Zpracování ovoce a zeleniny aseptickou technologií a jejích
Download
Report
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.