Sterilizacija hrane ni zgolj segrevanje izdelka na določeno temperaturo. Pri živilih z visoko viskoznostjo je pravi izziv, ali lahko toplota učinkovito prodre v izdelek in zagotovi, da vsak del doseže zahtevane pogoje sterilizacije. Tudi če temperatura opreme doseže nastavljeno vrednost, lahko slab prenos toplote znotraj izdelka še vedno vpliva na končni rezultat sterilizacije. V zadnjih letih so zaradi hitre rasti izdelkov, kot so pripravljeni obroki, omake, mokra hrana za hišne ljubljenčke, pijače "ptičje gnezdo" in sadni pireji, živila z visoko viskoznostjo postala vse pogostejša v živilskopredelovalni industriji. V primerjavi z običajnimi pijačami ali tekočinami z nizko viskoznostjo je te izdelke težje sterilizirati zaradi počasnejšega prodiranja toplote in neenakomerne porazdelitve temperature. To postavlja večje zahteve tako glede zasnove procesa kot tudi glede opreme za sterilizacijo.

Zakaj je živila z visoko viskoznostjo težje sterilizirati?

Med toplotno obdelavo se toplota prenaša predvsem na dva načina: konvekcijo in prevodnost. Pri izdelkih z nizko viskoznostjo, kot sta sok in mleko, gibanje tekočine med segrevanjem ustvarja naravno kroženje. To pomaga pri hitrejši in enakomernejši porazdelitvi toplote po izdelku. Vendar pa imajo živila z visoko viskoznostjo slabo gibanje tekočine. Notranja konvekcija je omejena, kar pomeni, da se mora toplota počasi premikati od zunaj proti sredini s prevodnostjo. Debelejši kot je izdelek in višja kot je vsebnost trdnih snovi, bolj očiten je ta učinek. Posledično lahko pri enakih pogojih sterilizacije zunanje območje izdelka z visoko viskoznostjo že doseže ciljno temperaturo, medtem ko središče ostane na veliko nižji temperaturi. Ta razlika v porazdelitvi temperature je glavni razlog, zakaj je živila z visoko viskoznostjo težje sterilizirati.

Hladna točka je najpomembnejše območje za spremljanje

Med sterilizacijo hrane je eden ključnih konceptovhladna točkaHladna točka se nanaša na območje znotraj izdelka, ki se segreva najpočasneje in potrebuje največ časa, da doseže zahtevano raven sterilizacije. Pri živilih z visoko viskoznostjo se ta točka običajno nahaja blizu središča embalaže ali najdebelejšega dela izdelka. Ali izdelek doseže komercialno sterilnost, ni odvisno od najvišje temperature, prikazane na opremi. Namesto tega je odvisno od tega, ali je hladna točka dovolj toplotno obdelana. Če hladna točka ne izpolnjuje zahtevanih pogojev obdelave, se izdelek še vedno lahko sooča s potencialnimi mikrobnimi tveganji. Zato se proizvajalci živil pri razvoju postopkov sterilizacije bolj osredotočajo na to, kako dolgo toplota potrebuje, da doseže hladno točko, kot pa zgolj na zvišanje temperature obdelave.

Višja temperatura ni vedno najboljša rešitev

V proizvodnji nekateri proizvajalci poskušajo rešiti težave s počasnim segrevanjem z zvišanjem temperature sterilizacije ali podaljšanjem časa zadrževanja. Čeprav ta pristop poveča vnos toplote, lahko ustvari tudi nove izzive. Prekomerna toplotna obdelava lahko povzroči potemnitev omak, zmanjša svež okus sadnih pirejev ali vpliva na teksturo izdelkov iz ptičjega gnezda, mesnih izdelkov in hrane za hišne ljubljenčke. Pri vrhunskih živilih prekomerna predelava ne le poveča porabo energije, temveč lahko tudi zmanjša kakovost izdelka. Zato se sodobna sterilizacija hrane premika protinatančen nadzor procesovCilj je doseči zahteve glede varnosti živil, hkrati pa zmanjšati nepotrebne poškodbe zaradi toplote in ohraniti prvotne lastnosti izdelka.

Kako lahko izboljšamo učinkovitost toplotne penetracije?

Izboljšanje penetracije toplote zahteva celovit pristop, ki vključuje izdelek, postopek in opremo. Prvič, proizvajalci morajo izvesti teste penetracije toplote na podlagi formulacije izdelka, viskoznosti, velikosti embalaže in prostornine polnjenja. Z identifikacijo dejanske hladne točke znotraj izdelka lahko določijo ustrezne parametre temperature in časa sterilizacije. Drugič, različne oblike embalaže zahtevajo različne rešitve za sterilizacijo. Fleksibilne vrečke, steklenice, kovinske pločevinke in plastični pladnji imajo različne značilnosti prenosa toplote in odpornosti na tlak. Zato parametrov sterilizacije ni mogoče univerzalno uporabiti za vse vrste embalaže. Nenazadnje ima pomembno vlogo tudi metoda prenosa toplote sterilizacijske opreme. Retorte za potopitev v vodo, retorte z vodnim pršenjem in rotacijske retorte imajo vsaka svoje prednosti, odvisno od zahtev izdelka. Pri nekaterih živilih z visoko viskoznostjo lahko rotacijska sterilizacija pomaga izboljšati izmenjavo toplote z nežnim vrtenjem izdelkov med obdelavo. Hkrati stabilno kroženje vroče vode in natančen nadzor temperature in tlaka pomagata zmanjšati temperaturne razlike med izdelki in izboljšati doslednost serije.

Penetracija toplote določa kakovost izdelka

Pri živilih z visoko viskoznostjo največji izziv pri sterilizaciji ni, kako visoko lahko doseže temperatura opreme, temveč ali lahko toplota enakomerno in dosledno vstopa v izdelek. Le ko hladno mesto doseže zahtevane pogoje za obdelavo, je mogoče doseči varno sterilizacijo. Hkrati pa izogibanje prekomernemu segrevanju pomaga ohranjati barvo, okus in teksturo izdelka. Z nenehno rastjo živil, pripravljenih za uživanje, hrane za hišne ljubljenčke in vrhunskih živilskih izdelkov proizvajalci preusmerjajo svojo pozornost s preprostega »doseganja sterilizacije« na »doseganje natančne sterilizacije«. Izboljšanje učinkovitosti prodiranja toplote, zmanjšanje temperaturnih razlik in optimizacija metod toplotne obdelave bodo postali vse pomembnejši za živilska podjetja, ki želijo izboljšati kakovost izdelkov in učinkovitost proizvodnje.