Hvornår er en varmebehandling sikker? Tina Beck Hansen ERFA møde engros, Hvad skal vi vide? Mikroorganismers varmetolerance Varmes drabseffekt Ækvivalente varmebehandlinger Sikker varmebehandling? Eksempler
Hvad skal vi vide? 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 2
Varmetolerance decimeringstid Parameter Beskrivelse Måleenhed Definition D-værdi Beskriver henfaldet af mikroorgamismer Måles i tid ved en given konstant temperatur Udtrykker hvor hurtigt 90% af en population uddør ved en konstant varmepåvirkning 3
Antal bakterier pr. gram fødevare Varmetolerance D-værdi 10000000 1000000 100000 10000 1000 1 log D-værdi: Den tid det tager at reducere 90% af en population ved en given konstant temperatur 100 10 1 D-værdi 0 10 20 30 40 50 60 Tid (min.) ved konstant temperatur 4
Varmetolerance log-reduktion Log-reduktion Målt i Målt i D-værdier % Eksempel for antal bakterier Eksempel for antal bakterier pr. gram Ved start 0 1.000.000 100 pr. gram 1D 90 100.000 10 pr. gram 2D 99 10.000 1 pr. gram 3D 99,9 1.000 0,1 pr. gram 1 pr. 10 gram 4D 99,99 100 0,01 pr. gram 1 pr. 100 gram 5D 99,999 10 0,001 pr. gram 1 pr. 1 kg 6D 99,9999 1 0,0001 pr. gram 1 pr. 10 kg 5
Varmetolerance temperaturens effekt Parameter Beskrivelse Måleenhed Definition z-værdi Beskriver ændringer i D-værdi Måles i temperatur Er det temperaturinterval der resulterer i en tifold ændring af en D-værdi 6
Log D-værdi Varmetolerance z-værdi 3.5 3 2.5 2 z-værdi: Den temperatur-ændring der resulterer i 10-fold ændring i D-værdien 1.5 1 log 1 0.5 z-værdi 0 65 75 85 95 105 Opvarmningstemperatur ( C) 7
Varmetolerance sygdomsfremkaldende mikroorganismer Lav varmetolerance Moderat varmetolerance Høj varmetolerance 4D v. 65 o C < 1 min. Bakterier Escherichia coli Campylobacter Shigella Vibrio Skimmel Parasitter 4D v. 65 o C =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 o C 10 min. Sporedannere Clostridium perfringens Clostridium botulinum Bacillus cereus 8
Varmetolerance bakteriesporer Inaktiverede Sporer LAV Sporer MEDIUM Sporer HØJ Sporer MEGET HØJ Temp. ( C) Tid til 6D (min.) 90 10 B. cereus Eksempel på overlevende sporedannere B. licheniformis 110 15 Cl. botulinum type A, B 115 120 10 4 Cl. perfringens B. stearothermophilus Cl. sporogenes 120 >45 Cl. thermosaccharalyticum 9
Log D-værdi Varmetolerance fødevaren Listeria monocytogenes 2.0 1.5 1.0 0.5 z = 6.5 o C 0.0-0.5-1.0-1.5 Laks Torsk Mælk Oksekød z = 6.0 o C z = 7.0 o C z = 5.5 o C -2.0 50 55 60 65 70 75 Opvarmningstemperatur ( C) 10
Varmetolerance kødtype Listeria monocytogenes Fjerkræ, z = 5,8 o C Okse, z = 8,9 o C 11
Varmetolerance salttilsætning Listeria monocytogenes Fisk, saltet Fisk, fersk, z = 6,4 o C 12
Varmetolerance opvarmningshastighed Listeria monocytogenes Okse, langsom opvarmning Okse, konstant 13
Varmetolerance betydende faktorer Faktor Niveau L. innocua D 60 (min) Svinekød ph Normalt (5,4 5,5) 5,3 Højt (5,9 6,0) 8,4 Svinekød 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 14
Drabseffekt pasteuriseringsværdi Parameter Beskrivelse Måleenhed Definition PV eller F Beskriver drabseffekten af en varmebehandling, dvs. den integrerede effekt af tid og temperatur Måles i tid ved en given temperatur og z-værdi Svarer til arealet under temperaturkurven for en varmebehandling 15
Temperatur ( C) Drabseffekt ækvivalente varmebehandlinger 70 60 50 40 30 20 10 0 3.5 min. 17 min. PV: 0 10 20 30 40 50 60 Opvarmningstid (min.) Den tid som en opvarmning ville have varet, hvis temperaturen havde været konstant under hele opvarmningen 16
Temperatur i koldeste punkt ( C) Drabseffekt eksempel på ækvivalens 80 70 Ovn-temperatur 100 o C Slut-temp. i produkt 75 o C PV 757 =42s 60 50 40 PV 757 =42s Ovn-temp. 80 o C indtil 60 o C i produkt, derefter ovn-temp. 60 o C i 1 time 30 20 10 0-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Opvarmningstid (minutter) Pasteurisering af mælk (z=4.3 o C) 72 o C, 15 s 63 o C, 30 min. 17
Drabseffekt betydende faktorer 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 Råvaretemperatur ( C) (Grønne bønner) Placering i varmekilde PV ved 70 C, z=10 C (min.) -1 0,3 HTST >< LTLT 10 12 24 11 14 55 18
Sikker varmebehandling? Hvad mener I? Når den er tilstrækkelig Når den er ækvivalent til en sikker behandling 19
Tilstrækkelig varmebehandling = tilstrækkelig EFFEKT (effektkriterier) Opvarmes og serveres med det samme Nedkøles til senere brug Gemmes koldt og serveres senere Forekomst Antal Varmetolerance Vækst potentiale Farlighed Modtagelighed EX 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 20
Ækvivalente varmebehandlinger til 75 C i 1 sekund (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 21
Eksempler klassisk Design Kontrol 1. Udpeg problem organisme 2. Find startniveau for problem organisme i produktet 3. Bestem antal nødvendige logreduktioner 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 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 z med npv T z, hvis opv T z > npv T z er varmebehandlingen tilstrækkelig 22
Log(CFU/g) Log(CFU/g) Celsius( C) Eksempler LTLT Kyllingebryst (sous-vide), vandbad (holdetidstemperatur 53 C) C. perfringens sporer hurtig LTLT profil i kylling C. perfringens sporer ved langsom LTLT profil i kylling 9 60 9 60.0 8 7 6 5 4 3 50 40 30 20 10 8 7 6 5 4 3 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 2 0 120 240 360 480 600 720 0 2 0 120 240 360 480 600 720 0.0 Tid (min.) Tid (min.) Spores temp Spores temp Duan et al. 2016 23
LTLT tilvækst Clostridium 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 > 4 3,0 24
LTLT varmetolerance C. perfringens LTLT behandling Kødtype D-værdi ved 53 C (min.) Kilde Hurtig* Svin 216 Duan et al. 2016 Hurtig Kylling 263 Duan et al. 2016 Langsom** Svin 281 Duan et al. 2016 Langsom Kylling 372 Duan et al. 2016 Konstant Okse 278 Foegeding & Busta 1980 25 *Hurtig: < 2 timer til 53 C **Langsom: 4 timer til 53 C z = 5,2 C Eks. tid til 3D v. 53 C: Svin: 11 14 timer Kylling: 13 19 timer Okse: Mindst 14 timer
Eksempler henkogning Færdigretter med kød, lang holdbarhed, genopvarmning Kylling i grøn karry Kødboller i tomatsovs Parameter Clostridium botulinum Bacillus cereus Ref. temp. 80 o C 90 o C D-værdi 1,5 min. 91 min. z-værdi 9,0 o C 9,6 o C PV-kylling 7030 min. 644 min. Log-red, kylling PVkødboller Log-red, kødboller >4000 5,1 698 min. 50 min. >400 0,5 26 Selma Kulenovic 2016
Henkogning tilstrækkelig effekt? ph Opbevaringstemperatur ( o C) Krav til minimumseffekt hvis holdbarhed 3 mdr. 6,0 7 8 1D > 6,0 7 8 3D Selma Kulenovic 2016 27
Opsummering hvad talte vi om? Varmetolerance D-værdi z-værdi Drabseffekt PV-værdi Ækvivalente varmebehandlinger Tilstrækkelig varmebehandling Klassisk LTLT Henkogning 28