Varmebehandling

(1)

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

 Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.

 You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

 You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from orbit.dtu.dk on: Mar 24, 2022

Varmebehandling

Hansen, Tina Beck

Publication date:

2015

Document Version

Også kaldet Forlagets PDF Link back to DTU Orbit

Citation (APA):

Hansen, T. B. (Forfatter). (2015). Varmebehandling. 2D/3D (Fysisk produkt), DTU Fødevareinstituttet.

(2)

Varmebehandling

Tina Beck Hansen

FVST, Kødspecialiseringskursus, 3. november 2015

• Varmebehandlingsteori – hvad er det?

• Mikroorganismers varmetolerance

• Varmes drabseffekt

• Ækvivalente behandlinger

• Tilstrækkelig varmebehandling?

• Tilstrækkelig hurtig nedkøling?

(3)

Vurdering af varmebehandling kræver viden om:

Fødevarebårne

sygdomsfremkaldende mikroorganismer

& Varmebehandling

Egenskab

Varmetolerance Drabseffekt

Beskrivelse med tal

D-værdi z-værdi

Pasteuriseringsværdi (PV)

Påvirkende

faktorer Mikroorganismen Fødevaren

Uens størrelse

Starttemperatur

Placering i ovn

HTST >< LTLT

(4)

DTU Fødevareinstituttet

Varmetolerance – D-værdi

1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000

0 10 20 30 40 50 60

Tid (min.) ved konstant temperatur

Antal bakterier pr. gram fødevare

D-værdi 1 log

D-værdi:

Den tid det tager at reducere 90% af en population ved en given konstant temperatur

(5)

Varmetolerance – z-værdi

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

65 75 85 95 105

Opvarmningstemperatur (°C)

Lo g D- v ær d i

1 log

z-værdi

z-værdi:

Den temperatur-ændring der resulterer i 10-fold ændring i D-værdien

(6)

Varmetolerance - patogener

varmetolerance Lav Moderat

varmetolerance Høj

varmetolerance

4D v. 65^oC < 1 min.

Bakterier Escherichia coli Campylobacter

Shigella Vibrio

Skimmel Parasitter

4D v. 65^oC =1-10 min.

Bakterier

Listeria monocytogenes (6.1 min.) Staphylococcus aureus (3.8 min.)

Yersinia enterocolitica (1.8 min.) Salmonella (1.1 min.)

Virus (1.5 min.)

6D v. 90^oC  10 min.

Sporedannere Clostridium perfringens

Clostridium botulinum Bacillus cereus

(7)

Varmetolerance – sporedannere

Inaktiverede Temp.

(C)

Tid til 6D (min.)

Eksempel på overlevende sporedannere

Sporer LAV

90 10 B. cereus

B. licheniformis Sporer

MEDIUM

110 15 Cl. botulinum type A, B Cl. perfringens

Sporer HØJ

115 120

10 4

B. stearothermophilus Cl. sporogenes

Sporer

MEGET HØJ

120 >45 Cl. thermosaccharalyticum

(8)

Varmetolerance - fødevaren

Listeria monocytogenes

-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

50 55 60 65 70 75

Opvarmningstemperatur (°C)

Lo g D- v ær d i

Laks Torsk Mælk Oksekød Lineær (Laks) Lineær (Torsk) Lineær (Oksekød) Lineær (Mælk)

z = 6.5^oC

z = 7.0^oC

z = 5.5^oC z = 6.0^oC

(9)

Varmetolerance – kødtype

Kødtype D

₆₀

(min) Z-værdi

(C) Kilde

Okse 6,7 6,9

Hansen & Knøchel

1996: LAM 22:425

Okse, DFD 12,5 -

Jørgensen et al. 1999:

FM 16:185

Svin 5,6 5,9

Murphy et al. 2004: JFS

69:FMS97

Kylling 8,7 6,3 – 6,7

Mackey et al. 1990:

LAM 10:251

Listeria monocytogenes

(10)

Varmetolerance – salt

0 5 10 15

0.5 3 6 9 20

% salt i vandfasen

4D

Kilde: Jørgensen og Knøchel

V ar me tol er ance

Listeria monocytogenes

(11)

Varmetolerance – heat shock Listeria innocua, 60°C, TSB

0 2 4 6 8

0 50 100

Time (min)

Log

10

(C F U m l

-1

)

HS shaken culture

coil

6% NaCl, HS

shaken culture

Control

(12)

Varmetolerance – L. innocua i svinekød

Faktor Niveau D

₆₀

(min)

Kød pH Normalt (5,4-5,5) 5.3

Højt (5,9-6,0) 8.4

Kød fedtindhold 15% tilsat fedt 6.2

30% tilsat fedt 9.5

Saltindhold 3% NaCl i vandfasen 16.3

6% NaCl i vandfasen 40.9

Opvarmningshastighed Varmechok (46C, 30 min) 10.4

0,6C pr. min. (pH 6.0) 14.3

(13)

Drabseffekt – P-værdi (PV)

0 10 20 30 40 50 60 70

0 10 20 30 40 50 60

Opvarmningstid (min.)

Te m p e ra tu r (° C )

PV:

Den tid som en

opvarmning ville have varet, hvis temperaturen havde været konstant under hele opvarmningen 17 min.

3.5 min.

(14)

Drabseffekt – beregning

F-værdi & PV:

Tid til opnåelse af drabseffekt ved en bestemt temperatur og z- værdi.

Drabseffekt af varmebehandling:

T = Temperaturen i produktet T_ref = Referencetemperaturen z = z-værdi

t = Varmebehandlingstiden

t PV

end

start

z Tref z T

Tref

  ¹⁰

⁽⁽ ^ ⁾^/ ⁾



(15)

Drabseffekt – uens størrelse

Diameter (cm)

af roastbeef PV ved 70C, z=10C (min.)

7,0 22

7,4 21

7,6 19

7,7 17

9,5 12

10,0 10

(16)

Drabseffekt – råvarens temperatur

Råvare- temperatur

(C)

(Grønne bønner)

PV ved 70C, z=10C

(min.)

-1 0,3

10 – 12 24

11 – 14 55

(17)

Drabseffekt – placering i varmekilde

Placering i vandbad

(Spinat)

PV ved 70C, z=10C

(min.)

I toppen 137 – 506

I midten 4 – 172

I bunden 432 – 500

(18)

Drabseffekt – HTST >< LTLT

Varme- behandling

(Spinat)

PV ved 70C, z=10C

(min.) 30 min. ved 90C 4 – 506

15 min. ved 100C 0,6 – 630

(19)

Ækvivalente behandlinger har samme PV

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Opvarmningstid (minutter) Temperatur i koldeste punkt (°C) Ovn-temperatur 100^oC

Slut-temp. i produkt 75^oC

Ovn-temp. 80ôC indtil 60ôC i produkt, derefter ovn-temp. 60ôC i 1 time PV₇₅⁷=42s

PV₇₅⁷=42s

Pasteurisering af mælk (z=4.3^oC)

72^oC, 15 s 63^oC, 30 min.

(20)

Tilstrækkelig varmebehandling?

Hvad mener I?

(21)

Gemmes koldt og serveres

senere

Tilstrækkelig varmebehandling – effekt kriterier

Nedkøles til senere brug

Forekomst

Antal

Varmetolerance

Vækst potentiale

Farlighed

Modtagelighed

L. monocytogenes – 4D

Kilde: Hansen & Knøchel 2001, IJFM 63, pp. 135

Cl. botulinum (kuldetolerante) – 6D

Kilde: Peck 1997, Trends FST 8, pp. 186

Cl. perfringens – 1 log

₁₀

stigning

Kilde: Andersen et al. 2004, JFP 67, pp. 83

Opvarmes og serveres med

det samme

(22)

Effekt kriterium – L. monocytogenes

Sjællendt mere end 100 CFU/g kød



2 log CFU/g

Mikrobiologisk kriterium, ingen i 25 g,

dvs. 0,04 CFU/g



-1,4 log CFU/g

Reduktion:

2 – (-1,4) log CFU/g



Mindst 3,4 log

Oprundes til

4D

(23)

Effekt kriterium – L. monocytogenes

Varme-

behandling Grad af

varmebeskadigelse Dage til vækst

ved 3C Dage til vækst ved 10C pH 5.6 pH 6.2 pH 5.6 pH 6.2

Start population Skadet 0% - - - -

Ikke-skadet 100% >30 <10 <10 <10

1D – 2D Skadet 95-99% >30 >30 10-20 <10 Ikke-skadet 1-5% >30 >30 10-20 10-20

3D – 4D Skadet >99.9% >30 >30 >30 >30 Ikke-skadet <0.1% >30 >30 >30 >30

Kilde: Hansen & Knøchel 2001: IJFM 63: 135

(24)

Tilstrækkelig varmebehandling – forslag til proces kriterier

Eks. For produkter med holdbarhed ≤ 5 dage ved max. 5C

≥ 75C

56 – 74C

53 – 55C

Kontrol af sluttemperatur der skal være mindst 75C i

koldeste punkt

Kontrol af tid/temperatur profil der skal være ækvivalent til 1 sek. v. 75C (z=5C) i koldeste punkt

Undtaget produkter der indeholder ≥ 3%

salt i vandfasen

Kontrol af varmebehandlings- tid. Når der går højst 90 min.

til 53C opnås, gælder ækvivalensprincippet ELLERS

skal der varmebehandles så evt. tilvækst af C. perfringens og B. cereus reduceres

Hvis tid/temperatur profil er mildere, kontrol af

produktspecifik risikoanalyse og dokumentationsmateriale

(25)

Ækvivalens til 1 sek. ved 75C (z=5C)

Temp. (C) Tid

72 4 sek.

70 10 sek.

68 25 sek.

67 1 min.

65 2 min.

64 3 min.

63 4 min.

62 7 min.

61 11 min.

60 17 min.

59 26 min.

58 42 min.

57 1 time

56 2 time

(26)

LTLT-området

0 10 20 30 40 50 60

2 3 4 5 6 7 8 9

0 120 240 360 480 600 720

Log(CFU/g)

Tid (min.)

C. perfringens sporer hurtig LTLT profil i kylling

Spores temp

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0

2 3 4 5 6 7 8 9

0 120 240 360 480 600 720

Celsius(°C)

Log(CFU/g)

Tid (min.)

C. perfringens sporer ved langsom LTLT profil i kylling

Spores temp

(27)

Tilvækst/reduktion af C. perfringens

Stigetid fra køl til 53C

(timer)

C. perfringens tilvækst (log-stigning)

½ <1

1 <1

1½ <1

2 1

2½ 1,3

3 1,6

3½ 2,0

4 2,5

Knøchel & Hansen 2013

(28)

Varmetolerance – C. perfringens

LTLT

behandling Kødtype D-værdi ved 53C

(min.)

Kilde

Hurtig* Svin 216

Hurtig Kylling 263

Langsom** Svin 281

Langsom Kylling 372

Konstant Okse 278

Foegeding & Busta 1980

*Hurtig: < 2 timer til 53C

**Langsom: ≥ 4 timer til 53C

Eks. tid til 3D v. 53C:

Svin: 11 – 14 timer

Kylling: 13 – 19 timer

Okse: Mindst 14 timer

(29)

Tilstrækkelig varmebehandling – design og kontrol

Kontrol

1. Find det koldeste punkt i produktet

2. Mål tid/temperatur-forløb under processen i koldeste punkt

3. Bestem processens drabseffekt, oPV_T^z

4. Sammenlign oPV_T^zmed nPV_T^z, hvis

oPV_T^z> nPV_T^z

er varmebehandlingen tilstrækkelig

Design

1. Udpeg problem organisme 2. Find startniveau for problem

organisme i produktet

3. Bestem antal nødvendige log- reduktioner

4. Find D- og z-værdi for problem organisme i sammenlignelig fødevare

5. Beregn nødvendig drabseffekt:

D_T · Log-reduktion = nPV_T^z nPV_T^z= nødvendig drabseffekt ved

temperaturen T

D_T = D-værdi ved temperaturen T

(30)

Tilstrækkelig hurtig nedkøling?

Hvad mener I?

(31)

Udgangspunkt for vurdering af nedkøling

• At Clostridium perfringens ikke når et sygdomsfremkaldende antal

Kilde: Andersen et al. 2004, JFP 67, pp. 83

• At nedkølingen vil følge en eksponentiel kurve når omgivelsesbetingelserne er konstante

Kilde: Blankenship et al. 1988, AEM 54, pp. 1104

(32)

Grænse for vækst af C. perfringens

Forekomst – eksempler

(USA statistik) Antal Sygdoms-

fremkaldende antal

Fersk svinekød 66 % Fersk oksekød 25 % Fersk fjerkrækød 79 % Hakket kød 39 %

Forarbejdede kødprodukter 81 %

Typisk:

1-1.000 pr. g Maksimalt:

10.000 pr. g

Typisk:

>10

⁶

bakterier Minimum:

100.000 pr. g

Værst tænkelige:

10 x opformering

 1 log-stigning

(33)

Kritisk grænse for nedkøling

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

0 1 2 3 4 5

C. perfringens, log-stigning

Nedkølingstid (timer) fra 50 C til 15 C stamme 790-94

stamme 44071.C05

Nedkøling fra 50C til 15C

må maks. tage 3 timer

(34)

Forudsigelse af nedkøling

0 20 40 60 80 100

0 1 2 3 4 5 6

T emp er atu r (° C)

Nedkølingstid, timer

Start-temperatur 87^oC Nedkølingstid 2 timer Slut-temperatur 23^oC