Войти
Асептическая обработка - это метод обработки, в котором термически стерилизованные жидкие продукты (обычно пищевые или фармацевтические ) упаковывают в предварительно стерилизованные контейнеры в стерильных условиях для производства продуктов длительного хранения, которые не нуждаются в охлаждении. Асептическая обработка почти полностью заменила стерилизацию жидких пищевых продуктов в контейнерах, включая молоко, фруктовые соки и концентраты, сливки, йогурт, заправка для салата, жидкое яйцо и смесь мороженого. Растет популярность продуктов, содержащих мелкие дискретные частицы, таких как творог, детское питание, продукты из помидоров, фрукты и овощи, супы и рисовые десерты.
Асептическая обработка включает три основных этапа: термическая стерилизация продукта, стерилизация упаковочный материал и сохранение стерильности при упаковке. Чтобы гарантировать коммерческую стерильность, требуется, чтобы оборудование для асептической обработки вел надлежащую документацию производственных операций, показывающую, что коммерчески стерильные условия были достигнуты и поддерживаются на всех участках предприятия. Любое нарушение запланированного процесса для системы обработки или упаковки означает, что затронутый продукт должен быть уничтожен, переработан или отделен и сохранен для дальнейшей оценки. Кроме того, систему обработки и упаковки необходимо очистить и повторно стерилизовать перед возобновлением операций по переработке и / или упаковке. Упаковочное оборудование и упаковочные материалы стерилизуются различными средами или комбинациями сред (например, насыщенным паром, перегретым паром, перекисью водорода, а также тепловой и другой обработкой).
Асептическая обработка была получена из машины Олин Болл, которая была разработана в 1927 году. Хотя HCF успешно улучшила органолептические качества обработанного шоколадного молока по сравнению с консервированным продуктом, использование оборудования Ent были затруднены его стоимостью, обслуживанием и негибкостью обработки контейнеров различного размера, что привело к отказу машины.
В 1940-х годах процесс Avoset был разработан Джорджем Гриндродом. Пищевые продукты, обработанные с использованием процесса Avoset, были упакованы под ультрафиолетовыми лампами и стерилизованным воздухом в помещении с избыточным давлением, чтобы не допустить попадания загрязняющих веществ в помещение для обработки. Стерилизация была достигнута за счет использования прямого впрыска пара при температуре 126–137 ° C (260–280 ° F) с последующим охлаждением. Пища, обработанная с использованием этой техники, была описана как «превосходный кремовый продукт», и каждую минуту производилось 75–100 контейнеров.
Позже, в 1940-х годах, McKinley Martin разработал асептический процесс Dole. Переработанные продукты варьировались от супов до фирменных соусов, фруктов и молочных продуктов. Этот процесс включал четыре этапа:
Асептическая машина Dole преодолела препятствия, вызвавшие отказ HCF, так как она могла обрабатывать контейнеры различных размеров, требовала меньше времени на обслуживание и меньше затрат. Качество обработанных продуктов оставалось неизменным независимо от размера контейнера, что является важной характеристикой термочувствительных пищевых продуктов из-за короткого времени обработки. Гороховый суп обрабатывали с использованием асептической машины Dole со следующей дозировкой: время нагрева 140–146 ° C (280–290 ° F) в течение 3,53 секунд, время выдержки 8,8 секунды и охлаждение до 32 ° C. ° C (90 ° F) за 14,0–17,0 секунд, по сравнению с обычным временем обработки 40–70 минут при 115–121 ° C (240–250 ° F). Отсутствие интереса со стороны потребителей привело к прекращению производства продуктов, которые обрабатывались в асептической машине Dole.
Эрик Валленберг, изобретатель первой упаковки Tetra Pak .Рой Грейвс начал стерилизовать молоко в 1940-х годах. Молоко, полученное от коровы, прошло по трубопроводу в вакуумный резервуар, который затем нагревали до 285 ° F, а затем охлаждали до комнатной температуры. Продукт, расфасованный в металлические банки, был широко принят потребителями, не имеющими доступа к свежему молоку, включая США. военные.
В 1959 г. в пищевой промышленности появились ламинированные контейнеры из бумаги, фольги и пластика, названные тетраэдрами. В 1962 году шведская компания Tetra Pak представила этот контейнер на рынке США. Они продавали пастеризованное молоко и напитки в таре. Компания Роя Грейвса начала стерилизовать этот контейнер хлором и смогла асептически заполнить и герметично закрыть контейнер. Использование этих контейнеров не было принято американскими потребителями из-за того, что их трудно открывать, однако они широко использовались США. Военно-морской флот.
В 1981 г. перекись водорода была одобрена FDA для стерилизации контейнеров.
Сегодня суда, используемые для континентальной транспортировки пищевых продуктов, оснащены асептические емкости для перевозки фруктовых соков. Другим средством транспортировки пищевых продуктов, прошедших асептическую обработку, является использование асептических пакетов.
Асептическая обработка позволяет правильно стерилизовать пищу вне контейнера, а затем помещать в предварительно стерилизованный контейнер, который затем запечатывается в стерильной среде. В большинстве систем используется сверхвысокотемпературная (UHT) стерилизация для стерилизации пищевых продуктов перед их упаковкой. УВТ стерилизует пищу при высоких температурах, обычно выше 135 ° C, в течение 1–2 секунд. Это выгодно, поскольку позволяет ускорить обработку, обычно за несколько секунд при высоких температурах (130–150 ° C), и лучше сохранить сенсорные и питательные характеристики. Срок хранения асептических продуктов без охлаждения составляет от нескольких месяцев до нескольких лет.
Стерилизация асептического упаковочного материала - важнейший этап асептической обработки пищевых продуктов. Эти контейнеры стерилизованы для уничтожения микроорганизмов, присутствующих на контейнере во время формования и транспортировки, а также перед заполнением. Существует множество методов стерилизации контейнеров, наиболее часто используемые методы: нагревание, горячая вода, химические стерилизаторы (перекись водорода или перуксусная кислота ) и облучение или комбинацией методов.
Пищевые продукты, прошедшие асептическую обработку, можно стерилизовать с использованием прямых или косвенных методов передачи тепла. Прямая теплопередача может быть достигнута посредством нагнетания пара и нагнетания пара. Пищевые продукты, обработанные с помощью инжектора пара , проходят через камеру впрыска, где в продукт вводится пар (150 ° C), а затем продукт мгновенно охлаждается до 70 ° C. Прямая теплопередача подходит для термочувствительных продуктов, таких как молоко. Однако с помощью впрыска пара можно обрабатывать только жидкости с низкой вязкостью, и для обеспечения стерилизации требуется пар высокого качества. Пищевые продукты, пропариваемые паром, включают свободное падение пищи в пар под высоким давлением, который нагревает пищу примерно до 145 ° C, а затем мгновенно охлаждает ее до 65–70 ° C. Паровая инфузия обеспечивает переработчикам большие возможности управления по сравнению с паровой инфузией, а также снижает риск пригорания и перегрева. Он может обрабатывать продукты с более высокой вязкостью по сравнению с впрыском пара, но рискует заблокировать форсунки в оборудовании. Косвенные формы теплопередачи включают: пластинчатые теплообменники, трубчатые теплообменники или скребковые теплообменники. Пластинчатые теплообменники в основном используются, потому что они недороги и позволяют легко заменять их во время производство. Трубчатые и скребковые поверхности могут нагревать вязкие продукты с частицами или высоким содержанием мякоти с минимальным повреждением.
Оборудование, используемое для асептической обработки пищевых продуктов и напитков, должно быть стерилизовано до обработки и оставаться стерильными во время обработки. При разработке оборудования для асептической обработки необходимо учитывать шесть основных требований: оборудование должно иметь возможность тщательной очистки, оно должно быть способно стерилизоваться паром, химикатами или высокотемпературной водой, стерилизационные среды должны контактировать со всеми поверхности оборудования, то есть на оборудовании не должно быть трещин, щелей или мертвых зон, оборудование должно храниться в стерильном состоянии, оно должно иметь возможность непрерывного использования, и, наконец, оборудование должно соответствовать требованиям
Асептическая упаковка обычно подразделяется на следующие категории: заполнение, сборка, форма, термоформ, выдувная форма, а также насыпная упаковка и системы хранения.
Асептическая упаковка состоит из заполнения и запечатывания стерилизованного упаковочного материала стерилизованным продуктом. Асептический упаковочный материал должен не только обеспечивать стерильные условия внутри упаковки и защищать продукт от физического повреждения, но и поддерживать качество продукта внутри упаковки. Для этого ламинатный материал формируют из следующих компонентов: полужесткая бумага, алюминий и пластик. Бумага (70%) придает упаковке жесткость, прочность и эффективную форму кирпича. Полиэтилен низкой плотности (24%), наиболее распространенный пластик, используемый для асептической упаковки, расположенный на самом внутреннем слое, образует уплотнения, которые делают упаковку водонепроницаемой. Алюминий (6%) находится внутри асептической упаковки, образуя барьер для света и кислорода, тем самым устраняя необходимость в охлаждении и предотвращая порчу без использования консервантов. Большая часть упаковочного материала, используемого в асептической упаковке, изготовлена из пластика вместо металлической или стеклянной тары из-за относительно низкой стоимости производства пластикового материала по сравнению с металлом и стекло. Пластик легче металла или стекла, что делает его дешевле и проще в транспортировке. Для производства пластика также требуется гораздо меньше энергии, чем для производства металла и стекла. Эти факторы сделали пластик предпочтительным упаковочным материалом для использования при асептической обработке.
Асептический упаковочный материал, производимый Tetra Pak Существует множество факторов, которые могут повлиять на тип асептической тары, выбранной для продукта. Следующие факторы могут повлиять на выбор упаковочного материала для продуктов, подвергнутых асептической обработке: функциональные свойства пластикового полимера (газо- и пароизоляционные свойства, химическая инертность, абсорбция вкуса и запаха или скальпирование ), потенциальные взаимодействия между пластиковым полимером и пищевым продуктом, желаемый срок хранения, экономические затраты, механические характеристики упаковочного материала (формовочные свойства, характеристики обращения с материалом и совместимость с методами упаковки и стерилизации), условия транспортировки и обращения (прочность, сжатие), соответствие нормативным требованиям и целевая группа потребителей.
В зависимости от продукта можно выбрать различные типы контейнеров. В таблице ниже представлены несколько типов контейнеров и примеры.
| Тип контейнера | Примеры | Характеристики контейнера |
| Жесткие контейнеры | Металлические банки, сумки, стеклянные бутылки, и банки | |
| Картонные контейнеры | Картонные коробки из бумаги / фольги / пластика и предварительно отформованные картонные коробки из бумаги / фольги / пластика | |
| Полужесткие пластиковые контейнеры | Термоформованные стаканчики, бадьи и лотки Webfed Предварительно сформованные чашки, ванны, лотки и бутылки | Высокая производительность Гибкость эксплуатации, возможность предварительной проверки качества контейнеров |
| Гибкие пластиковые контейнеры | Пакеты, саше и т. Д. |
Асептическая обработка сохраняет качество продуктов за счет быстрой термической обработки с последующим коротким временем выдержки и быстрым охлаждением. По сравнению с консервированием, где пищевые продукты подвергаются высокотемпературной обработке, быстрая термообработка, обеспечиваемая асептической обработкой, позволяет лучше сохранить термочувствительные характеристики пищевых продуктов.
Вкус пищевых продуктов, прошедших асептическую обработку, изменяется минимально. Молочные продукты могут иметь привкус вареной из-за воздействия сульфгидрильных групп. Вкус уменьшается во время хранения, поскольку сульфгидрильные группы окисляются. Молоко, подвергшееся строгой обработке, могло иметь горький привкус из-за протеолиза.
Молочные продукты могли иметь изменение цвета, эффект, вызванный потемнением Майяра. Это зависит от количества редуцирующего сахара, образования пирализинов и меланоидинов, степени обработки и температуры хранения.
Растительные пигменты, каротин и бетанин не подвержены влиянию, а хлорофилл и антоцианы минимально восстанавливаются.
Мясо менее вероятно становится жестче при асептической обработке по сравнению с консервированными продуктами.
Фруктовый сок вязкость не изменяется. Обработанные нарезанные кусочки фруктов и овощей более мягкие по сравнению с необработанными кусочками из-за солюбилизации пектиновых материалов и потери клеточного тургора.
Стерильность при стерильной обработке достигается за счет мгновенного нагрева процесс с температурой от 91 ° C до 146 ° C и минимально обрабатывается. Из-за значительно меньшего времени обработки и диапазона температур, используемых при асептической обработке, по сравнению с традиционной стерилизацией, такой как консервирование, продукты, подвергнутые асептической обработке, способны удерживать больше питательных веществ. Рибофлавин, пантотеновая кислота, биотин, ниацин и витамин B6 не подвержены влиянию. Примерно 10% тиамина и витамина B12, примерно 15% фолиевой кислоты и пиридоксина и примерно 25% витамин С теряется во время асептической обработки.
Продукты, обработанные в асептических условиях, лучше удерживают питательные вещества, витамины и естественные пигменты (хлорофилл, антоцианы, беталаины, каротиноиды ) по сравнению с консервированными пищевыми продуктами из-за более низкой температуры, подвергается при обработке. Асептическая обработка обеспечивает гибкость в использовании контейнеров различных размеров, а также возможность добавления биоактивных и термочувствительных компонентов после обработки (пробиотики, омега-3 жирные кислоты, конъюгированные линолевые кислоты ).
Асептическая обработка стоит больше, чем консервирование, потому что стерилизация упаковочных материалов требует другого оборудования и может быть сложной. Кроме того, трудно поддерживать стерильность воздуха в помещении для обработки.
Инспекции асептической обработки - одна из самых сложных инспекций операций по производству пищевых продуктов. Руководящие органы должны разработать процесс, обеспечивающий коммерческую стерильность для следующего:
Документация производственных операций должны поддерживаться предприятием, что свидетельствует о достижении коммерческих стерильных условий на всех участках предприятия.
Общие нормативные требования для всех Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) регулируемые продукты находятся в разделе 21 Закона США Свод федеральных правил (CFR), часть 117. В разделе 113.40 перечислены особые требования к системам асептической обработки и упаковки, включая спецификации для оборудования и контрольно-измерительных приборов. Одним из требований правил FDA является то, что все операции термической обработки должны проводиться под операционным надзором лица, прошедшего утвержденный FDA курс инструкций по контролю систем термической обработки, укупорке контейнеров и процедурам подкисления. Школа лучшего управления процессами содержит раздел по системам асептической обработки и упаковки и будет соответствовать требованиям FDA для руководителей асептических операций.
Органы обработки, отвечающие за асептические системы, должны знать определенные факторы, уникальные для операций по асептической обработке и упаковке, поэтому необходимы специальные знания в этой области. Ни FDA, ни другое регулирующее агентство не ведут список признанных органов обработки, однако некоторые организации широко признаны в государственных учреждениях и в отрасли как имеющие опыт и знания. Правила FDA полагаются на органы, занимающиеся асептической обработкой и упаковкой, чтобы установить параметры стерилизации продукта, упаковок и оборудования, чтобы гарантировать коммерческую стерильность конечного продукта.
Формы, используемые в настоящее время для хранения асептических процессов для низко- кислотные продукты с FDA - это форма 2541c. Процессы для подкисленных пищевых продуктов, которые обрабатываются и упаковываются в асептических условиях, зарегистрированы в соответствии с 2541a. Кроме того, перерабатывающие предприятия должны быть зарегистрированы в FDA с использованием формы 2541. FDA также разработало электронную систему розлива консервов с низким содержанием кислоты (LACF), которая облегчает заполнение и отправку форм.
FDA не обладает полномочиями в отношении типов систем асептической обработки и упаковки, которые могут использоваться для производства пищевых продуктов для распространения в торговле США, путем рассмотрения и принятия или отклонения форм обработки от отдельных перерабатывающих компаний. FDA может запросить у переработчика достаточную техническую информацию для оценки соответствия оборудования и процедур, используемых для производства коммерчески стерильного продукта. До тех пор, пока FDA не найдет дальнейших возражений против регистрации процесса, компании запрещается распространять продукт, произведенный в этой системе, в межгосударственной торговле.
Конечные асептические продукты должны пройти инкубационные испытания перед выпуском продукта в продажу. Фирма должна определить время и температуру инкубации, а также количество инкубируемых контейнеров. Обычно принято инкубировать при 20–25 ° C в течение минимум 7 дней, а затем сразу или после первого считывания инкубировать при 30–35 ° C в течение всего минимального времени инкубации 14 дней. Другие графики инкубации должны основываться на подтверждающих данных валидации. Важно отметить, что перед инкубацией контейнеры со средой для выращивания микробов необходимо перевернуть, чтобы гарантировать, что все поверхности полностью смочены средой.
FDA полагается на периодические проверки перерабатывающих предприятий для контроля соблюдения его нормативные требования. Частота проверок для отдельного предприятия может значительно варьироваться в зависимости от упакованной продукции, возникновения потенциально опасных проблем обработки на предприятии и наличия инспекционного персонала FDA.
Пищевой портал 