Радиационная стерилизация. Лучистая энергия губительно действует на клетки живого организма, в том числе и на различные микроорганизмы. Принцип стерилизующего эффекта этих излучений основан на способности вызывать в живых клетках при определенных дозах поглощенной энергии такие изменения, которые неизбежно приводят их к гибели за счет нарушения метаболических процессов и коагуляции белка.

Источником ионизирующих γ-излучений служат долгоживущие изотопы ⁶⁰Со₂₇, ¹³⁷Cs₅₅, ускорители электронов прямого действия и линейные ускорители электронов. Для бактерицидного эффекта достаточно от 15 до 25 кГр, причем верхний предел необходим для инактивации споровых форм.

В настоящее время накоплен большой опыт применения этого метода, точно установлены типичные дозы излучения, необходимые для надежной стерилизации, разработано радиационное оборудование для высокопроизводительного процесса стерилизации, решены вопросы безопасности работы установок для обслуживающего персонала.

Этот метод по экономическим показателям превосходит асептическое изготовление растворов со стерильной фильтрацией, но несколько уступает тепловой стерилизации. Однако, в будущем может приблизиться к ней из-за неизбежного снижения относительной стоимости изотопов, которые являются побочным продуктом атомной энергетики.

Ультразвуковая стерилизация. Прохождение ультразвука (УЗ) в жидкой среде сопровождается чередующимися сжатиями, разрежениями и большими переменными ускорениями. В жидкости образуются разрывы, называемые кавитационными полостями. В момент сжатия эти полости захлопываются. Избыточное давление, создаваемое УЗ-волной, накладывается на постоянное гидростатическое и суммарно может составлять в пузырьках несколько атмосфер. В качестве «зародышей» кавитационных полостей могут быть пузырьки газа, пара в жидкости, твердые частицы и места неровностей твердой поверхности. Большие импульсные давления кавитаций приводят к разрушению целостности клеточной мембраны микроорганизмов, споровых образований и других частиц. Важно установить оптимальные параметры процесса стерилизации, так как высокие импульсные давления могут приводить к механическому разрушению ампул. Стерилизующая частота  звука должна быть в пределах 18-22 кГц.

И, хотя метод очень эффективен, он не нашел широкого применения из-за сложности аппаратурного оснащения и возможных сложных химических превращений компонентов растворов. Вопросы стабильности компонентов при УЗ-стерилизации имеют много общего с аналогичными проблемами радиационной стерилизации. Для повышения устойчивости лекарств при ультразвуковом воздействии необходимо подобрать такие условия стерилизующей обработки, которые обеспечивают снижение вводимой в систему энергии на тех частотах ультразвука, которые одновременно со стерилизацией не приводят к разложению компонентов лекарственных препаратов.

Чаще метод применим при производстве эмульсий и суспензий с целью  лучшего диспергирования веществ в них и одновременно получения стерильных гетерогенных систем для парентерального применения.

Стерилизация токами высокой и сверхвысокой частоты. К настоящему времени нет единой точки зрения на механизм инактивации микроорганизмов при ВЧ- и СВЧ-облучении. Существует мнение об исключительно тепловом механизме действия токов высокой частоты на биологические объекты.  Принцип действия высокочастотного поля заключается в его активном воздействии на ориентацию молекул вещества. Изменение направленности поля вызывает изменение ориентации молекул и поглощение части энергии поля веществом. В результате происходит быстрый нагрев вещества во всех точках его массы.

Менее широко распространены представления о том, что, помимо тепловых процессов, на гибель микроорганизмов оказывает влияние специфическое действие ВЧ- и СВЧ-излучения.

С помощью СВЧ-энергии возможно стерилизовать в расфасованном виде готовую продукцию:  глазные мази, пасты в тубах, лекарственные средства в конвалютах, порошки, таблетки, пористые лиофилизированные массы, не содержащие гидрофильные жидкости. Стерилизация ампулированных растворов и жидких лекарственных форм, укупоренных герметически нежелательна, так как в замкнутой емкости возникает избыток давления паров испарившейся жидкости, взрывающий ее. В результате наступает разгерметизация в виде растрескивания стенок ампул или срыва укупорочного материала.

Метод также не нашел широкого применения из-за сложности аппаратурного оснащения и возможности неблагоприятного воздействия быстрого кратковременного нагрева инъекционного раствора.

Стерилизация ультрафиолетовым излучением. Из-за возможности образования ядовитых продуктов и возможности разложения биологически активных компонентов инъекционных растворов под действием УФ-излучения, метод не нашел своего применения для стерилизации препаратов для инъекций. Однако он широко используется для стерилизации порошков, воды для инъекций, вспомогательных материалов, воздушной среды производственных помещений, технологического оборудования и других объектов.

При стерилизации воздушной среды производственных помещений в качестве источников УФ-радиации используют специальные лампы БУВ (бактерицидная увиолевая), которые изготавливают в виде трубки из специального увиолевого стекла, способного пропускать УФ-лучи, с электродами из длинной вольфрамовой спирали, покрытой бария и стронция гидрокарбонатами. В трубке находится ртуть и аргон при давлении в несколько мм рт.ст. Источником УФ-лучей является разряд ртути, происходящий между электродами при подаче на них напряжения. Излучение лампы БУВ обладает большим бактерицидным действием, так как максимум излучения лампы близок к  максимуму бактерицидного действия (254 нм).

Количество и мощность бактерицидных ламп подбирается так, чтобы при прямом облучении на 1 м³ объема помещения приходилось не менее 2-2,5 Вт мощности излучателя. Промышленностью выпускаются лампы БУВ-15, БУВ-30, БУВ-60 и др. (цифра обозначает мощность в Ваттах), а также бактерицидные облучатели: настенный ОБН, состоящий из двух ламп БУВ-30; потолочный ОБП – из 4 ламп БУВ-30; передвижной маячного типа ОБПЕ – из 6 ламп БУВ-30. Облучатели используют только при отсутствии в помещении людей.

Для стерилизации воды применяют аппараты с погруженными и непогруженными источниками УФ-радиации. В аппаратах первого типа источник УФ-излучения (бактерицидная увиолевая лампа, покрытая кожухом из кварцевого стекла) помещается внутри водопровода и обтекается водой. Данный способ стерилизации больших объемов воды для инъекций является наиболее экономичным.

В аппаратах с непогруженными лампами последние помещаются над поверхностью облучаемой воды. В связи с тем, что обычное стекло практически непроницаемо для ультрафиолетовых лучей, водопровод в местах облучения делают из кварцевого стекла, а это значительно повышает стоимость аппарата. В настоящее время разработана возможность замены кварцевого стекла полиэтиленовым, свободно пропускающим УФ-радиацию.

Как положительный фактор, следует отметить, что при стерилизации воды не происходит накопления пероксидных соединений и под действием УФ-излучения инактивируются некоторые пирогенные вещества, попавшие в воду.

Стерилизация ИК- и лазерным излучением. Электронная стерилизация. Эти перспективные виды стерилизации практически не находят сегодня применения, хотя возможности для этого имеются.

Облучение инъекционных водных систем инфракрасным (ИК) излучением в областях поглощения воды (l = 2,7 мкм) может быть эффективным средством ее нагрева и тем самым является по сути еще одним вариантом тепловой стерилизации. Наличие достаточно мощных источников ИК-излучения позволяет надеяться на возможность создания оборудования для высокопроизводительной технологии. Преимуществом этого метода перед традиционным автоклавированием может считаться возможность отказа от небезопасного в обслуживании и нетехнологичного перегретого пара.

Принципиально возможны  способы стерилизации с применением лазерного и электронного излучения, при этом можно достичь высокой эффективности стерилизации как путем интенсивного нагрева вследствие поглощения мощного излучения в воде, так и за счет селективного поглощения излучения макромолекулами микроорганизмов в многоквантовых процессах. Однако исчерпывающих исследований применительно к какой-либо конкретной системе, совокупность которых дала бы основание о создании хотя бы основ таких методов стерилизации, пока не проведено.

Стерилизация горячим воздухом

Контроль контаминации при инкубировании клеточных культур

Дезинфекция материалов и инструментов при проведении исследований и в медицине является важной составляющей ежедневной практики. Чтобы эффективно подавить жизнедеятельность микробов любого рода, в первую очередь бактерий, вирусов и плесневых грибков, для температуростойких материалов предлагается стерилизация горячим воздухом. Во время инкубирования клеточных культур в CO₂-инкубаторе огромное значение имеет контроль контаминации. Для обеспечения стерильных условий наша камера предлагает программу автоматической стерилизации, при которой камера стерилизуется горячим воздухом при 180 °C и может использоваться для создания оптимальной среды для роста проб клеток или тканей. Наша стерилизация горячим воздухом основана на DIN 58947 и гарантирует, что инкубационная камера дезинфицируется с помощью температуры не менее 180 ° Цельсия. Для практики великолепно подходят наши продукты серии Anti-Plenum, в то время как CO₂-инкубатор благодаря своей простой и удобной эксплуатации имеет успех в клиниках и исследовательских учреждениях.

Избежать опасности контаминации с помощью системных мероприятий

В области восстановительной медицины, при конструировании живых тканей, контаминация из-за спор, вирусов и бактерий постоянно представляет собой непосредственный риск для пациента. Соответственно эффективный контроль контаминации обязателен. В наших CO₂-инкубаторах BINDER конструкции Anti-Plenum, множество факторов дополняют друг друга для минимизации риска контаминации. Регулярная дезинфекция путем опрыскивания или протирания выполняется легко и надежно благодаря бесшовной конструкции внутренней камеры без креплений. Мы последовательно старались избежать наличия укрытий и рассадников контаминантов, как и распространения бактерий в воздухе из-за чрезмерно сильного движения воздуха. Кроме того, автоматический процесс стерилизации обеспечивает полную дезинфекцию всего внутреннего пространства после нажатия на кнопку. В конце концов система увлажнения Permadry с помощью специальной рекуперации паров во внутренней ванне предотвращает конденсацию на внутренних стенках и в углах, что действенным образом подавляет возникновение очагов размножения контаминантов.
Наши CO₂-инкубаторы предлагаются в двух вариантах. Стандартный CO₂-инкубатор BINDER идеальным образом подходит для постоянного применения и используется как при исследованиях, так и в биотехнологиях и в клиниках. Камера оснащена изготовленной из нержавеющей стали внутренней камерой, в который выполняется стерилизация горячим воздухом при 180 °C. Благодаря дополнительному контуру регулирования можно по мере необходимости регулировать парциальное давление кислорода с помощью подачи O₂ или N₂. Измерение O₂ осуществляется активно и надежно с помощью стерилизуемого датчика двуокиси циркония (ZrO2).

Преимущества стерилизации горячим воздухом

• Для CO₂-инкубаторов имеются различные методы обеззараживания:
• сухой нагрев при 180 °C
• влажный нагрев при 90 °C
• обработка газообразной перекисью водорода
• фильтр HEPA
• Медные поверхности

Среди них стерилизация горячим воздухом при 180 °C является единственным методом, который в самых различных фармакопеях по всему миру соответствует самым строгим требованиям в медицине и фармацевтической промышленности и, таким образом, обеспечивает самую высокую безопасность. Кроме того, стерилизация горячим воздухом надежна и рентабельна в использовании.

CO₂-инкубаторы со стерилизацией горячим воздухом >

термическая стерилизация — это… Что такое термическая стерилизация?

термическая стерилизация

 

термическая стерилизация
—
[Англо-русский глоссарий основных терминов по вакцинологии и иммунизации. Всемирная организация здравоохранения, 2009 г.]

Тематики

• вакцинология, иммунизация

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

• термическая сила
• термическая стойкость

Смотреть что такое «термическая стерилизация» в других словарях:

• Стерилизация (микробиология) — У этого термина существуют и другие значения, см. Стерилизация. Стерилизация методом кипячени …   Википедия

• Спиральные теплообменники — распределение сред внутри спирального теплообменника Спиральный теплообменник устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости …   Википедия

• index — 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… …   Стандарты Международной организации по стандартизации (ИСО)

• индекс — 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… …   Указатель национальных стандартов 2013

• ТАБАК НАСТОЯЩИЙ — табак курительный (Nicotiana tabacum), травянистое растение семейства пасленовых (Solanaceae), широко разводимое ради своих листьев, которые скручивают в сигары, режут для набивания сигарет, папирос и трубок, перерабатывают в жевательный и… …   Энциклопедия Кольера

• Асептическое консервирование продукции из фруктов (овощей, грибов) — Асептическое консервирование продукции из фруктов [овощей, грибов]: Совокупность технологических операций производства продукции из фруктов [овощей, грибов] и технических средств для их проведения, включающая в себя термическую обработку и… …   Официальная терминология

• Биодеградация — (биологический распад, биоразложение)  разрушение сложных веществ, материалов, продуктов в результате деятельности живых организмов; чаще всего при упоминании биодеградации подразумевается действие микроорганизмов, грибов, водорослей. Однако …   Википедия

• асептическое консервирование продукции из фруктов [овощей, грибов] — Совокупность технологических операций производства продукции из фруктов [овощей, грибов] и технических средств для их проведения, включающая в себя термическую обработку и охлаждение продукции из фруктов [овощей, грибов], стерилизацию тары для… …   Справочник технического переводчика

Термическая стерилизация термочувствительных продуктов с использованием высокотемпературной краткосрочной стерилизации

Abstract

Была проведена оценка высокотемпературной краткосрочной стерилизации (HTST) с помощью проточного стерилизатора, разработанного для данного исследования. Оценка проводилась в отношении (а) химического разложения двух термочувствительных лекарств в диапазоне ВТСП (140–160 ° C) и (б) микробиологического эффекта стерилизации ВТСП. Кинетика разложения двух термочувствительных лекарств показала, что процесс стерилизации с высокой пиковой температурой приводит к меньшему химическому разложению для того же микробиологического эффекта, чем процесс с низкой пиковой температурой.Оба исследованных препарата можно стерилизовать с приемлемым разложением в условиях HTST. Для оценки микробиологического эффекта в качестве индикаторных бактерий использовали спор Bacillus stearothermophilus ATCC 7953. Индикаторную кинетику спор ( D _T , z значение, k и E _a ) определяли в диапазоне HTST. Сравнение модели Бигелоу (концепция значений z ) и модели Аррениуса, используемой для описания температурного коэффициента микробной инактивации, показало, что модель Бигелоу более точна при прогнозировании значений D _T в HTST. диапазон.Температурный коэффициент уменьшался с повышением температуры. Влияние ионов Ca ²⁺ и значения pH на термостойкость индикаторных спор, известное в типичных условиях стерилизации, не изменилось в условиях HTST. © 2001 Wiley ‐ Liss, Inc. и Американская фармацевтическая ассоциация J Pharm Sci 90: 275–287, 2001

Ключевые слова

HTST-стерилизация

Bacillus stearothermophilus

кинетика разложения

z value

Модель Аррениуса

ламинарный поток

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Copyright © 2001 Wiley-Liss, Inc.и Американская фармацевтическая ассоциация. Опубликовано Elsevier Inc. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Тепловая стерилизация — обзор

4.2.1 Стерилизация сухим жаром

Стерилизация сухим жаром — один из старейших методов стерилизации со времен древних египтян, но применяется редко в производстве медицинского оборудования, за исключением фармацевтической области, где он используется как часть асептической обработки.

Первоначально он использовался для консервирования и стерилизации предметов, чувствительных к влаге. Сегодня он используется для стерилизации таких предметов, как порошки, стекло, неводные материалы, электроника и силиконовые протезы. В больницах высокотемпературное сухое тепло (например, 150–180 ° C) следует использовать только для материалов, которые могут быть повреждены паром или непроницаемы для пара. Сухое тепло по-прежнему используется при стерилизации стоматологических инструментов для минимизации коррозии острых предметов и депирогенизации пирогенов.В последнее время он был использован как предпочтительный метод стерилизации космических аппаратов в Соединенных Штатах. Вместо этого русские использовали газовую смесь ЭО и бромистого метила. С его дальнейшим развитием для стерилизации компонентов космических кораблей и т. Д. Стерилизация сухим жаром стала более полезной. В результате его используют для стерилизации силиконовых протезов (например, молочных желез).

Классически сухой жар означал очень высокие температуры, разрушающие многие предметы. В фармацевтической промышленности он используется для депирогената или инактивации пирогенов (обычно клеточных стенок мертвых микробов, которые могут вызывать у пациента фебрильную реакцию).

Сухой нагрев требует значительно больше времени или более высокой температуры для обработки и инактивации устойчивых микробов (например, спор) на продуктах, чем пар. Следовательно, стерилизация сухим жаром обычно применяется для материалов и продуктов, которые не могут выдерживать пар (например, стекло, порошки и депирогенизацию) или проникать паром (например, силикон и протезы).

Стерилизация сухим жаром (таблица 4.1) так же проста, как запекание в духовке. Стерилизация сухим жаром зависит от времени и температуры.При сухом нагреве наилучшая стерилизация происходит при повышенной температуре (например, 105–190 ° C) и в условиях обезвоживания. Типичный сухой нагрев (160–180 ° C) — самый простой и наименее затратный метод с меньшими параметрами и отличной проникающей способностью; однако имеет долгую выдержку:

Таблица 4.1. Стерилизация сухим жаром

•

6 мин. : 190 ° C

•

30 мин: 180 ° C

•

60 мин: 170 ° C

•

120 мин: 160 ° C

•

150 мин: 150 ° C

•

Ночью: 105–135 ° C

Помимо длительного времени выдержки, он имеет медленную скорость проникновения тепла.Новый инфракрасный порт может стерилизоваться быстрее, но не обязательно одобрен для использования в больницах. Однако инфракрасное излучение используется в фармацевтической промышленности для депирогенизации и стерилизации стеклянных флаконов.

При более низкой температуре (например, 105–135 ° C) больше материалов и устройств становятся совместимыми. Более низкие температуры стерилизации (например, <105 ° C) были продемонстрированы при значении D. D-значение определяется как время, необходимое для уничтожения одного логарифма или 90% популяции при данной температуре. Время уничтожения 90% популяции Bacillus atrophaeus при 120 ° C может составлять 1 час.Время также будет варьироваться в зависимости от истории спор, окружающей среды, субстрата популяции и потребностей продукта в теплопроницаемости. Значение D (рис. 4.1) является основой кинетики гибели микробов.

4.1. Кинетика микробной инактивации — показатель смертности (D-значение).

Классический метод — это метод Стумбо, а именно:

D-значение = Время воздействия или стерилизацияLogN0 − LogNT

, где N ₀ — начальное количество организмов (бионагрузка или популяция биологического индикатора), а N _T — это исходное количество организмов. количество выживших после времени воздействия или дозы стерилизующего средства.

Бионагрузка — это оценка того, что находится на стерилизуемом продукте или предмете. Биологический индикатор (BI) представляет собой раствор или носитель, состоящий из известной концентрации (популяции) спор (обычно), который обладает высокой устойчивостью к методу стерилизации (например, паром, ЭО и сухим жаром) и бросает ему вызов.

Два типичных коммерческих стерилизатора сухого нагрева (рис. 4.2) выдерживают время воздействия, например, 6 мин при 190 ° C и 30–120 мин при 160 ° C и 180 ° C. При самых высоких температурах (например,g., 330 ° C) сухой жар становится практически «абсолютным методом» и самой быстрой (1,15 с) стерилизацией (Rhodes, 1966, ¹ ) за счет разложения всех органических веществ до углерода. При минимально возможных температурах (37 ° C или ниже) сухой жар может потребовать наибольшего времени воздействия (~ 45 дней D-значение) практически из любого метода, чтобы вызвать стерилизационную инактивацию (12 × 45 дней = 540 дней). Теоретически при 0 ° C, при сильном обезвоживании, значение D сухого тепла будет около четырех лет. (Молин, 1977, ^{, 2,} ).Для достижения чрезмерной стерилизации (например, 12 × D-значение) потребуется ~ 48 лет.

4.2. Два коммерческих стерилизатора сухого нагрева: (a) самый быстрый стерилизатор сухого тепла Cox (6 минут без упаковки при температуре 375 ° F (190 ° C); 12 минут в упаковке) и (b) стерилизатор сухого нагрева Wayne S1000 (стандартный 160–180). ° C духовка для инструментов).

Стерилизация сухим теплом, однако, происходит в основном путем обезвоживания и окисления, но при температурах, как правило, таких же или более высоких, чем пар, что ограничивает типы термочувствительных материалов и полимеров, если нет готовности стерилизовать при более низких температурах и обрабатывать в течение очень долгого времени в условиях обезвоживания.Таким образом, при самой высокой температуре он мог практически разрушить все (и даже закалить металлы), что соприкасалось с ним; однако на теоретически самом низком уровне для достижения стерильности потребуется слишком много времени.

Существует химический паровой стерилизатор сухого нагрева, который можно стерилизовать за 20 минут при 132 ° C. Однако его влияние на полимеры неизвестно. Он стерилизует металлические инструменты без потускнения, ржавчины или коррозии, как при стерилизации паром, и намного быстрее, чем стандартная стерилизация сухим жаром только нагретым воздухом.

(PDF) Принципы термической стерилизации

30 Стерилизация пищевых продуктов в ретортных пакетах

термический процесс, то есть в конце охлаждения (мин.). Чтобы стерилизация считалась успешной, на этот раз значение

должно быть больше или равно требуемому значению F при температуре Tref. Этот подход широко применяется в пищевой промышленности. Значение F, равное 3 мин, считается приемлемым для промышленности, хотя на практике используются расчетные значения для процесса

не менее 6 мин (Фрайер и др., 1997).

3.3. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛА НА ПИТАТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Пища содержит большое количество питательных веществ. Они используются для поддержания роста, восстановления тканей и воспроизводства клеток

в организме человека. Вода, витамины, белки, жиры, углеводы и минералы

составляют основные классы питательных веществ. Многие операции по переработке пищевых продуктов, особенно те, которые не связаны с нагревом

, практически не влияют на питательные качества пищевых продуктов.Примеры включают смешивание, очистку

, сортировку, сублимационную сушку и пастеризацию. Тепловая обработка является основной причиной изменения питательных свойств пищевых продуктов

. Например, он разрушает некоторые типы термолабильных витаминов (Fellows,

1996). Разрушение многих витаминов под воздействием тепла следует за реакцией первого порядка, аналогичной разрушению микробами

. В целом, значения DT и Z питательных веществ выше, чем у микроорганизмов

и ферментов.В результате питательные свойства лучше сохраняются при использовании более высоких температур

и более короткого времени в процессе стерилизации. Таким образом, можно выбрать конкретную комбинацию времени —

температуры из кривой TDT, чтобы оптимизировать процесс удержания питательных веществ. Эта концепция

составляет основу индивидуальной быстрой бланшировки, высокотемпературной кратковременной (HTST) пастеризации,

и сверхвысокой температуры (UHT) стерилизации.

3.4. КИНЕТИКА РЕАКЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА

Термическая стерилизация пищевых продуктов вызывает изменение качества пищевых продуктов (биохимические изменения). Эти изменения

включают положительное воздействие, такое как сокращение микробной популяции, и отрицательное воздействие

, такое как потеря питательных веществ, как обсуждалось ранее. Большинство реакций, происходящих с пищей, представляют собой

, представленные простой кинетикой реакции. Термическое разрушение микроорганизмов, большинства питательных веществ,

факторов качества (текстура, цвет и аромат) и ферментов обычно следует кинетике реакции первого порядка.

То есть скорость разрушения каждого из этих компонентов линейно зависит от концентрации

компонента. Это соотношение часто называют «логарифмическим порядком инактивации или разрушения

», поскольку оно не зависит от начальной концентрации. Ответ первого порядка, описывающий

изменения, происходящие во время обработки пищевых продуктов, может быть математически выражен как

—

dC

dt

= kTC (3.6)

, где C — концентрация признака качества, t — время воздействия, а kT — константа скорости реакции.

. Фактически, большинство изменений, происходящих во время термической обработки пищевых продуктов, являются более сложными

(Heldman and Hartel, 1997). Однако на практике было принято использовать относительно простые выражения

для описания изменений качества пищевых продуктов и использовать параметры, аналогичные константе скорости

(kT). Интегрирование уравнения (3.6) дает

Ln C

C0

= −kTt (3.7)

, где C0 — начальная концентрация признака качества. Из значений скорости реакции

Другие методы стерилизации | Рекомендации по дезинфекции и стерилизации | Библиотека руководств | Инфекционный контроль

Озон уже много лет используется в качестве дезинфицирующего средства для питьевой воды. Озон образуется, когда O ₂ возбуждается и расщепляется на две одноатомные (O ₁ ) молекулы. Затем молекулы одноатомного кислорода сталкиваются с молекулами O ₂ с образованием озона, который равен O ₃ .Таким образом, озон состоит из O ₂ со слабосвязанным третьим атомом кислорода, который легко доступен для присоединения и окисления других молекул. Этот дополнительный атом кислорода делает озон мощным окислителем, который разрушает микроорганизмы, но очень нестабилен (то есть, период полураспада составляет 22 минуты при комнатной температуре).

Новый процесс стерилизации, в котором в качестве стерилизатора используется озон, был одобрен FDA в августе 2003 года для обработки медицинских изделий многократного использования. Стерилизатор создает свой собственный стерилизатор из кислорода класса USP, воды качества пара и электричества; стерилизующий агент снова превращается в кислород и водяной пар в конце цикла путем прохождения через катализатор перед тем, как попасть в комнату.Продолжительность цикла стерилизации составляет около 4 часов 15 минут, и он происходит при температуре 30-35 ° C. Микробная эффективность была продемонстрирована достижением SAL 10 ^-6 для различных микроорганизмов, включая наиболее устойчивый микроорганизм, Geobacillus stearothermophilus .

Процесс озона совместим с широким спектром широко используемых материалов, включая нержавеющую сталь, титан, анодированный алюминий, керамику, стекло, диоксид кремния, ПВХ, тефлон, силикон, полипропилен, полиэтилен и акрил.Кроме того, можно обрабатывать устройства с жестким просветом следующего диаметра и длины: внутренний диаметр (ID):> 2 мм, длина ≤ 25 см; ID> 3 мм, длина ≤ 47 см; и ID> 4 мм, длина ≤ 60 см.

Процесс должен быть безопасным для использования оператором, поскольку в нем нет операций со стерилизатором, нет токсичных выбросов, нет остатков для аэрации, а низкая рабочая температура означает, что нет опасности случайного ожога. Цикл контролируется с помощью автономного биологического индикатора и химического индикатора.Стерилизационная камера небольшого размера, около 4 футов ³ (Письменное сообщение, S Dufresne, июль 2004 г.).

Генератор газообразного озона был исследован для дезактивации комнат, используемых для размещения пациентов, колонизированных MRSA. Результаты показали, что тестируемое устройство не подходит для дезактивации больничной палаты ⁹⁴⁶ .

продуктов питания | Определение, значение и методы

Бактерии и грибки (дрожжи и плесень) являются основными типами микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов и заболевания пищевого происхождения.Пищевые продукты могут быть заражены микроорганизмами в любое время во время сбора урожая, хранения, обработки, распределения, обработки или приготовления. Основными источниками микробного заражения являются почва, воздух, корм для животных, шкуры и кишечники животных, поверхности растений, сточные воды и оборудование или посуда для пищевой промышленности.

Бактерии — это одноклеточные организмы, которые имеют простую внутреннюю структуру по сравнению с клетками других организмов. Увеличение количества бактерий в популяции микробиологи обычно называют ростом бактерий.Этот рост является результатом деления одной бактериальной клетки на две идентичные бактериальные клетки, процесса, называемого бинарным делением. В оптимальных условиях роста бактериальная клетка может делиться примерно каждые 20 минут. Таким образом, одна клетка может произвести почти 70 миллиардов клеток за 12 часов. Факторы, влияющие на рост бактерий, включают доступность питательных веществ, влажность, pH, уровень кислорода, а также наличие или отсутствие ингибирующих веществ (например, антибиотиков).

Питательные потребности большинства бактерий — это химические элементы, такие как углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, магний, калий, натрий, кальций и железо. Бактерии получают эти элементы, используя газы из атмосферы и метаболизируя определенные компоненты пищи, такие как углеводы и белки.

Температура и pH играют важную роль в контроле скорости роста бактерий. Бактерии можно разделить на три группы в зависимости от их температурных требований для оптимального роста: термофилы (55–75 ° C или 130–170 ° F), мезофилы (20–45 ° C или 70–115 ° F) или психротрофы. (10–20 ° C или 50–70 ° F).Кроме того, большинство бактерий лучше всего растут в нейтральной среде (pH равен 7).

Бактериям также требуется определенное количество доступной воды для своего роста. Доступность воды выражается как активность воды и определяется отношением давления пара воды в пище к давлению пара чистой воды при определенной температуре. Следовательно, водная активность любого пищевого продукта всегда имеет значение от 0 до 1, где 0 означает отсутствие воды, а 1 — чистую воду.Большинство бактерий не растут в продуктах с активностью воды ниже 0,91, хотя некоторые галофильные бактерии (которые способны переносить высокие концентрации соли) могут расти в продуктах с активностью воды ниже 0,75. Рост можно контролировать, снижая активность воды — либо добавляя растворенные вещества, такие как сахар, глицерин и соль, либо удаляя воду путем обезвоживания.

Потребность в кислороде для оптимального роста у разных бактерий значительно различается. Некоторым бактериям для роста необходим свободный кислород, и они называются облигатными аэробами, тогда как другие бактерии отравляются кислородом и называются облигатными анаэробами.Факультативные анаэробы — это бактерии, которые могут расти как в присутствии кислорода, так и в его отсутствие. Помимо концентрации кислорода, потенциал восстановления кислорода в питательной среде влияет на рост бактерий. Потенциал восстановления кислорода является относительной мерой окислительной или восстановительной способности питательной среды.

Когда бактерии заражают пищевой субстрат, требуется некоторое время, прежде чем они начнут расти. Эта лаг-фаза — это период, когда бактерии приспосабливаются к окружающей среде.За фазой запаздывания следует логарифмическая фаза, в которой численность населения растет логарифмическим образом. По мере роста населения бактерии потребляют доступные питательные вещества и производят отходы. Когда запас питательных веществ истощается, скорость роста переходит в стационарную фазу, в которой количество жизнеспособных бактериальных клеток остается неизменным. Во время стационарной фазы скорость роста бактериальных клеток равна скорости их гибели. Когда скорость гибели клеток становится больше, чем скорость роста клеток, популяция входит в фазу убыли.

Популяция бактерий выражается либо на грамм, либо на квадратный сантиметр площади поверхности. Общая бактериальная популяция редко превышает 10 ¹⁰ клеток на грамм. Популяция менее 10 ⁶ клеток на грамм не вызывает заметной порчи, за исключением сырого молока. Популяции, содержащие от 10 ⁶ до 10 ⁷ клеток на грамм, вызывают порчу некоторых пищевых продуктов; например, они могут создавать неприятный запах в мясе в вакуумной упаковке. Популяции, содержащие от 10 ⁷ до 10 ⁸ клеток на грамм, вызывают неприятный запах в мясе и некоторых овощах.При уровнях выше 5 × 10 ⁷ клеток на грамм большинство пищевых продуктов в той или иной форме подвержены порче.

Когда условия для роста бактериальных клеток неблагоприятны (например, низкие или высокие температуры или низкое содержание влаги), несколько видов бактерий могут продуцировать устойчивые клетки, называемые эндоспорами. Эндоспоры обладают высокой устойчивостью к нагреванию, химическим веществам, высыханию (высыханию) и ультрафиолетовому излучению. Эндоспоры могут оставаться бездействующими в течение длительного времени. Когда условия становятся благоприятными для роста (например,g., размораживание мяса), эндоспоры прорастают и производят жизнеспособные клетки, которые могут начать экспоненциальный рост.

Биологическая валидация процессов термической стерилизации

Свежие идеи: Технология термической стерилизации с помощью микроволн — пищевые продукты внутри | Выпуск 25

Новый метод стерилизации вызывает ажиотаж среди производителей упакованных пищевых продуктов.Термическая стерилизация с помощью микроволн (MATS) — это новая технология обработки пищевых продуктов, в которой для стерилизации упакованных пищевых продуктов используется длинноволновая микроволновая энергия вместе с теплом.

Эта технология была провозглашена как потенциальный фактор, который изменит правила игры для производителей упакованных пищевых продуктов, поскольку процесс MATS требует меньше времени и тепла, чем традиционный метод реторты, а это означает, что меньше питательных веществ повреждается из-за длительного воздействия высоких температур. . Для пищевых брендов это, вероятно, будет заманчивым преимуществом, поскольку минимизация повреждений снижает потребность в пищевых добавках, консервантах и ​​избытке натрия.

Директор по инновациям GlobalData Том Вирхайл предлагает подробное представление о потенциале MATS в предстоящем отчете «ForeSights: Технология обработки пищевых продуктов с термической стерилизацией с помощью микроволн». На основе результатов, подробно изложенных в отчете, мы рассмотрим ключевые особенности MATS и то, как игроки отрасли могут извлечь выгоду из этого нетрадиционного подхода к стерилизации.

Процесс стерилизации: MATS против реторты

Базовая технология, которая привела к разработке MATS, была разработана учеными-пищевыми инженерами из Университета штата Вашингтон в США.Проект поддержали консорциум частных компаний пищевой промышленности и министерство обороны США.

Военнослужащие, скорее всего, сталкивались с тепловыми технологиями с использованием микроволновой печи, поскольку упакованные обеды, такие как готовые к употреблению обеды, производятся с использованием этой технологии. Эти блюда часто переносят и употребляют на поле боя, а это значит, что продукт должен оставаться нетронутым, не будучи охлажденным.Таким образом, тепловая технология с использованием микроволн обеспечивает функциональное решение проблемы приема пищи в различных нетрадиционных и удаленных средах.

Согласно отчету GlobalData, MATS в настоящее время является единственным процессом микроволновой стерилизации, признанным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Спустя десять лет после получения первых патентов на технологию, в 2016 году, первая коммерческая система MATS была представлена ​​915 Labs, американской компанией, занимающейся технологией обработки и упаковки пищевых продуктов, которая имеет эксклюзивную лицензию на технологию MATS.

Чувствительные к нагреванию продукты питания, такие как яйца и молочные продукты, вероятно, выиграют от метода стерилизации, который требует меньшего времени обработки. MATS успешно использовался для обработки ряда таких продуктов, включая морепродукты и макаронные изделия, и, по данным 915 Labs, кулинарные эксперты использовали системы MATS для создания рецептов, в которых используются богатые питательными веществами ингредиенты с высоким содержанием белка, жиров и клетчатки. .

MATS особенно хорошо подходит для этих типов пищевых продуктов:

Обычная термическая обработка убивает болезнетворные микроорганизмы, однако при использовании методов, использующих высокие уровни тепла, производители также рискуют разрушить питательные вещества и ухудшить цвет и вкус продуктов.

В отличие от таких методов обработки, как реторта, MATS требует меньше тепла, давления и времени для стерилизации пищи во время обработки, что означает, что питательные вещества и ароматизаторы остаются неизменными. Кроме того, пища, обработанная с помощью MATS, быстро охлаждается после того, как она поднялась, чтобы минимизировать тепловое воздействие и сохранить пищу.

Производители пищевых продуктов, использующие MATS, не должны полагаться на использование искусственных химикатов-консервантов или добавок, улучшающих текстуру, поскольку технология стерилизации продуктов питания сохраняет естественные питательные вещества, которые уже присутствуют в продукте.MATS также требует гораздо меньше натрия, чем традиционные методы обработки.

Рецепты продуктов, которые обрабатываются с использованием MATS, начинаются с на 50% меньше натрия, чем в традиционных рецептах реторт. Это может быть особенно привлекательно для покупателей, ориентированных на здоровье, и бренды могут использовать «чистый» метод стерилизации для удовлетворения спроса на пищевые продукты с чистой этикеткой.