Inaktywacja termiczna spor Geobacillus stearothermophilus w procesie sterylizacji

• Autorzy: Iciek J. , Blaszczyk I. , Papiewska A. , Chmal-Fudali E.

Warianty tytułu

EN

Thermal inactivation of Geobacillus stearothermophilus spores under sterilization process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było porównanie i ocena różnych metod sterylizacji termicznej środowiska na podstawie inaktywacji obecnych w nim spor Geobacillus stearothermophilus. Spory Geobacillus stearothermophilus ATCC 10149 zawieszano w 5 % roztworze tryptonu oraz buforze cytrynianowym. Obróbkę cieplną wykonywano w kapilarach szklanych, uwzględniając warianty jedno- i dwuetapowe. W wariancie jednoetapowym stosowano proces sterylizacji w temp. 125 °C. W wariancie dwuetapowym dodatkowo wprowadzono wstępną obróbkę termiczną (115 °C przez 6 min), a następnie wykonywano sterylizację w 125 °C. W jednoetapowym wariancie badań wykazano, że przy wyższej temperaturze (125 °C) zastosowanie niskiego pH (4,0) środowiska poddawanego sterylizacji zawsze przyspiesza proces inaktywacji zawieszonych w nim przetrwalników, jednak może wystąpić ogonowanie na krzywych przeżycia co wymusza znaczne wydłużenie czasu sterylizacji. Na podstawie przebiegów inaktywacji spor w procesie sterylizacji realizowanej różnymi metodami wykazano, że zastosowanie wstępnej obróbki cieplnej zawsze eliminuje garb występujący w początkowym etapie na krzywej przeżycia. Przy czym w żadnym przypadku nie stwierdzono całkowitego wyeliminowania ogonowania, pojawiającego się na tych krzywych. Stwierdzono, że wprowadzenie wstępnej obróbki cieplnej przed głównym procesem sterylizacji nie jest korzystne, ponieważ nie powoduje ona odpowiedniego skrócenia czasu sterylizacji medium w 125 °C. Przeszkodą, która nie pozwala na znaczne skrócenie czasu sterylizacji są wyjątkowo ciepłooporne komórki obecne w populacji spor. Komórki te, aby przejść w stan zaktywowany, wymagają dłuższego czasu działania podwyższonej temperatury niż pozostałe spory obecne w populacji, nawet po zastosowaniu wstępnej obróbki cieplnej.

EN

The objective of this study was to compare and assess various thermal sterilization methods of environment based on the inactivation of Geobacillus stearothermophilus spores present therein. Gebacillus stearothermophilus ATCC 10149 spores were suspended in an water tryptone solution (5 g / 100 mL) and in a citrate buffer. The spores studied were thermally treated in glass capillary tubes; two variants of this thermal treatment were considered: one-stage and two-stage variants. Under the onestage variant, a sterilization process was applied at 1250 C. Under the two-stage variant, a preliminary thermal treatment (115 °C for 6 minutes) was added and preceded the sterilization process at 125 °C. During the one-stage variant of the research project, it was proven that at a higher temperature (125 °C), the application of low pH (4.0) of the medium under sterilization always accelerated the inactivation process of the spores suspended therein; however, a survival curve tailing might occur, thus, forcing the considerable extension of the duration time of sterilization. Based on the progressing of spore inactivation processes during the sterilization carried out using different methods, it was shown that the use of the preliminary thermal treatment always eliminated a shoulder occurring on the survival curve at the initial stage of the process. Then again, no event was reported where the tailing appearing on those survival curves was fully eliminated. It was found that the introduction of a preliminary thermal treatment prior to the main sterilization process was not beneficial since it did not cause the duration time of sterilizing medium at 1250C to be reduced. An obstacle to hinder any significant sterilization time reduction are the extraordinarily heat-resistant cells present in the population of spores. Even after the application of preliminary thermal treatment, a higher temperature should be applied for a longer time in order to activate those cells compared to other spores present in the population.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2011
• Tom: 18
• Numer: 5
• Opis fizyczny: s.163-172,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Iciek J.

• Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul.Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

autor

Blaszczyk I.

• Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul.Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

autor

Papiewska A.

• Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul.Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

autor

Chmal-Fudali E.

• Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, ul.Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Couvert O., Gaillard S., Savy N., Mafart P., Leguérinel, I.: Survival curves of heated bacterial spores: effect of environmental factors on Weibull parameters. Int. J. Food Microbiol., 2005, 101, 73-81.
• [2] Iciek J., Błaszczyk I., Papiewska A.: The effect of organic acid type on thermal inactivation of Geobacillus stearothermophilus spores. J. Food Eng., 2008, 87, 16-20.
• [3] Iciek J., Papiewska A., Molska M.: Inactivation of Bacillus stearothermophilus spores during thermal processing. J. Food Eng., 2006, 77, 406-410.
• [4] Keynan A., Evenchik Z.: Activation. In: The bacterial spore 1 - Edited by G.W. Gould., A. Hurst. Academic Press, New York 1969, pp. 359-396.
• [5] Lynch D. J., Potter N.N.: Effects of organic acids on thermal inactivation of Bacillus stearothermophilus and Bacillus coagulans spores in frankfurter emulsion slurry. J. Food Prot., 1988, 51 (6), 475-480.
• [6] Mazas M., López M., González I., González J., Bernardo A., Martin R.: Effects of the heating medium pH on heat resistance of Bacillus cereus spores. J. Food Safety, 1998, 18, 25-36.
• [7] Mwangi R.: Inactivation of wild-type bacillus spores in a soy meat analog model by extrusion cooking. Thesis supervisors, 2008, https://mospace.umsystem.edu/xmlui/bitstream/handle/10355/5763/ research.pdf?sequence=3
• [8] Peleg M.: It’s time to revise thermal processing theories. Food Technol., 2006, 60, 92.
• [9] Rodrigo F., Rodrigo C., Fernández P.S., Rodrigo M., Martínez A.: Effect of acidification and oil on the thermal resistance of Bacillus stearothermophilus spores heated in food substrate. Int. J. Food Microbiol., 1999, 52, 197-201.
• [10] Sapru V., Smerage G.H., Teixeira A.A., Lindsay J.A.: Comparison of predictive models for bacterial spore population resources to sterilization temperatures. J. Food Sci., 1993, 58 (1), 223-228.
• [11] Shull J.J., Cargo G.T., Ernst R.R.: Kinetics of heat activation and thermal death of bacterial spores. Appl. Microbiol., 1963, 11, 485-487.
• [12] Shull J.J., Ernst R.R.: Graphical procedure for comparing death of Bacillus stearothermophilus spores in saturated and superheated steam. Appl. Microbiol., 1963, 10, 452-457.
• [13] Tejedor W., Rodrigo M., Martínez A.: Modeling the combined effect of pH and temperature on the heat resistance of Bacillus stearothermophilus spores heated in multicomponent food extract. J. Food Prot., 2001, 64 (10), 1631-1635.
• [14] Wandling L.R., Sheldon B.W., Foegeding P.M.: Nisin in milk sensitizes Bacillus spores to heat and prevents recovery of survivors. J. Food Prot., 1999, 62 (5), 492-498.
• [15] Wescott G.G., Fairchild T.M., Foegeding P.M.: Bacillus cereus and Bacillus stearothermophilus spore inactivation in batch and continuous flow systems. J. Food Sci., 1995, 60 (3), 446-450.