczne. Zapisy muszą być stałe, czytelne oraz prawidłowo datowane, mogą być elektroniczne oraz muszą być przechowywane przez minimum trzy lata lub przez okres przydatności produktu, jeśli jest on dłuższy.

Zalety i wady sterylizacji żywności

Zalety

• Wysoka temperatura w procesie sterylizacji eliminująca mikroorganizmy i bakterie.
• Wydłużenie trwałości produktów spożywczych dzięki procesowi sterylizacji.
• Bezpieczeństwo żywności poprzez eliminację drobnoustrojów.
• Możliwość przechowywania produktów w temperaturze pokojowej po procesie sterylizacji.
• Różnorodność metod sterylizacji, takich jak pasteryzacja i sterylizacja żywności.
• Sterylizacja konserw warzywnych i mięsnych zapewniająca długotrwałą przydatność do spożycia.
• Przydatność do spożycia produktów sterylizowanych jest znacznie wydłużona.

Wady

• Proces sterylizacji może wpływać na jakość produktów, w tym ich smak i wartość odżywczą.
• Wymaga wysokiej temperatury, co może wymagać specjalistycznego sprzętu.
• Czas trwania procesu sterylizacji może być długi, co wpływa na wydajność w przemyśle spożywczym.
• Niektóre metody sterylizacji mogą być kosztowne w porównaniu do innych metod konserwacji żywności.
• Niekiedy konieczność używania opakowań, które są odpowiednie do procesów termicznych.
• Nie każdy rodzaj produktu może być skutecznie poddany sterylizacji, co ogranicza zastosowanie.

5 zaskakujących faktów o sterylizacji żywności

• Sterylizacja żywności to proces, który może eliminować mikroorganizmy w temperaturze powyżej 100°C, co znacznie zwiększa trwałość produktów spożywczych.
• W przemyśle spożywczym pasteryzacja i sterylizacja są kluczowymi metodami konserwacji żywności, różniącymi się temperaturą i czasem obróbki.
• Produkty żywnościowe, które są sterylizowane, mogą być przechowywane w temperaturze pokojowej przez dłuższy czas, co zwiększa ich przydatność do spożycia.
• Podczas procesu sterylizacji konserw mięsnych i warzywnych, wysokie temperatury eliminują nie tylko bakterie, ale także przetrwalniki drobnoustrojów, co zapewnia bezpieczeństwo żywności.
• W gastronomii, sterylizacja opakowań oraz proces sterylizacji żywności są kluczowe dla zachowania jakości produktów oraz ich okresu przydatności do spożycia.

Sterylizacja żywności – FAQ

Czym jest sterylizacja?

Sterylizacja to proces termiczny, który ma na celu eliminację mikroorganizmów w żywności, aby zapewnić jej dłuższą trwałość i bezpieczeństwo. W przypadku produktów spożywczych, sterylizacja odbywa się w wysokiej temperaturze, zazwyczaj powyżej 100°C.

Czym polega sterylizacja produktów żywnościowych?

Proces sterylizacji produktów żywnościowych polega na podgrzewaniu ich do wysokiej temperatury przez określony czas, co prowadzi do zniszczenia drobnoustrojów. W zależności od rodzaju produktu, czas trwania procesu może się różnić.

Jakie są metody sterylizacji żywności?

Do najczęściej stosowanych metod sterylizacji żywności należą pasteryzacja i sterylizacja ciśnieniowa. Każda z tych metod ma swoje zalety i jest używana w zależności od rodzaju produktu oraz pożądanego efektu.

Jakie temperatury są wykorzystywane w procesie sterylizacji?

W procesie sterylizacji żywności temperatury często przekraczają 100°C. W przypadku niektórych produktów, takich jak konserwy mięsne, temperatura może być znacznie wyższa, aby skutecznie zniszczyć wszystkie mikroorganizmy.

Jak długo trwa proces sterylizacji?

Czas trwania procesu sterylizacji zależy od metody oraz rodzaju produktu. Zazwyczaj trwa od kilku minut do kilku godzin, w zależności od wymaganej temperatury i objętości żywności.

Czym różni się pasteryzacja od sterylizacji?

Pasteryzacja to proces, który eliminuje większość drobnoustrojów, ale nie wszystkie, podczas gdy sterylizacja całkowicie je niszczy. Proces pasteryzacji odbywa się w niższej temperaturze niż sterylizacja, co wpływa na trwałość produktów.

Jakie produkty można poddawać sterylizacji?

W procesie sterylizacji można poddawać różne rodzaje produktów, w tym konserwy warzywne, mięsne i rybne. Sterylizacja konserw warzywnych jest jedną z popularniejszych metod konserwacji żywności.

Jak sterylizacja wpływa na trwałość żywności?

Sterylizacja znacząco zwiększa trwałość żywności, eliminując mikroorganizmy, które mogą prowadzić do psucia się produktów. Po procesie sterylizacji, produkty mogą być przechowywane w temperaturze pokojowej przez dłuższy czas.

Jakie są zalety sterylizacji w gastronomii?

W gastronomii sterylizacja pozwala na dłuższe przechowywanie żywności, co jest szczególnie ważne w przypadku produktów wykorzystywanych w dużych ilościach. Dzięki temu można zredukować marnotrawstwo i zwiększyć efektywność operacyjną.

Jakie opakowania stosuje się do sterylizacji?

Do sterylizacji najczęściej używa się słoików oraz konserw, które są szczelnie zamknięte. Sterylizacja opakowań jest kluczowa dla zachowania jakości i bezpieczeństwa produktów.

Czy sterylizacja jest skuteczna w walce z mikroorganizmami?

Tak, sterylizacja jest jedną z najskuteczniejszych metod eliminacji mikroorganizmów w żywności. Dzięki wysokiej temperaturze i odpowiedniemu czasowi działania, proces ten skutecznie niszczy wszelkie drobnoustroje.

Jakie są koszty związane z procesem sterylizacji?

Koszty związane z procesem sterylizacji mogą się różnić w zależności od zastosowanej metody, rodzaju użytych surowców oraz skali produkcji. Warto jednak inwestować w sterylizację, gdyż przekłada się to na dłuższą trwałość i bezpieczeństwo produktów spożywczych.

Jakie są najczęstsze błędy podczas sterylizacji?

Najczęstsze błędy to niewłaściwa temperatura, zbyt krótki czas sterylizacji oraz nieodpowiednie przygotowanie produktów. Każdy z tych czynników może wpłynąć na skuteczność procesu i bezpieczeństwo żywności.