Спори різних видів спороутворюючих мікроорганізмів мають неоднакову стійкість до високих температур. Так, суперечки багатьох мезофільних аеробних бацил відмирають вже при 100 ° С, тоді як суперечки сінної палички можуть зберігати життєздатність при 130 ° С. Стійкі до дії високих температур також суперечки термофільних аеробних бацил, які зберігали життєздатність при 125-130 ° С. Спори анаеробних мікроорганізмів відмирають при високих температурах повільніше, ніж суперечки аеробів. Спори різних штамів одного і того ж виду мікроба також можуть мати неоднакову стійкість до високих температур. Найбільш термостійкими є зрілі покояться суперечки.
Отже, результати стерилізації багато в чому залежать від того, яка стійкість мікроорганізмів, що містяться в продукті, до температур, що застосовуються при його консервуванні.
У не меншому ступені на результати стерилізації впливає кількісний склад мікрофлори, т. Е. Загальна кількість мікроорганізмів і їх спор, що містяться в консервируемого продукті. Чим вище початкова мікробна контамінація консервів, тим більше часу потрібно для повного знищення мікроорганізмів і тим більше їх може вижити при нагріванні.
При значній мікробної контамінація продукту перед стерилізацією збільшується ймовірність попадання в банки термостійких спор, а отже, ефективність стерилізації при інших рівних умовах залежить від числа мікроорганізмів, що містяться в стерилізується продукті.
Швидкість відмирання мікроорганізмів в процесі стерилізації залежить також від консистенції і гомогенності продукту. У консервах, що мають рідку консистенцію, утворюються конвекційні струми, в результаті чого температура при стерилізації швидко стає майже однаковою у всіх частинах банки. При щільної консистенції продукту конвекція утруднена і тепло в основному поширюється внаслідок теплопровідності банки, тому температура в різних точках продукту неоднакова. У периферичних зонах вона вище, ніж в центрі банки. Наприклад, при однакових умовах стерилізації в банку з зеленим горошком температура 110 ° С досягається через 25 хв, а в банку з м'ясом - тільки через 50 хв. Оскільки консерви, що мають рідку заливку, швидше прогріваються, то мікроорганізми в них гинуть швидше, ніж в сухих щільних консервах.
При стерилізації консервів від концентрації водневих іонів в середовищі в значній мірі залежить термостійкість мікроорганізмів. У продуктах з нейтральною і слаболужною реакцією середовища більшість спороутворюючих мікроорганізмів мають максимальну стійкістю до високих температур. Наприклад, паличка ботулінум зберігає свою життєздатність при рН 6,3-6,9, а сінна паличка - при 6,8-7,6.
Кисла реакція прискорює денатурацію білків і відмирання мікроорганізмів, а також викликає зниження термоустойчивости вегетативних мікробних клітин і їх суперечка. Чим вища кислотність продукту, тим більший вплив вона робить на зниження термоустойчивости мікроорганізмів і, отже, їх загибель настає при менш високій температурі.
На стійкість мікроорганізмів до високих температур впливає також наявність жиру в консервируемого продукті. Жир - поганий провідник тепла - сприяє виживанню мікроорганізмів при стерилізації. Жир проводить тепло в 1,82 рази повільніше, ніж м'ясо. При збільшенні вмісту жиру в м'ясних консервах знижується теплопровідність продукту, а термостійкість мікробних клітин підвищується. На поверхні мікробних клітин утворюється гідрофобна плівка жиру, яка перешкоджає проникненню води в клітину і тим самим захищає білки цитоплазми від денатурації. При цьому створюються умови, близькі до умов стерилізації "сухим жаром", в силу чого для знищення мікробів потрібен довший час. Наприклад, суперечки сінної палички в бульйоні при 106 ° С гинуть через 10 хв, тоді як в тваринному жирі навіть при 150 ° С - тільки через 1 год. Бактерії групи кишкових паличок в бульйоні при 100 ° С гинуть моментально, а в маслі при цій ж температурі - тільки через 30 хв. Після прогрівання протягом 10 хв при 100 ° С в м'ясі без жирової тканини від загальної кількості мікробів, що містяться до нагрівання, зберігається тільки 1% життєздатних клітин, в м'ясі з 5% жиру - до 6, а в м'ясі з 15% жиру - близько 9%.
Присутність солі в консервируемого продукті впливає на термостійкість мікроорганізмів в залежності від її концентрації і виду мікробів.
Невеликі концентрації хлориду натрію (1-2%) підвищують стійкість до високої температури багатьох мікроорганізмів і їх спор, в тому числі палички ботулінум. Найвищий ефект дії солі на термостійкість деяких спорових (картопляна паличка, паличка спорогенес) і бесспорових мікроорганізмів - микрококков, лактобацил і ін. - спостерігається при концентрації солі 5,8%. Спори палички перфрингенс найбільш стійкі до нагрівання в присутності 3% хлориду натрію.
Значні концентрації солі (вище 10%) надають зворотну дію, т. Е. Зменшують термостійкість палички перфрингенс, палички ботулінум та інших мікроорганізмів.
Підвищення термостійкості мікроорганізмів при невеликих концентраціях хлориду натрію пояснюється осмотичним відсмоктуванням вологи з мікробних клітин, в результаті чого їх стійкість до нагрівання підвищується. Якщо ж концентрація солі досягає 10%, то починає проявлятися її висаліваются дію на білки, що призводить до зниження термостійкості мікробів і їх суперечка. Цукор в невеликих концентраціях (2-18%) помітно не впливає на стійкість мікроорганізмів до високих температур. Цукор в кілька великих концентраціях (30%) має захисну дію на дріжджі і цвілі. Високі концентрації цукру (70%) підвищують стійкість багатьох мікроорганізмів, в тому числі палички ботулінум, до нагрівання. У цьому випадку підвищення термостійкості також пояснюється втратою клітинами частини вільної води в результаті осмосу.
РОЛЬ ЗАЛИШКОВОЇ МІКРОФЛОРИ НА ЯКІСТЬ консервів
Мікроорганізми, які при тепловій обробці, тобто в процесі стерилізації консервів, зберегли свою життєздатність, прийнято називати залишкової мікрофлорою. Склад залишкової мікрофлори стерилізованих консервів, як правило, буває представлений спороутворюючими мікроорганізмами, суперечки яких мають значну стійкість до дії високої температури.
У деяких м'ясних пастеризованих консервах до складу залишкової мікрофлори крім спороутворюючих входять також кокові форми мікроорганізмів.
З спороутворюючих мікроорганізмів значну частку залишкової мікрофлори м'ясних і м'ясо-рослинних консервів зазвичай складають термофільні бацили, що мають дуже термостійкі спори.
Часто до складу залишкової мікрофлори, особливо консервів, багатих білковими речовинами (в тому числі м'ясних і м'ясо-рослинних), входять мезофільні облігатні клостридії. Спори цих мікроорганізмів можуть зберігати життєздатність навіть після тривалого нагрівання продукту при 115-120 ° С. Рідше в консервах виявляють токсігенний облігатний анаероб - паличку ботулінум. Спори палички ботулінум мають дещо меншу термостійкість, ніж суперечки інших анаеробних клостридії. Загибель цього мікроорганізму приймається як мінімальна стандартна норма при розробці режимів стерилізації нізкокіслотних і среднекіслотних консервів, в тому числі різних м'ясних і м'ясо-рослинних.