Az élelmiszer-biztonság és gyártástechnológia

1. Modul 02 - lecke 04, rövidített változat Az élelmiszer-biztonság és gyártástechnológia

2. Bevezetés (1) • Az élelmiszertechnológiák célja a kezdeti időkben: • konzerválás • az ételek ízletesebbé és emészthetőbbé tétele

3. Bevezetés (2) • Ma az élelmiszertechnológiának más céljai is vannak: • Új élelmiszerek fejlesztése • Az élelmiszerek felruházása kívánatos funkcionális tulajdonságokkal • Táplálkozási és organoleptikus minőség fejlesztése • A minőség biztosítása

4. Élelmiszertechnológia és HACCP • Az élelmiszertechnológia alapismeretei segíthetik: • a megfelelő ellenőrzési tevékenységek azonosítását (különböző technológiák alkalmazását foglalhatja magában) • azon paraméterek kiválasztását, melyek biztosítják a hatékonyságot • annak eldöntését, hogyan kell ellenőrizni a paramétereket

5. Cél • Megérteni: • hogy a különböző élelmiszeripari technológiák hogyan előzhetik meg és /vagy ellenőrizhetik az élelmiszerekben előforduló veszélyeket • azokat a faktorokat (paramétereket), melyek hatással vannak a folyamatokra és ezáltal a végtermék biztonságára • hogyan ellenőrizhetőek a különböző faktorok (paraméterek)

6. Az élelmiszeripari technológiák csoportosítása • A technológiák az alábbiak szerint csoportosíthatók: • biztonságossá teszi az élelmiszert • ellenőrzi a szennyeződést, pl. megakadályozza a mikrobák szaporodását vagy toxintermelését • megelőzi a (re)contaminaciót

7. Technológiák, melyek bizonyos mikrobákat elpusztíthatnak • Hőkezelés • Irradiáció (besugárzás) • Fertőtlenítés • Fagyasztás (csak paraziták esetén) • Túlnyomáson folytatott technológiák

8. Hőkezelés • Módszer • főzés • sütés / roston sütés • forralás • bő olajban sütés • grillezés • mikrohullámú hőkezelés • pasztörizálás • sterilezés Hőközlő közeg víz levegő víz olaj levegő elektromágneses sugárzás hőcserélő / víz nyomás alatti gőz

9. 0 T (°C) -1 -2 D -3 D-érték A hőtűrés a tizedeléis idő (D-érték) határozható meg No: mikroorganizmusok kezdeti száma N: mikroorganizmusok száma t időben t

10. Vegetatív organizmus Escherichia coli Salmonella spp. Salmonella typhimurium Salmonella senftenberg Staphylococcus aureus Listeria monocytogenes Campylobacter jejuni 4 1.1 Hőtűrés (1) D-érték (min) 55°C 60°C 65°C 0.1 0.02-0.25 0.056 0.8-1.0 0.2-2.0 5.0-8.3

11. Hőtűrés (2) D-érték (min) Baktériumspóra • C. botulinum A és B • C. botulinum E • C. perfringens • C. sporogenes • Bacillus cereus 100°C 110°C 121°C < 1 sec 50 0.3-20 5 0.1-0.2 0.1-1.5

12. Hőtűrés (3) • A hőtűrést (D-értéket) számos tényező befolyásolja: • a mikroorganizmus típusa vagy mikrobatörzs • a közeg fiziko-kémiai tulajdonságai, pl. vízaktivitás, pH, összetétel • a sejtek kora vagy szaporodási állapota

13. A pasztörizálás típusai • Alacsony hőmérsékletű: • 63°C / 30 min • Magas hőmérsékletű: • 72°C / 15 sec • Ultrapasztörizálás: • 135°C / 1 sec

14. Hőmérséklet-grágiens a hamburgerben

15. Mikrohullámú kezelés • A hőhatás azáltal keletkezik, hogy az elektromágneses hullámok hatására a vízmolekulák surlódnak • (500 MHz - 10 GHz) • gyors, de nem egyenletes hőkezelés (hideg és meleg pontok)

16. Fagyasztás • Paraziták ellen hatásos: • kritikus határérték: - 18°C legalább 24-48 óráig • Nincs vagy csak minimális hatása van: • baktériumok, vírusok túlélésére • enzimes aktivitásra (polyphenol oxidáz, lipáz)

17. Besugárzás (1) • Gamma sugárzás • radioaktív anyagok atommagjai bocsátják ki 60Co (felezési ideje 5 év) 137Cs (felezési ideje 30 év) jó behatoló képesség • Nagy energiájú elektronsugár gyorsítókkal állítják elő kicsi a behatolási képessége • Röntgensugárzás • atomi elektronburok belső elektronjai által kibocsátott sugárzás • legnagyobb behatolási képesség

18. A mikroorganizmusok érzékenysége • Szükséges dózis paraziták 1.0 kGy baktériumok 1-7 kGy (vírusok > 30 kGy) paraziták G - baktériumok G + baktériumok, penészek spórák, élesztők vírusok +

19. Élelmiszer-besugárzás (2) • Az IAEA, FAO és WHO biztonságosnak ítélte az élelmiszerek besugárzását • Az élelmiszerek besugárzása nem érinti a makrotápanyagokat és az esszenciális ásványi anyagokat • Bizonyos vitaminok, pl. tiamin és a tokoferolok érzékenyek, de a károsodás mértéke csekély (<10-20%), hasonlóan a hőkezeléshez és a szárításhoz)

20. Alkalmazási terület Víz Zöldségek és gyümölcsök Felületek és berendezések Fertőtlenítőszer klór hypoklorit klór-dioxid jód klóraminok ózon Kémiai fertőtlenítés

21. A víz klórozása • A klórozás normál körülményei: • szabad maradék klór > = 0.5 mg / l • érintkezési idő min. 30 perc • pH < 8 • a víz turbiditása < 1 NTU

22. A víz klórozása • Ahhoz, hogy a parazitákat elpusztítsák és csökkentsék a víz fizikai szennyeződését, a klórozást kombinálják: • koagulálással és flokkulálással • filtrációval

23. Zöldségek, gyümölcsök fertőtlenítése • Függ a zöldség és gyümölcs fajtájától • Bizonyos mértékű csökkenés elérhető • Nem teljesen hatékony

24. Élelmiszeripari technológiák - a mikrobiológiai veszélyek kialakulásának ellenőrzése

25. Technológiák • hőmérsékletellenőrzés • vízaktivitás ellenőrzése • pH-kontroll • redoxpotenciál ellenőrzése • antimikrobás anyagok Az élelmiszeripari technológiák az alábbiakon alapulnak:

26. hideg meleg hőmérséklet Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a baktériumpopuláció szaporodását? B (Optimum) Szaporodási ráta (K) C (Minimum) A (Maximum)

27. 9 8 25° 7 20° 6 15° 5 10° 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 Idő (nap) S. typhimurium szaporodása különböző hőmérsékleteken

28. Hőmérséklet (°C) Min.Opt.Max. Salmonella 5 35 - 37 47 Campylobacter 30 42 47 E. coli 10 37 48 S. aureus 6.5 37 - 40 48 C. botulinum (proteolytic) 10 50 C. botulinum (non-proteolytic) 3.3 25 - 37 B. cereus 4 30 - 35 48 - 50 A patogének szaporodásához szükséges hőmérsékleti tartomány

29. A toxintermelő penészek szaporodásához szükséges hőmérsékleti tartomány Hőmérséklet (°C) Min. Opt. Max. Penicillium verrucosum 0 20 31 Aspergillus ochraceus 8 28 37 Aspergillus flavus 10 32 42 Fusarium moniliforme 3 25 37

30. Forrás- pont 100° BIZTONSÁG Pasztörizálás hőmérséklete 72° 60° Test- hőmérséklet VESZÉLY 36.5° Hűtés 10° 0° BIZTONSÁG Fagyasztás Hőmérsékleti zónák

31. Psychrotróf patogének • L . monocytogenes • Y . enterocolitica • C . botulinum (nem proteolitikus)

32. Vízaktivitás • Szükség van a szaporodásához és anyagcseréhez • Az élelmiszerekben lévő víz nem mind hozzáférhető a mikrobák számára • A hozzáférhető víz mennyisége a közeg ozmózisnyomásával (Pozm) vagy vízaktivitásával (aw) jellemezhető • A kémiai és enzimatikus reakciók szintén befolyásolják a víz hozzáférhetőségét

33. Vízaktivitás Reakció- sebesség Szaporodás: Penészek Élesztők Baktériumok Lipid oxidáció Enzim- aktivitás Nem enzimatikus barnulás Aw 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

34. Az aw minimuma, ahol még szaporodás lehetséges (közel optimális hőmérsékleten) PenészekAspergillus chevalieri 0.71Aspergillus ochraceus 0.78 Aspergillus flavus 0.80 Penicillium verrucosum 0.79 Fusarium moniliforme 0.87 ÉlesztőkSaccharomyces rouxii 0.62 Saccharomyces cerevisiae 0.90 Baktériumok Bacillus cereus 0.92 Clostridium botulinum (proteolytic)0.93 Clostridium botulinum (non-proteolytic) 0.97 Escherichia coli 0.93 Salmonella 0.95 Staphylococcus aureus 0.83

35. aw Élelmiszer Mikroba Az élelmiszerek vízaktivitása és a lehetséges mikrobák Friss hús Friss hal Friss gyümölcsök Friss zöldségek Sós lében eltett zöldségek Gyümölcsök cukros lében (<3.5 % só, 26% cukor) (C. perfringens, Salmonella) > 0.98 (Pseudomonas) 0.93 - 0.98 Fermentált húskészítmények Ömlesztett sajtok Kenyér Sűrített tej Sűrített paradicsom (10% só, 50% cukor) (B. cereus, C. botulinum, Salmonella) lactobacillus, bacillus és micrococcus

36. aw Élelmiszer Mikroba 0.85 - 0.93 Fermentált szárazkolbász Nyers sonka (17% só, telített szacharóz) S. aureus Mycotoxin termelő penészek Romlást okozó élesztők és penészek < 0.6 Édesség Méz Száraztészta Tojáspor, tejpor Lehet benne túlélő mikroba, de nem szaporodik Az élelmiszerek vízaktivitása és a lehetséges mikrobák Aszalt gyümölcs Liszt Gabonák Sózott hal Diófélék Xerophil gombák Halofilek Osmophil élesztők 0.6 - 0.85

37. Vízaktivitás • csökkenthető: • Vízelvonással (szárítás) • A hozzáférhető víz mennyiségének csökkentése kristályosítással (fagyasztás) • A hozzáférhetőség csökkentése a víz megkötésével : pl. só, cukor

38. pH Min.Max. Escherichia coli 4.4 8.5 Salmonella typhi 4 - 4.5 8 - 9.6 Bacillus cereus 4.9 9.3 Clostridium botulinum 4.6 8.5 Staphylococcus aureus 4 9.8 Saccharomyces cerevisiae 2.3 8.6 Aspergillus flavus 2.0 11.2 Fusarium moniliforme 2.5 10.7 Penicillium verrucosum 2.0 10.0 A patogének szaporodását korlátozó pH-érték

39. pH és egyéb faktorok • A mikroorganizmusok szélesebb pH-tartományban képesek szaporodni laboratóriumi körülmények között, mint ahogy az élelmiszerekben előfordulnak • Az élelmiszerekben egyéb faktorok is hatással vannak rájuk, mint pl. : • Mikrobák közötti kölcsönhatások • Oxigéntenzió • Tárolási hőmérséklet • Csökkent vízaktivitás • A sejtek feldolgozás alatti hőkárosodása

40. pH • Savanyítás • ecet hozzáadása • Fermentáció • szerves sav • competitív gátlás • antimikrobás szerek

41. Különböző élelmiszerek pH-ja • Néhány élelmiszer körülbelüli pH-értéke pH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Fermentált cápa Tojásfehérje Tej Hal Liszt Zöldségek Hús Sör Üdítőitalok Citrusfélék

42. Redoxpotenciál (Eh) ellenőrzése • Vacuum-csomagolás • Módosított atmoszférájú csomagolás: CO2, N2

43. Antimikrobás szerek • Sók, pl. nitritek • Bacteriocinek, pl. nisin • Gáz: pl. CO2 • Szerves savak / sók, pl. benzoesav, szorbinsav és propionsav

44. További műveletek és jelentőségük Csomagolás Az üzem, gyártóvonalak és berendezések higiéniai tervezése Tisztítás, fertőtlenítés

45. Csomagolás Megelőzi a rekontaminációt A szilárd élelmiszereket védi a nedvességfelvételtől Alacsony oxigénkoncentrációt tart fenn Védi az élelmiszert a fénytől

46. Csomagolás - Összefoglalás A csomagolás célja, hogy megóvja az élelmiszereket a minőségét érintő változásoktól, beleértve a mikrobiológiai és fiziko-kémiai változásokat A változások fő okai a vízgőz vagy nedvesség , az oxigén, fény és a kémiai anyagok A lehetséges veszélyek a csomagolóanyagokkal és magával a csomagolási folyamattal hozhatók összefüggésbe A csomagolóanyagok kiválasztásának szempontjai: stabilitás, a konzerválási folyamat funkciója, az élelmiszer jellemzői