Transcript Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií a jejích

Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií
a jejích aplikace v potravinářském průmyslu.
Peter Záhradník, Ing.
Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií
a jejích aplikace v potravinářském průmyslu.
Proces aseptické výrobní technologie
Tepelné ošetření surovin/zařízení/obalu
+
Finalizace/plnění/balení
bez přístupu nesterilního vzduchu
Peter Záhradník, Ing.
Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií
a jejích aplikace v potravinářském průmyslu.

Aseptická technologie = symbiotické spojení rozumu, vědy, techniky a zručnosti

„Podmíněná sterilita/stabilita“ - je zajištěna aseptickým zpracováním, osmotickým
tlakem, pH,
inertní atmosférou a zejména jejich synergismem.

Know how = receptury, znalosti o surovinách, analýze a diagnostice

Team zkušených zaměstnanců na všech úrovních

Vývoj (technologové, implementace, optimalizace procesů,

Nejslabší místo určuje kvalitu výsledku
Peter Záhradník, Ing.
nové idee a sofistikovaná řešení)
Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií
a jejích aplikace v potravinářském průmyslu.
 POPIS ASEPTICKÝCH TECHNOLOGIÍ
A VYROBNĚ - TECHNOLOGICKÝCH ZAŘÍZENÍ
 SUROVINY
 ANALÝZA, KVALITA
 APLIKACE
 BALENÍ/OBALY
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení
 Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy
 Tepelné výměníky
kontinuální procesy
 Kontejnerová stanice
pro komponenty k další aplikaci
spojení vakuového kotle
a přepravního obalu
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení
 Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy

Příprava a dávkování surovin do výrobního zařízení

Tepelné ošetření

Chlazení

Plnění/kontejnerová stanice
Těsnost výrobního zařízení/čistota/myšlení obsluhy výrobního zařízení
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení

Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy
 Příprava a dávkování surovin do výrobního zařízení
-
-
vybalování surovin z přepravných obalů (kartony, pytle, sudy …)
průběžná kontrola kvality (laserový analyzátor cizích příměsí, vizuálně…)
rozmrazování/MW kontinuální tunely (kostkování, řezaní přizpůsobení se výrobněaplikačním technologiím u zpracovatelů)
vážení/přepravné a dávkovací nerezové vozíky, digitální váhy
mixování, homogenizace /účinné vysokootáčkové např. klecové mixéry a homogenizátory
(rozpouštění práškových surovin, stabilizátory, kakao, vaječné žloutky, káva, SM…)
doprava z velkokapacitních zásobníků
silo/cukr/automatické tenzometrické váhy)
zásobní tanky (tekuté g-f. sirupy/průtokoměry)
dopravníky, potrubí /nasypávání/výtahy, vakuové dávkování
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení

Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy
 Tepelné ošetření
Pro realizaci a výběr typu tepelného ošetření je určující:
-
MB znečištění surovin (parametry 10 – 1 mil/g)
technologické vlastnosti surovin (velikost kousků, pevnost…)
charakter a trvanlivost výrobku/komponentu/přípravku/složky…
typ a trvanlivost finálního výrobku/aplikace
Dle použitých teplot a časových výdrží
Pasterizace/vysoká (85-100°C), nízká (nad 70°C)
Sterilizace (nad 100 °C)
UHT (nad 121,1°C)/Uperizace 135°C/5 sec.
Tyndalizace (inicializace spor/usmrcení vegetativních forem/neutrální produkty)
Efektitiva/rychlost/šetrnost
Přestup tepla celým produkčním objemem (všechny suroviny) resp. parciálně/postupně (skupiny surovin)
Důraz se klade přestupu tepla jednotlivým kouskům dovnitř. Ohřev párou přes stěny, resp. přímo do produktu.
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení

Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy

Chlazení
Efektitiva/rychlost/šetrnost

- vakuem /vakuová vývěva (součet odpařovacího
a kondenzačního tepla , líh na ruce)

- přestupem přes stěnu /duplikátor/chladící medium
(voda, ledová voda, soljanka…)

- kombinovaný způsob všech chladicích možností
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení

Vakuové kotle
diskontinuální/polodiskontinuální procesy
 Plnění/Kontejnerová stanice










připojení sterilního a inertizovaného kontejneru (tlak N2)
použití lihu a spec. rychlospojek
permanentní přetlak v kontejneru (N2) i v kotli (sterilní vzduch)
precizní ruční práce obsluhy/automatická sterilace spojovaných částí
odběr vzorků pro MB, FCH a SH
odběr kontravzorků
plombování/výpustné hrdlo, pojišťovací ventil
etiketace/legislatíva, EAN kódy/čítací zařízení
dochlazení/tvorba konečné konzistence
expedice/zpracování
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení

Tepelné výměníky
kontinuální procesy

teplotní spád – rozdíl teplot mezi ohřevným
a ohřívaným mediem
(bílkovinové nápeky/efektivita/rychlost/šetrnost)
Contherm/Tetrapack
 - přestup tepla (pára, horká voda)/chladu (voda, ledová voda, soljanka…)
přes stěny /trubky, desky
Peter Záhradník, Ing.
Technologie a výrobně-technologické zařízení
 Někteří producenti výrobně technologických zařízení
Tetrapak
www.tetrapak.com
Waldner
www.processsystems.de
Aseptomag www.aseptomag.ch
Stephan
www.stephan-machinery.com
Ruland
www.rulandec.de
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
 Základní – ovoce, zelenina,
cukr, sůl, koření…
(kakao, kondenzované resp. sušené
mléko, žloutky…)
 Pomocné – tzv. aditivní, přídatné látky
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY

Základní suroviny

technologicky předpřipravené
-
jednotlivě mražené kousky (IQF)
pyré nativní a zahuštěné,
koncentráty (NFC)
drť,
bloky
sterilované – vliv na ekonomiku,
technologii, skladování…

druhy, odrůdy, vlastnosti a jejich vliv
na technologické zpracování

balení
- kartony,
- PE/AL pytle
- plechovky, sudy (pytle)
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
 Základní suroviny
- kousky/kostky
z velkých plodů (hrušky, mango, kiwi, meruňky,
okurky, cibule, paprika…)
Technologické operace
- odšupování (mechanické, fyzikálně-chemické)
- odpeckovávání (vypichování)
- kostkování (řezačky, kostkovačky)
- blanšírování
- šokové mražení ve fluidních mrazících tunelech při - 40°C (?)
- celé plody (borůvky, brusinky, maliny, hrášek, kukuřice…)
- celé
plody/půlky/kostky
Peter Záhradník, Ing.
(jahody, višně, třešně…)
SUROVINY
 Základní suroviny
- JAHODY
American 13/ po a před zamražením
Jahoda lesní/Polsko
Camarosa /Egypt
Senga Sengana/Srbsko
Tioga/Turecko
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
 Pomocné suroviny
- tzv. aditivní přídatné látky,
- většina má E čísla






Zahušťovadla
Barvivá
Aromatické látky
Nízkoenergetické sladidla
Emulgátory
Fortifikační látky
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Zahušťovadla/hydrokoloidy
- produktům zajišťují homogenitu a konzistenci
- využívají se vlastnosti jednotlivých zahušťovadel
- dle účelu se různě kombinují
Pektiny – amidované, metoxilované, nízko a vysoko - udržují ovocné kousky, zabraňují floataci
Chemicky modifikované škroby (obykle vysoká „teplá viskozita)
Fyzikálně modifikované škroby (nemají E číslo, řadí se mezi nativní škroby)
LBG – moučka svatojánského chleba (mechanická izolace)
Karagenany (z mořských řas, kapa, iota, gelová struktura, mléčné produkty)
Gelanova guma (nový biotechnologicky vyráběný typ (má vlastnosti „kombinace pektinu se
škroby“)
 Guarová guma (extrudát),
 Algináty (termostabilní vlastnosti) ….






Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Barviva – oživují a navracejí přirozenou barvu výrobkům
- přírodní,
- výjimečně syntetická (nová legislativa EÚ)
- různá stabilita a odolnost na
- tepelné ošetření,
- světlo
- pH a jiné chemické vlivy







Betanín E 162(koncentrát červené řepy)
Chov košenily(Dactylopius coccus) Mexiko
Antokyany E 163 (koncentrát aronie, černé mrkve, červeného zelí)
Karoteny E 160 a,c (koncentrát papriky, beta karoten – biotechnologicky, 8 apo karotenal…)
Karamel E 150 a,b,c,d c (dle použití chemického činidla amoniak, sulfidy…)
Karmín E 120 (živočišné barvivo, broučci Dactylopius coccus)
Chlorofyly E 140 (špenát,
Kurkumín E 100, riboflavín E 101, lutein E 160 b …, titánová běloba, černé uhlí
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Nízkoenergetické sladidla
-
aspartam,
acesulfam K,
cyklamáty ( 50 roky 20.století)
sukraloza,
stévia – novinka, přírodní´ cca 300 sladší než cukr , nulová energie,
nekazí zuby, cukrová revoluce ?…)
- Dia výrobky
- výrobky so sníženou energetickou hodnotou, tzv. Light
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY
Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Aromatické látky
- přírodní (oleje, extakty, silice… vytvořené fotosyntézou)
- přírodně identické…. (syntetizované)
- kombinace
- umělé (nenacházející se v přírodě ale příjemně vonící
(ethylvanilín)
- historie vývoje aromat.látek spjatá
s rozvojem analytických metod
- plynová chromatografie, detektory
- NMR,
- Head space ,
-
nová legislativa EU
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY

Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Fortifikační látky
- rostlinné extrakty
- vitamíny (antioxitační AEC, multivitamínové směsi...)
- minerální látky (calcium, zinek, hořčík…)
- flavonoidy a jiné antioxidanty (trans resveratrol - francouzský paradox)
- rozpustné vlákniny (oligo-, frukto-oligosacharidy, inulín, oligofruktóza,
prebiotický účinek )
Peter Záhradník, Ing.
SUROVINY

Pomocné suroviny - tzv. aditivní přídatné látky
 Emulgátory
- molekuly mají bipolární charakter ,
- spojují tuky a oleje s vodní fází (mléčné karamely, čokolády…)
 Regulátory pH
- upravují pH (vliv na chuť, bakteriostatický účinek)
- kyselina citronová, jablečná, vinná… jejich soli,
hydroxid sodný potr
 Jiné
Peter Záhradník, Ing.
Rozpustná vláknina
- cca 75 % rozpustné vlákniny je zfermentována v tlustém střevě, tím je její
energetický příspěvek zanedbatelný,
- zajímavou výhodou je její nízký glykemický index a nízký index inzulinémie,
- podle současných poznatků vyplývá, že kontrolovaná glykémie
během jídla může zabránit vzniku nadváhy,
- glykémie skutečně odráží rychlost, jakou je glukóza vstřebávána do krve,
- glykémie (vyjma sportu) při běžném každodenním stravování nemá být vysoká,
- významným parametrem je rovněž tzv. glykemická odpověď, znázorňující
koncentraci glukózy v cirkulující krvi a zároveň pocit sytosti.
- vědecké studie prokazují prodloužené uvolňování energie, které je spojeno
s pozitivními účinky na pocit sytosti
Peter Záhradník, Ing.
ANALÝZA, KVALITA

Fyzikálně-chemické analýzy
- pH,
- Rf (°Brix)
- vážková sušina (%)
- obsah tuku
- absorbance/barvící schopnost
- mikroskopické analýzy/škroby, krystaly tuků,
kuličky olejů…
- sítová analýza/kusovitost
- reologické/pohybové vlastnosti
- viskozita/ rotační a roz visk.
- penetrometrie
- metoda měření CO2 …
Peter Záhradník, Ing.
ANALÝZA, KVALITA

Mikrobiologické analýzy
- klasické/Petriho misky, média dle typů K,P, CPM, salmonella…
- pomnožení v tekutých bujonových médiích a následná aplikace na P.misky
- CO2/ppm, nepřímá metoda,
- nevýhoda -nestanovuje množství
ale pouze přítomnost/několik měření
- výhoda rychlost při rozhodování
- průtoková cytometrie a jiné alternativní
metody rychlých stanovení
Peter Záhradník, Ing.
ANALÝZA, KVALITA
 Senzorické analýzy
- chuť/sladká, slaná, kyselá, hořká,umami
-
vůně
barva
konzistence
celkový dojem
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
Co se aplikuje?








Ovocné komponenty
Neovocné komponenty
Cereální komponenty
Komponenty s pevnými kousky/difuzní osmoza
zeleninové komponenty
Bio, přírodní a vellness komponenty
Fortifikované, funkční, light, dia, celiatické…
Komponenty bez spor/ UHT
Komponenty/přípravky/ složky jsou součástí finálního výrobku
a zároveň jména různých marketingových značek


zajišťují vysokou zdravotní bezpečnost při aplikaci ve výrobních technologiích za studena.
zjednodušují a urychlují výrobní proces a rozšiřují produktovou nabídku
www.frujo.cz
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
Do čeho se komponenty aplikují?
 Mlékárenské výrobky
 Mražené krémy a zmrzliny
 Tukový průmysl, lahůdky a pochutiny
 Nápoje
 Convenience food
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
 Mlékárenský průmysl









jogurty, dezerty a zakysané smetany - míchané, dvousložkové,
fermentované v obalu, termizované, pěny
tvarohy a tvarohové dezerty - míchané, dvousložkové, termizované, pěny
fermentované mléka a podmáslí, snídaňové nápoje s obsahem cereálií
pudingy, panna cotta, mléčné rýže a krupice - podložené, dvoukomorové
UHT mléka a koktejly, syrovátkové nápoje
čerstvé sýry, cottage, brynza a jiné ovčí nebo kozí sýry, nakládané sýry
pomazánky a pomazánkové másla
jogurtové nebo sýrové dresingy, zálivky, dipy a omáčky k teplým jídlům
svačinky typu "majonézové saláty" a jiné aplikace
TEPLOTNÝ ŘĚTĚZEC
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
 Průmysl mražených krémů a zmrzlin







Impulzní zmrzliny /kornouty, nanuky…
Rodinné balení mražených krémů / rolády, vaničky…
sofistikované komponenty akceptují podmínky technologické aplikace
a charakter finálního mraženého krému.
od komponentů aplikovaných v mlékarenství se liší různorodější texturou a mnohem větší konzistenční variabilitou.
důležitá je dynamická viskozita a velikost částic menší než 2 mm/dekorační a plnící zařízení,
vodní aktivita, textura a reologické vlastnosti takových komponentů jsou pro splnění vytvořené senzorické kvality zásadními
parametry
"freez-thaw" stabilita /přenos výrobku domů/částečné rozmražení /vzájemná migrace jednotlivých vrstev nebo kousků ovoce a
zmrzliny během dalšího zmražení a skladování.
Typické aplikační kategorie jsou
toppingy a tekuté sirupy,
ripple a layery, pencily
komponenty s pěknými ovocnými kousky
„jak se dělá zmrzlina“
Peter Záhradník, Ing.
www.benjerry.com/flavors/from-cow-to-cone
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
 Tukový průmysl, lahůdky a pochutiny
Zeleninové komponenty - spojení zelenin s nejrůznějšími bylinkami a nepřeberným
množstvím koření
 zajímavou doplňující skupinu slaných komponentů tvoří masová ochucení vhodně
spojené s kořením a zeleninou (např. šunka, ryby).
 nejrůznější variace chutí na bázi papriky, cibule, česneku, bylinek, rajčat, křenu, sýrů
včetně jejích různých kulinárních opracování a mnoha dalších známých gastronomických
chutí mezinárodní kuchyně jakým je pesto, quiche lorain, pizza, arabiata, liptauer, julien

 pomazánky z rostlinných tuků a ochucené margaríny
 majonézové omáčky a omáčky k teplým jídlům
 dresingy, dipy, zálivky, hořčice, kečupy a jiné zeleninové omáčky
 majonézové saláty a další
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
Schéma výroby ochucené smetanově-tukové pomazánky
Peter Záhradník, Ing.
APLIKACE U ZPRACOVATELŮ
 Nápojový průmysl
Schéma výroby ovocného nápoje s mlékem
- Ovocné džusy a šťávy
- nápoje, limonády,
- sirupy
Peter Záhradník, Ing.
BALENÍ/OBALY
Nerezový kontejner
-
Inertní atmosféra dusíka/tlak cca + bar
nápustní/výpustní ventil, víko – mikrobiologický filtr, pojišťovací ventil,
ventil k tlakováni, lihové zátky, plastové krytky, plomby…
Peter Záhradník, Ing.
BALENÍ/OBALY
 systém „bag-in box“/mnohavrstevný vlnitý
laminovaný karton s integrovaným dnem
a vyztuženou vložkou pro výpustný ventil,
do kterého se vkládá flexibilní vak s plnícím
a vypouštěcím uzávěrem
Peter Záhradník, Ing.
BALENÍ/OBALY
Combo Aseptic bag-in-box
Peter Záhradník, Ing.
BALENÍ/OBALY
Plnící stanice „FLUID-BAG“
Peter Záhradník, Ing.
ANALÝZA, KVALITA
Využití průtokové cytometrie
při mikrobiologické kontrole potravin
Peter Záhradník, Ing.
Stávající konvenční metody
Klasická
mikrobiologie
+
48 - 170
hod.
dle typu
Kvantitativní analýza
Suroviny
Zpracování
Konečný produkt
3 - 7 dnů
3 - 7 dnů
3 - 7 dnů
Průtoková cytometrie
Výsledek za 24 hodin
=
Dnes vím, jak jsem vyráběl včera.
Výsledek za 90 minut
=
Dnes vím, jak dnes vyrábím.
Adenosin-trifosfát (ATP)/bioluminiscence
Princip metody
Všechny životaschopné buňky obsahují ATP
V přítomnosti substrátu D-luciferinu, kyslíku a
hořečnatých iontů, využívá enzym luciferása energii
z ATP, okysličuje D -luciferin a produkuje světlo.
Množství vyprodukované bioluminiscence je
měřeno citlivým luminometrem a je úměrné
množství ATP ve vzorku.
FLUORASSURE® - metoda
Technologie fluorescenčního označování
Celkový počet
životaschopných
• Enzymatická aktivita
• Celistvost membrány
Enzymy
Volný fluorochrom
Bakterie
Specifický substrát
Identifikační testy
• Specifické enzymy
• Sondy nukleových kyselin
• Protilátky
Enzyme
Sondy nukleových kyselin
Protilátky
Princip cytometrické metody
• Fluorescenční označování životaschopných
mikroorganismů
• Odečítání označených buněk průtokovým
cytometrem s laserem a vyhodnocovací
celou
- BactiFlow ALS, BactiFlow, D-Count
BactiFlow ALS
• Technologie stejná jako D-Count pouze poloviční počet
vzorků v jedné šarži
• Na rozdíl od BactiFlow je BactiFlow ALS v plně
automatickém provedení
Zařízení D-Count x BactiFlow ALS
l
l
l
Spolehlivé rozlišení mikroorganismů od ostatních částic
è
použitelné pro širokou řadu produktů
è
vysoká citlivost
Okamžité zobrazení počtu buněk
è
bez nutnosti interpretace dat
è
snadná čitelnost dispeje
Absolutní dohledatelnost dat
è
snadná validace
D-Count–BactiFlow ALS
Porovnání s kultivační
metodou
Produkty očkované < 10 c.f.u./ umístěné v nádobách
& inkubované 24 h při 30 °C
1,00E+07
D-Count
Kultivační metoda
1,00E+06
Počet/ gram
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+03
1,00E+02
1,00E+01
1,00E+00
Stap aureus / Bacillus cereus / Bacillus cereus /
Enterobacter /
E. coli /
Leuconostoc /
Čokoládový Vanilkový dezert Čokoládový Vanilkový dezert Čokoládový Vanilkový dezert
dezert
dezert
dezert
D-Count - BactiFlowALS - ChemScanRDI
Proaktivní kontrola výroby (HACCP)




Použitelnost detekce:
- celkový počet životaschopných organismů (TVC)
- specifické kvasinky a plísně
Inkubační doba před analýzou: není vyžadována
Kvantitativní výsledky k dispozici během 45 min
Řada aplikací:
- suroviny (koncentráty, kontejnerové ovoce)
- rozpracované produkty
- kontroly pasterizace
- technologická voda
- validace čistícího procesu
D-Count - BactiFlowALS - ChemScanRDI
Okamžitá analýza surovin
l
l
Okamžitá kontrola surovin před jejich vykládkou
Definovaná kriteria přijatelnosti převedení do výroby
např. přijmout, upravit, zamítnout
l
Bezprostřední hlášení problémů dodavatelům
l
Vrácení surovin nevyhovujících spefikacím před vykládkou
D-Count - BactiFlowALS - ChemScanRDI
Okamžité údaje k dispozici = skutečné úspory


Pozitivní výsledky k uvolnění surovin

Kontrola kvality před vykládkou

Minimalizace zpoždění hlášení problémů dodavatelům

Zabezepečení rychlé náhrady kontaminovaných materiálů

Významné úspory díky předcházení vzniku rizik
Aktivní monitoring kritických bodů ve výrobě

Rychlé odhalení a lokalizace kontaminace

Rychlé přijetí nápravného opatření

Významné energetické úspory díky optimalizaci procesu
pasterizace

Rostoucí výrobní kapacita a flexibilita

Nízké výrobní ztráty

Kvalitnější organoleptické znaky finálních produktů
D-Count - BactiFlowALS - ChemScanRDI
Zisky díky rychlosti a citlivosti
Suroviny
Zpracování
Konečný produkt
úspora 2 až 4 dny
úspora 2 až 4 dny
úspora 2 až 4 dny
CELKOVÁ ÚSPORA ČASU VE VÝROBNÍM CYKLU: 6 - 12 DNÍ
ChemScanRDI x D-Count - BactiFlow
Celkové shrnutí
l
Testování finálních výrobků v průběhu několika hodin, nikoliv dnů
l
Rychlé odhalení problémů (suroviny  konečný produkt)
l
Okamžité hlášení případů kontaminace
l
Rychlé přijetí účinných nápravných opatření
l
Minimalizace kontaminačních rizik a ztrát (jméno firmy)
è
Pokles nákladů na evidenci a skladování
è
Pokles výrobních ztrát
è
Pokles energetické spotřeby při pasterizaci nebo jiném ošetření
è
Minimalizace přerušení výroby
è
Růst flexibility výroby
Děkuji za pozornost
Peter Záhradník, Ing.