Lavtsyreholdige fødevarer omfatter alle typer fødevareprodukter, der er pakket i hermetisk forseglede beholdere og behandles termisk gennem varmebehandling. Disse produkter har en afsluttet ligevægts-pH-værdi på over 4,6 eller en vandaktivitet større end 0,85, og alkoholholdige drikkevarer er ikke inkluderet i denne kategori. Sterilisering af fødevarer i autoklaverne sikrer holdbarhed ved stuetemperatur, typisk op til 18 måneder, mens åbnet emballage kun kan opbevares kølet i cirka tre dage.

Produkterne konserveres ved anvendelse af en videnskabeligt fastlagt minimumsvarmeproces, der påføres den fyldte og lukkede pakning for at garantere eliminering af bakterielle sporer inde i emballagen. Den omfattende varmepåvirkning under sterilisering af fødevarer i autoklaverne udgør fundamentet for produktsikkerheden og beskytter mod mikrobiologiske farer, der kan true forbrugernes sundhed.

Produktdesign og procesudvikling

Lavtsyreholdige fødevarer er stabile ved omgivende temperaturer og består af vandkontinuerlige produkter med eller uden partikler, der er pakket i hermetisk forseglede beholdere. De er designet til engangsbrug eller har en begrænset holdbarhed efter åbning.

I princippet skal disse produkter være så tæt som muligt på mad tilberedt af kokke, hvilket betyder at de ikke indeholder konserveringsmidler eller har en pH-værdi eller vandaktivitet lav nok til at hæmme mikroorganismer. Produkt- og procesdesignet skal sikre at produkterne opfylder specificerede kvalitetskarakteristika og har en forudsigelig hastighed for kvalitetstab i løbet af holdbarheden samtidig med at de overholder juridiske krav.

Termiske processer, der kræves for at sikre sikkerhed og stabilitet af produkter og forskellige størrelser af pakninger, afhænger af mængden af opvarmning, der er nødvendig for at eliminere mikroorganismer, som kan vokse i produktet. Processeveriteten kan derfor afhænge af niveauet af kontaminering fra ingredienserne og nogle gange den forventede opbevaringstemperatur. Der findes to hovedkategorier af termisk behandling, der giver sikkerhed og stabilitet til termisk behandlede fødevarer. Sterilisering af fødevarer i autoklaverne anvendes til produkter med lav syre med ligevægts-pH-værdier over 4,6, mens pasteuriseringsprocesser bruges til produkter med høj syre med ligevægts-pH-værdier på 4,6 eller derunder.

Mikrobiologiske mål og fareidentifikation

Målene for steriliseringsprocesser er primært de varmeresistente sporer af patogenet Clostridium botulinum, selvom mere kraftige termiske processer i praksis er designet til at eliminere mere varmeresistente sporer af fordærvelsesmikroorganismer. Tilstedeværelsen af botulinumtoksin kan forårsage botulisme hos mennesker, derfor skal varmeprocesser designes og drives for at sikre at der er en meget lav sandsynlighed for sporeoverlevelse i færdige produkter, da sporevækst kan føre til produktion af dette toksin.

Det er generelt accepteret at en acceptabel risiko for overlevelse af Clostridium botulinum-sporer er 1 ud af 10 til 12. potens beholdere. Dette fortolkes normalt som en minimum termisk proces på F nul lig med 3 minutter, hvilket svarer til 12 gange D-værdien for Clostridium botulinum på 0,24 minutter ved 121 grader celsius ved det koldeste punkt i hver beholder i produktionsbatchen.

Pålidelig kontrol af produktvarmekarakteristika er essentiel for at sikre at de modtager den påkrævede varmeproces. Etablering og specifikation af egenskaber, der bestemmer opvarmningskarakteristika, er den centrale del af designet, og den planlagte procesmetode skal anvendes. Gyldigheden af termiske processer skal valideres gennem varmepenetrationsstudier.

Planlagt proces og procespecifikation

Planlagte processer er de tider og temperaturer for opvarmning og afkøling samt overtryk under sterilisering, som procesansvarlige vælger for at levere den tilsigtede varmebehandling og pakkeintegritet. Sterilisering af fødevarer i autoklaverne kræver at disse processer vælges baseret på information om produktets opvarmningskarakteristika, inklusive variabilitet, og procesudstyrts præstation.

En planlagt proces skal etableres og valideres for hver kombination af produkttype og indledende temperatur, beholderens størrelse, form og type samt type af sterilisator eller autoklav. Den specificerede proces skal tage højde for alle variationer under produktionen, der negativt kan påvirke opvarmningen for at sikre at den termiske proces, som hver beholder modtager, er tilstrækkelig til at sikre sikkerhed og forhindre fordærvelse under opbevaringsforholdene.

Ingredienserne er de primære kilder til bakterielle sporer, og kendskab til sporbelastningen og varmeresistensen kan også være vigtig ved fastlæggelsen af den krævede varmebehandling. Den planlagte proces bør beskrive produktet i klare og utvetydige termer og dække alle aspekter af produktdesignet for at sikre en sand repræsentation, forbrugersikkerhed og forebygge misbrug.

Varmepenetrationstests og procesvalidering

Før varmepenetrationsstudier eller brug af en autoklav til produktion skal termisk kortlægning udføres for at finde det koldeste punkt i autoklaven under kogetiden for de anvendte pakninger og pakningsmønsteret. Hvis denne information ikke er tilgængelig, skal autoklaven termisk kortlægges før varmepenetrationsstudierne fuldføres og vurderes til indstilling af den planlagte proces.

Varmepenetrationstests overvåger tidtemperaturhistorien for produktet ved det langsomst opvarmende punkt i beholderen. Det er vigtigt at bemærke at dette måske ikke er ved det geometriske centrum af pakningen. Resultaterne konverteres til vilkårlige enheder af letal varme ved hjælp af z-værdier, som summeres over hele processen for at give den totale letale effekt, der normalt udtrykkes som F nul-værdien.

Varmepenetrationstests skal udføres under de mest ugunstige forhold, der sandsynligvis vil blive mødt i produktionen, såsom den laveste indledende produkttemperatur, mest viskøse væske eller største partikler. Disse skal noteres i den planlagte proces. En enkelt varmepenetrationstest vil ikke være tilstrækkelig til at dække alle de variationer, der kan forekomme under produktionen. Minimum to, ideelt set tre separate varmepenetrationstests skal udføres for at tillade indstilling af en planlagt proces baseret på den langsomst registrerede opvarmning.

Autoklavudstyr og instrumentering

Hver autoklav skal være udstyret med kontroller og alarmer for de kritiske faktorer. En uafhængig master-temperaturindikator kan enten være en platinmodstand eller en kviksølv-i-glas-type med passende specifikation, og denne er et lovkrav i mange lande. Den skal placeres således at den giver en gyldig måling af den laveste kammertemperatur.

En temperaturregulator uafhængig af master-temperaturindikatoren skal kunne kontrollere kammertemperaturen til minus 0,5 til plus 1 grad celsius under kogetiden, det vil sige når autoklavens kammertemperatur er stabil. En temperatur-tidregistrator der leverer en permanent, uændrelig registrering af hver steriliseringscyklus er også nødvendig. Regulatoren og registratoren skal stemme overens med master-temperaturindikatoren inden for 0,5 grader celsius og må ikke aflæse højere end master-temperaturindikatoren ved den planlagte steriliseringstemperatur.

Sterilisering af fødevarer i autoklaverne kræver også en kammertryksregulator og indikator til kontrol af kammerovertryk med en nøjagtighed på 1 procent af fuldskalaafvigelsen, maksimalt plus/minus 0,1 bar. Den skal være forbundet til en luftforsyning, der kan opretholde det maksimalt specificerede kammertryk under forhold med hurtig temperaturændring, såsom når afkølingscyklussen starter og under den trinvise temperaturstigning under opvarmningstiden.

Produktionsdrift og termisk behandling

Producenter af lavtsyreholdige steriliserede produkter skal have aftalte specifikationer for fremstilling og indkøb, der sikrer at kravene til produktdesignet og den planlagte proces opfyldes, og at udstyrets og kontrolsystemets kapaciteter tages i betragtning. De skal minimere råmaterialers og procesvariabilitet inden for og mellem batches samt implementere HACCP-planer og personaletræning for at sikre at der er effektive behandlings- og kontrolsystemer og procedurer til at dække alle kritiske forsyningskædetrin.

Procesindstillingen baseres på tid- og temperaturmålinger foretaget i pakninger, der giver den langsomst realistiske opvarmningshastighed ved hjælp af produktionsudstyr og autoklaverne. Specifikationerne skal opfylde kravene i den planlagte proces, og alle målværdier og kritiske grænser inden for HACCP-planen skal angive nødvendige kontrolniveauer.

Den minimale indledende produkttemperatur, der anvendes i den planlagte proces, skal specificeres og bruges i produktionen, fordi temperaturen i pakningen ved starten af kogetiden bestemmer hastigheden og omfanget af opvarmningen. Specifikationerne bør identificere mulige metoder til at kontrollere denne minimumstemperatur, de sandsynligvis koldeste og langsomst opvarmende ingredienser såsom frosne grøntsager, samt de anvendte metoder til at kontrollere deres minimumstemperatur.

Afkøling og efterbehandling

Efter sterilisering skal beholderne køles hurtigt ned til temperaturer på omkring 40 grader celsius inden palletering, typisk inden for cirka fire timer. Manglende afkøling kan tillade termofil flad-sur eller opblæst beholder-fordærvelse. Afkølingshastigheden styres af autoklavens type og design, autoklavbelastningen, pakningens placering i autoklaven samt afkølingsmediet.

Overtryk i autoklaven skal opretholdes under den første fase af afkølingen for at sikre at trykket i dåsen eller den fleksible eller semi-stive pakning altid er lavere end autoklavetrykket. Overtryksprofilet med temperaturen skal specificeres i den planlagte proces. Afkølingshastigheden og overtrykket i autoklaven skal kontrolleres for at forhindre at pakningsforseglingerne svækkes af overdrevent negativt eller positivt tryk i headspace-området.

Vand, der anvendes til afkøling af beholdere, skal være frit og forblive frit for farlige niveauer af mikroorganismer, mens det kan komme i kontakt med produktet. Det skal modtage en desinfektionsbehandling, normalt klorering, for at sikre at det er frit for mikroorganismer, der kan forurene dåseindholdet under afkølingsprocessen. Vand, der ikke desinficeres, må ikke recirkuleres.

Sterilisering af fødevarer i autoklaverne omfatter også risikohåndtering efter den termiske behandling. Områderne, der håndterer ubehandlet emballage og råmaterialer, og det rene område, der håndterer termisk behandlede pakninger, skal adskilles. Layoutet, arbejdspraksis og teknisk udformning skal give effektiv adskillelse af usteriliserede og steriliserede beholdere. Bevægelsen af forurenet materiale ind i det rene område skal minimeres, og der skal tages tilstrækkelige forholdsregler for at forhindre forurening af behandlede beholdere.

En lille andel af korrekt fremstillede og lukkede dåser kan være genstand for midlertidige lækager under de senere stadier af afkølingen og så længe dåserne og deres sømme forbliver eksternt våde. Vand i søm- eller forseglingsområdet udgør en rute for forurening af pakningens indhold, og vakuumet i pakningen kan trække forureninger ind. For at minimere risikoen for forurening skal transporterende og håndteringssystemer designes, installeres, drives og vedligeholdes for at forhindre fysisk skade på beholderne.

Procesvalidering og dokumentation

Alle målværdier og kritiske grænser, der anvendes til at levere den påkrævede varmebehandling, skal valideres gennem eksperimentelt arbejde, præstationsmålinger eller andre informationer for at vise at de konsekvent giver produkter inden for specifikationen. Dette kan gøres gennem analyse af overvågningsdata, specifikke eksperimenter eller interne revisioner. Yderligere information kan opnås ved inspektion af et antal pakninger efter inkubation ved en relevant udfordringstemperatur.

Valideringsaktiviteter skal dokumenteres på en hentbar måde og være tilgængelige for revisorer. Procesoversigten skal dokumentere at den daglige drift af processen er tilfredsstillende for alle parametre, der er identificeret som kritiske faktorer for sikkerhed og kvalitet. Dokumentationen bør omfatte kritiske faktorer og funktionelle specifikationer, systempræstation på daglig batch-til-batch basis, der viser overholdelse af forudsætninger, HACCP-planen og specifikationer, håndtering af procesafvigelser, procesgenopretning og produktdisposition samt systemvedligeholdelse og kalibrering.

Sterilisering af fødevarer i autoklaverne repræsenterer en kompleks og videnskabeligt funderet metode til sikring af fødevaresikkerhed gennem omhyggelig termisk behandling. Ved at følge etablerede protokoller for procesdesign, validering, drift og dokumentation kan producenter garantere at deres produkter opfylder de højeste standarder for mikrobiologisk sikkerhed og kvalitet samtidig med at holdbarheden maksimeres og næringsværdien bevares.

Validering af sterilisering af fødevarer i autoklave udgør en afgørende proces inden for fødevareindustrien, hvor formålet er at sikre, at termiske behandlinger leverer kommercielt sterile produkter, der er sikre til konsum. Gennem systematiske varmegennemtrængningsstudier kan producenter dokumentere, at deres autoklavprocesser effektivt eliminerer patogene mikroorganismer og sikrer produktkvalitet over hele holdbarhedsperioden.

Kernen i validering af sterilisering af fødevarer i autoklave består i at undersøge opvarmnings- og afkølingsadfærden for specifikke produkt- og emballagekombinationer inden for et defineret autoklav- eller retortsystem. Dette gør det muligt at etablere sikre termiske processer, der garanterer kommerciel sterilitet og hjælper med at evaluere eventuelle procesafvigelser, som kan opstå under produktionen.

Fundamentet bag varmegennemtrængningsstudier

Når man gennemfører validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, skal alle termiske processer justeres ved hjælp af fødevareemballager, der er udstyret med temperatursonder placeret i deres koldeste punkt. Disse emballager skal samtidig placeres i de koldeste zoner inden i autoklavkammeret, da dette repræsenterer worst-case scenariet for varmeoverførsel.

De anvendte testpakker skal repræsentere den mest ugunstige kombination af egenskaber, der kan påvirke varmeoverførslen og den termiske vejlængde, som sandsynligvis vil forekomme i standardproduktionen. Baseret på temperaturmålinger inde i testpakkerne beregnes enten F0-værdien ved steriliseringsprocesser eller P-værdien ved pasteuriseringsprocesser, og disse opnåede værdier sammenlignes efterfølgende med de krævede værdier for den pågældende fødevareopskrift.

Det er væsentligt at forstå forskellen mellem forskellige typer tests, når man arbejder med validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Varmegennemtrængningstest, også kaldet termisk procesvalidering, adskiller sig markant fra temperaturdistributionstests eller autoklavkortlægning. Under varmegennemtrængningstest placeres temperatursonder inde i fødevareemballagerne, mens temperaturdistributionstests anvender et stort antal sonder placeret uden for emballagerne med det formål at identificere kolde zoner inden i autoklavenheden.

Forudsætninger for gennemførelse af proceduerne

For at kunne udføre validering af sterilisering af fødevarer i autoklave korrekt skal flere kritiske forudsætninger være opfyldt. Først og fremmest skal den dårligst præsterende autoklave være identificeret, såfremt fødevareproducenten råder over flere autoklaver, og der skal foreligge en testrapport fra temperaturkortlægning af netop denne enhed. Uden forudgående temperaturdistributionstests kan validiteten af varmegennemtrængningsresultaterne betvivles, da testene muligvis er blevet udført på forkerte lokationer inden i autoklavkammeret.

Produktets formuleringskarakteristika og egenskaber skal være fuldt ud kvantificeret af teknologer eller udviklingsafdelinger, således at de kritiske faktorer, der styrer opvarmning og termisk overførsel, er kendte, og deres målværdier samt grænser er præcist definerede. Grænseværdierne refererer til, at tre sigma-variansen er blevet etableret ud fra statistisk repræsentative forsøg og tilhørende målinger.

Blandt de faktorer, der potentielt kan påvirke validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, findes viskositet, partikelstørrelse, partikelmængde målt som drænvægt, luftindhold eller luftindeslutninger i produktet, fyldvolumen, headspace-volumen samt frit rumfang, emballageudligning særligt for poser, emballagelayout i retorten, starttemperatur ved autoklavens begyndelse samt forseglingens eller lukningens integritet.

Karakterisering af varmeoverførselsmekanismer

Produkterne skal være karakteriserede som enten konvektionsopvarmede eller ledningsopvarmede, da denne information vil påvirke placeringen og positioneringen af sonden i pakkerne under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Ved konduktiv opvarming overføres varme inden for emballagen fra det ene element til det andet uden blanding af produktet, hvilket resulterer i generelt langsom opvarmning og afkøling af pakkeindholdet. Agitation af emballagen med fødevaren påvirker ikke varmeoverførselshastigheden ved denne type.

Ved konvektiv opvarmning opstår derimod stærke konvektionsstrømme med bevægelse og blanding af emballageindholdet. Opvarmning og afkøling af pakkeindholdet sker generelt hurtigt, og agitation af emballagen med fødevaren påvirker positivt varmeoverførselshastigheden. Denne viden er essentiel for korrekt udførelse af validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Nødvendigt udstyr og materialer

Gennemførelse af validering af sterilisering af fødevarer i autoklave kræver specialiseret temperaturloggingsudstyr såsom temperaturloggere eller termoelementer. Aktuelt anvendes temperaturloggere hyppigst til dette formål, hvor en sondenøjagtighed bedre end 0,2 grader Celsius udgør en almindelig standard. Mange leverandører af temperaturloggere tilbyder software, der automatisk beregner F0-værdien eller P-værdien baseret på de aflæste temperaturer fra dataloggeren.

Testpakkerne til validering af sterilisering af fødevarer i autoklave består typisk af seks til otte emballager fyldt med den givne fødevareopskrift efter de mest konservative worst-case standarder. Temperatursensorer måler temperaturen inde i disse testpakker, mens resten af autoklavenheden fyldes med samme opskrift i samme emballagetype. Der skal endvidere være mulighed for at sikre, at starttemperaturen for sondepakkerne kontrolleres og indstilles til den kendte worst-case situation, som pakker kan opleve under lastning i retortbakker eller kasser i afventning af processering.

Kalibreringsattester for alle temperaturmålingsenheder, der anvendes under testen, inklusive temperaturloggere og temperatursensorer til måling af produktets starttemperatur, skal være tilgængelige for at sikre troværdigheden af validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Metodologi for varmegennemtrængningsstudier

Når autoklaverne er blevet termisk kortlagt, og de koldeste samt langsomst opvarmende lokationer er identificeret, kan varmegennemtrængningsforsøg gennemføres med henblik på at fastlægge de tidsperioder, der er nødvendige for at opnå korrekt letalitet i det koldeste punkt af pakkerne placeret i autoklavens koldeste zone. Studier til validering af sterilisering af fødevarer i autoklave bør udføres for hver produkt- og emballagekombination samt for hver lastningskonfiguration, hvis der anvendes eller ændres mere end én.

Den termiske proces, der etableres under varmegennemtrængningsforsøgene, skal efterfølgende gennemgås og godkendes af anerkendte procesautoriteter såsom termiske processpercialister eller kvalitetssikringsrepræsentanter. Dette sikrer, at validering af sterilisering af fødevarer i autoklave opfylder alle industristandarder og lovgivningsmæssige krav.

Kritiske faktorer der påvirker produktets opvarmningsadfærd

Adskillige produkt-, proces-, emballage- og målerelaterede faktorer kan bidrage til variationer i de tid-temperaturdata, der indsamles under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Etablering af en proces kræver ekspertvurdering samt solide eksperimentelle data til bestemmelse af, hvilke faktorer der er kritiske, og effekten af ændringer i disse faktorer både inden for og uden for fastlagte kritiske grænser.

Produktformulering og vægtvariation af ingredienser skal være konsistente med worst-case produktionsværdier, da ændringer i formulering kan nødvendiggøre en ny varmegennemtrængningsstudie som led i validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Fyldvægt anvendt til varmegennemtrængningsstudier må ikke være mindre end det maksimum, der er angivet i processkemaet, og overskydende produkt kan udtrykkes som procent overfyldning.

For ikke-homogene produkter skal indholdet af faste bestanddele måles både før og efter processering, hvor faste bestanddele deponeret i en sigte vejes og udtrykkes som en procentdel af den totale vægt. Konsistens eller viskositet af halvflydende eller flydende komponenter skal ligeledes måles før og efter processering, da flowegenskaber ændrer sig med type og koncentration af fortykningsmiddel, temperatur samt forskydningshastighed.

Positionering af temperatursonder i emballager

Metoden til indsættelse af en temperatursonde i en beholder skal resultere i en lufttæt og vandtæt forsegling, hvilket skal verificeres efter testning som en del af validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Sonder skal positioneres i den langsomst opvarmende komponent af fødevareproduktet og situeres i den langsomst opvarmende zone inden i beholderen. Under indsættelse af sonden skal der udvises forsigtighed for at undgå fysiske ændringer i produktet.

For konvektionsopvarmede produkter er det vigtigt at bemærke, at sonderne skal placeres inden for den recirkulerende konvektionsstrøm, hvilket sandsynligvis ikke vil være i det geometriske centrum af pakken. Den kolde zone inde i pakken kan være lidt lavere end det geometriske centrum. Det anbefales at udføre nogle præforsøg før selve validering af sterilisering af fødevarer i autoklave for at forsøge at identificere det koldeste punkt inden for et givet pakkeformat.

Hvis konvektionsopvarmede produkter indeholder partikler, bør de største og mest tætte partikler fortrinsvis udstyres med sonder og placeres på det koldeste punkt i pakken, forudsat at sondering ikke forårsager beskadigelse af partiklen. For konduktivt opvarmede produkter vil det koldeste punkt i pakken være dets geometriske centrum, og det er normalt ikke nødvendigt at sondere partikler.

Fleksible eller rigide sonder kan indsættes i stive, fleksible og semi-stive beholdere ved hjælp af kompressionsfittings eller pakkekirtler. Den mest passende enhed til en bestemt applikation vil afhænge af produktet, rack-systemet, beholdertypen samt forseglingsudstyret. Lækage kan detekteres ved at veje beholderen før og efter processering for at bestemme ændringer i bruttovægt, og hvis der er lækage forårsaget af ukorrekt monteret sonde, skal data indsamlet for den pågældende beholder kasseres under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Emballagespecifikke overvejelser

Beholdertype såsom metaldåser, glasglas, retortposer eller semi-stive beholdere samt størrelse og dimensioner skal registreres under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Indlejring af lavprofilbeholdere kan påvirke opvarmningsadfærden, og varmegennemtrængningsstudier på bundtlastede retorter uden stativer eller skillevægge bør omfatte tests udført på stabler af indlejrede pakker såvel som enkelte pakker.

Beholdervakuum og headspace skal registreres for stive beholdere, mens volumenet af resterende gasser i beholderen skal bestemmes for fleksible og semi-stive beholdere. Indesluttede gasser kan skabe et isolerende lag i beholderen, der forårsager en forskydning i det koldeste punkts placering samt et fald i opvarmningshastigheden. Kontrollerede overtryk under processering har vist sig at reducere disse effekter ved validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Maksimal tykkelse af fleksible pakninger har et direkte forhold til det koldeste punkts temperaturhistorik, idet tykkere pakninger opvarmes langsommere. Studier til validering af sterilisering af fødevarer i autoklave skal udføres ved den maksimale specificerede pakketykkelse. Beholderorientering, vertikal eller horisontal inden i retorten, kan være en kritisk faktor for nogle produkt- og emballagekombinationer og bør undersøges, hvor det er relevant.

Fyldningsmetode og forseglingsparametre

Fyldtemperaturen for produktet skal kontrolleres under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, da den påvirker starttemperaturen og opvarmningsadfærden. Dette kan udgøre en operationel forudsætning eller endda et kritisk kontrolpunkt for en proces, særligt for produkter, der udviser brudt opvarmningsadfærd. Fyld- og nettovægte kan påvirke opvarmningshastigheder både i stille og roterende kogninger.

I de fleste tilfælde er kontrol af headspace ved bestemmelse af nettovægt ikke tilstrækkelig på grund af mulige variationer i fødevareproduktets specifikke vægtfylde. Der skal udvises forsigtighed for at undgå inkorporering af luft, hvilket ville påvirke headspace-vakuumet. I roterende processer udgør beholder-headspace et kritisk kontrolpunkt, da headspace-boblen hjælper med at blande produktet under agitation, hvilket er væsentligt for validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Lukknings- eller forseglingsudstyret skal levere en stærk, hermetisk forsegling, der opretholdes under den termiske proces. Vakuum i dåser og glas for de fleste konserverede fødevarer anbefales til cirka 50 kilopascal målt ved stuetemperatur. Vakuummet påvirkes af variabler såsom headspace, produkttemperatur, indesluttet luft samt vakuumeffektiviteten af lukningsudstyret.

Placering af testpakker og antal testrunder

Testpakkerne skal placeres i og omkring det koldeste punkt under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, hvor minimum tre pakker pr. lokation normalt anvendes. Sonderede pakker kan også placeres i den hurtigst opvarmende zone for at fungere som en nøglereference, da man fra et termodynamisk perspektiv ikke ville forvente at se pakker i det koldeste punkt eller zone opvarme hurtigere end dem placeret i det hurtigste område.

Yderligere pakker kan også placeres ved siden af emballage med autoklavsonde indvendigt, såfremt autoklavenheden er udstyret med denne type sonde og automatisk beregner F0- eller P-værdien. Forsøgene til validering af sterilisering af fødevarer i autoklave skal gentages minimum to eller tre gange for hver produktformulering, hvilket betyder to eller tre separate kørselsr.

Dataanalyse og vurderingskriterier

Alle data fra sensorer skal analyseres grafisk både som temperaturgrafik og F0-plots under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave. Gennemsnittet og standardafvigelsen for F0 eller P for hver kørsel skal beregnes for at vurdere variabiliteten mellem kørsler. Den målrettede letalitet, der kræves for sikkerhed, skal opnås ved afslutningen af holdefasen inden afkøling starter.

For steriliseringsprocesser betyder dette, at den minimale termiske proces, bestående af temperatur og tid indstillet i autoklavprogrammet, skal sikre, at ingen testpakke har en termisk proces under F0 tre ved afslutningen af holdefasen før afkøling. Ideelt set bør alle testpakker placeret i den kolde zone af autoklavenheden have en F0-værdi større end seks ved afslutningen af holdefasen som led i validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Bidraget fra afkølingsfasen kan kun anvendes til beregning af F0- eller P-værdien leveret til produktet, når der tales om risiko for fødevareforfald. Det betyder, at hvis for eksempel en målrettet termisk proces for reduktion af fødevareforfaldrisiko er F lig med 12, skal alle testpakker placeret i den kolde zone af autoklavenheden have en F0-værdi større end 12 ved afslutningen af holdefasen.

Yderligere analyseregler og kvalitetskontrol

Ingen sonder bør opvarme hurtigere end sonderne placeret i den hurtigst opvarmende zone under validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, og ingen sonder bør afkøle hurtigere end dem placeret i den hurtigst afkølende zone. Alle data fra alle tre kørselsr skal være sammenlignelige, og vandring i adfærd eller skiftende temperaturmålinger fra sonderne under holdefasen bør gøre dem mistænkelige og derfor markeres som sådan.

Både dataloggere og termoelementer kan af og til gå i stykker eller miste data under testen. Det er god praksis at aftale inden for virksomheden, hvilke regler der skal følges i denne situation. Temmelig ofte er det acceptabelt at miste data fra en eller to sensorer uden behov for at gentage kørslen, hvis der stadig er data tilgængelige fra fem til seks andre sensorer placeret i det koldeste punkt som en del af validering af sterilisering af fødevarer i autoklave.

Årsagen til mærkelige resultater skal undersøges og ikke blot accepteres, idet hurtigere opvarmning i det, der burde være langsommere opvarmende pakker, kunne være forårsaget af utætte pakninger på de sonderede pakker. Sådanne data bør sandsynligvis afvises, og testen gentaget hvis et lille antal sensorer blev anvendt under forsøget.

Godkendelse og implementering af procesparametre

Når de tre kørselsr pr. produktformulering er blevet evalueret og godkendt af procesautoriteten eller kvalitetssikringen ved validering af sterilisering af fødevarer i autoklave, kan retortprogrammet, der definerer tid-temperatur- og overtryksskridt, skrives og låses i kontrolsoftwaren for PLC’en til retorten. Dette sikrer reproducerbarhed og konsistens i fremtidige produktionskørsler.

Karantæne og inkubationsovervågning

Små antal pakker kan inkuberes som en del af den løbende præstationsovervågning af linjen ved validering af sterilisering af fødevarer i autoklave og kan fungere som en indikator for grove defekter, der kan opstå, såsom lækageforfald efter processering. Sådanne resultater bør dog ikke være den kritiske faktor i produktfrigivelsesbeslutninger, idet planlagte procesfaktorer, retortdata samt HACCP skal være de primære kriterier for kvalitetssikring.

Clostridium botulinum udgør den mest alvorlige mikrobiologiske fare i termisk behandlede fødevarer og er ansvarlig for botulisme, som betragtes som den mest dødelige form for fødevarebåren forgiftning, der kendes i dag. Denne strenge anaerobe bakterie fremstiller neurotoksiner af ekstraordinær styrke og overlever i form af ekstremt varmeresistente sporer, der naturligt findes på samtlige råvarer. Betydningen af Clostridium botulinum i produktion af konserves kan ikke overvurderes, da bakteriens miljømæssige allestedsnærværelse og tekniske modstandsdygtighed kræver stringent kontrol gennem hele produktions-, lagrings- og distributionskæden.

Bakteriens klassifikation og fysiologiske egenskaber

Clostridium botulinum omfatter syv serologiske toksintyper betegnet A til G, men menneskelig sygdom forårsages overvejende af typerne A, B og E, med sporadisk involvering af type F. Bakterien er taksonomisk heterogen og opdeles i to fysiologiske grupper af operationel betydning for fødevaresikkerheden. Proteolytiske stammer, der primært omfatter typerne A, B og F, er overvejende jordbårne og associeres med grøntsager samt råt kød. Disse stammer udviser høj varme- og salttolerance med vækstkapacitet ved op til ti procent natriumklorid, men kan ikke spire ved pH-værdier under 4,6. Ikke-proteolytiske stammer af typerne B, E og F har akvatisk oprindelse og findes i ferskvands- og marine sedimenter samt i fisk og skaldyr. Disse stammer besidder psykrotrofiske vækstegenskaber ned til 3,3 grader celsius, hvilket medfører betydelige risici i kølevareprodukter med forlænget holdbarhed.

Vækstparametre og miljømæssige grænser

Temperatur spiller en afgørende rolle for Clostridium botulinum i produktion af konserves, da proteolytiske stammer vokser mellem ti og 48 grader celsius, mens ikke-proteolytiske stammer kan proliferere ved temperaturer fra 3,3 til 45 grader celsius. Den psykrotrofiske vækst blandt ikke-proteolytiske stammer udgør særlig fare for processerede fødevarer, der opbevares under køleforhold i mere end ti dage. Clostridium botulinum udviser strenge pH-afhængigheder for vækst og toksindannelse, hvor proteolytiske stammer helt hæmmes under pH 4,6, mens ikke-proteolytiske stammer først inhiberes under pH 5,0. Manipulation af slutproduktets surhedsgrad udgør således en kraftfuld barriere for de fleste kategorier af processerede fødevarer.

Vandaktiviteten og saltkoncentrationen har afgørende indflydelse på vækstbetingelserne for Clostridium botulinum i produktion af konserves. Proteolytiske stammer kræver vandaktivitet på mindst 0,93 til 0,95 for proliferation, når natriumklorid anvendes som kontrollerende opløst stof, mens ikke-proteolytiske stammer hæmmes under vandaktivitet på 0,97. Salt i koncentrationer over tre procent kontrollerer effektivt ikke-proteolytisk vækst, mens proteolytiske stammer kræver op til ti procent for fuldstændig suppression under optimale vækstbetingelser. Clostridium botulinum er strengt anaerob, men bakterien kan udnytte mikroanaerobe nicher inden i tilsyneladende aerobe fødevarer, især i hermetisk forseglede, vakuumpakkede eller modificeret atmosfære-pakkede produkter samt i det indre af faste fødevarer, hvor iltdiffusion er begrænset.

Termisk resistens og sporedannelse

Den tekniske udfordring ved Clostridium botulinum i produktion af konserves centrerer sig om sporernes termiske modstandsdygtighed. Proteolytiske sporer har en decimalreduktionsværdi ved 121 grader celsius på 0,1 til 0,2 minutter. Den universelt anerkendte Fo-værdi på tre minutter ved 121 grader celsius sikrer en tolvlogaritmisk reduktion og giver praktisk sterilitet med ikke-detekterbar risiko for kommercielle produkter. Ikke-proteolytiske sporer udviser bred variation i D-værdier, men kræver typisk mindst ti minutter ved 90 grader celsius for en sekslogaritmisk reduktion, hvilket udgør standarden for pasteuriserede kølevarer med holdbarhed over ti dage.

Vegetative celler og selve neurotoksinet er markant mindre resistente end sporerne. Toksin af typerne A og B inaktiveres inden for ét minut ved 80 grader celsius, mens vegetative celler dræbes hurtigt ved tilsvarende eller endda lavere temperaturer. Sporer kan imidlertid overleve frysning, tørring og andre konserveringsprocesser og venter på gunstige vækstbetingelser for at spire. Toksinproduktion finder sted efter spiring og cellemultiplication og kræver typisk celletætheder omkring tusind kolonidannende enheder per gram. Derfor kan ethvert sammenbrud i præventive barrierer såsom temperatur, pH-værdi eller vandaktivitet føre til katastrofale niveauer af præformet toksin, hvis passende kontroller ikke opretholdes gennem fødevarens hele livscyklus.

Omfattende farekontrol i fødevareforarbejdning

Alle råvarer til processerede fødevarer skal antages at være kontamineret med Clostridium botulinum-sporer. Produktdesign bør bygge på hurdle-teknologi gennem kombination af effektiv varmebehandling, kontrol af pH-værdi og vandaktivitet, omhyggelig anvendelse af konserveringsmidler såsom nitritter i saltet kød samt robust temperaturstyring gennem hele distributionen. Risikovurderinger skal være udtømmende, især ved ændringer af råvarer, emballage eller forlængelse af holdbarhed. Kritiske kontrolpunkter for Clostridium botulinum i produktion af konserves omfatter termisk proceskontrol, verificering af pH-værdi og vandaktivitet samt temperaturlogning under kølelagerung.

For lavacide konservesprodukter med pH-værdi over 4,6 og opbevaring ved omgivelsestemperatur skal processerne opfylde eller overstige Fo-kravet på tre minutter ved 121 grader celsius, hvilket garanterer sterilitet mod proteolytisk Clostridium botulinum og dets sporer. Autoklavesterilisering med målsætning om kommerciel sterilitet skal møde eller overgå officielle varmeprocesstandarder. Efterprocessmisbrug som beskadigede containere, utilstrækkelig forsegling eller lagring ved forhøjede temperaturer kan kompromittere steriliteten, hvorfor integritetskontrol og fuld processpecerbarhed er uundgåelig.

Pasteuriserede og kølevarer

Pasteuriserede fødevarer med termisk behandling under 121 grader celsius, der opbevares under otte grader celsius med forlænget holdbarhed, kræver dokumenteret sekslogaritmisk reduktion af ikke-proteolytisk Clostridium botulinum gennem minimum ti minutter ved 90 grader celsius eller ækvivalent proces. Hertil kommer stærk overvågning af kølekædeforhold samt tilføjede barrierer såsom begrænset pH-værdi, vandaktivitet eller konserveringsregimer. Dette er særligt kritisk i vakuumpakkede produkter og fødevarer pakket i modificeret atmosfære. Anaerob emballering øger drastisk botulismerisikoen, da toksindannelse kan indtræffe forud for eller endog uden synlig fordærvelse. Dette er især kendt inden for fisk, kød og visse vegetabilske produkter, hvilket nødvendiggør omfattende mikrobiologiske kontroller og forbrugervejledning om holdbarhed ud over blot sensorisk analyse.

Acidificerede produkter og barrierefejl

Acidificerede produkter med pH-kontrol står over for risikoen for pH-drift under opbevaring, især via fordærvelse forårsaget af skimmelsvampe, der kan hæve lokal pH-værdi over den kritiske tærskel på 4,6. Begrænsning af åben holdbarhed, især under køling, samt løbende pH-overvågning er nødvendig. Der må desuden udvises opmærksomhed over for proteinrige matricer, hvor lokale mikroklimaer kan understøtte sporadisk vækst af Clostridium botulinum selv ved lavere bulk-pH-værdier. Fødevarer pasteuriseret med pH-kontrol under kritiske tærskler forventes at undertrykke vækst og toksindannelse af begge Clostridium botulinum-grupper, forudsat at ingen væsentlig barrierefejl forekommer.

Temperaturmisbrug og udbrudsrisici

Korte afvigelser over kritiske lagringstemperaturer, selv få timer ved ti til tolv grader celsius, kan muliggøre sporudspiring og hurtig toksindannelse i modtagelige produkter, hvor psykrotrofiske stammer er særligt farlige. Historiske udbrud afslører, at mange tilfælde skyldes temperaturoverskridelser under efterproduktion, transport, detaillagring eller forbrugerhåndtering. Omfattende temperaturlogning og hurtige responsprotokollerne kombineret med robust forbrugeroplysning forbliver essentielle for at minimere risikoen for Clostridium botulinum i produktion af konserves. Kontrollen med denne patogen kræver integreret tilgang på tværs af produktudvikling, procesvalidering, løbende overvågning og distribution for at sikre fødevaresikkerhed gennem hele værdikæden.