При какой минимальной температуре погибают споры ботулизма?

С чистой совестью, единственными рекомендациями, которым я мог бы следовать, были бы USDA или столь же авторитетный источник, и они рекомендуют консервирование под давлением только при температуре не менее 240F. На высоте 4000-6000 футов требуется давление 13 фунтов для циферблата или 15 фунтов для взвешенного (поскольку грузы обычно составляют всего 10 или 15 фунтов). Они не делают никаких поправок на увеличение времени, как вы можете для большинства приготовлений, поскольку они не допустят умерщвления ниже этой температуры. Не слишком ли они осторожны? Возможно, но это те, которые годами проводили научные испытания.

Теперь я не могу найти статьи, но я помню, что пару лет назад Министерство сельского хозяйства США распорядилось отозвать консервную банку под давлением, похожую на кастрюлю быстрого приготовления. Этот консервный завод был рассчитан только на 2500 футов и имел вводящую в заблуждение этикетку, в которой говорилось, что он соответствует требованиям Министерства сельского хозяйства США, или что-то подобное. Заказ был отозван, потому что в отчетах Министерства сельского хозяйства США говорилось, что он никогда не был одобрен или даже не был представлен для тестирования, и, кроме того, если бы он был одобрен, он бы провалился. Что Министерство сельского хозяйства США не одобрило бы такой низкий уровень источника питания как способный поддерживать постоянное давление и температуру, чтобы соответствовать тому, что может делать консервный баллон высокого давления на горелке печи, и при этом у него не было достаточно высокого запаса тепла, чтобы удовлетворить эти требования.

У меня есть и консервная банка под давлением, и кастрюля быстрого приготовления, ни на минуту я бы лично не подумал, что кастрюля быстрого приготовления может справиться с работой, которую я боюсь, и я также не хотел бы так сильно нагружать ее нагревательный элемент. И, честно говоря, за исключением места, которое он занимает, мой автоклав был дешевле, поэтому я бы не стал рисковать более дорогим инструментом, который не подходит для этой работы.

тл;др;

Ресурсы для этой темы ужасны. Лучшее, что я придумал, — это рассуждения, основанные на первых принципах. Это рассуждение предполагает, что вероятная температура, при которой разрушаются споры, находится где-то между 113,3°C и 116,4°C, но без надлежащего микробиологического эксперимента трудно с уверенностью сказать, правильно ли это.

---

Проблемы с существующими ресурсами

Ни один из рассмотренных мной ресурсов по этой теме не дает достоверного ответа на вопрос о том, какое время воздействия, температура и pH необходимы для уничтожения C. botulinum . В лучшем случае они дают сбивающие с толку и двусмысленные утверждения, ни одно из которых не подтверждается экспериментальными данными.

Я не проводил исчерпывающего обзора научных журналов по этой теме. Надеюсь, всплывет эксперимент от специалиста по этой теме, но учитывая скудость ссылок на подобные материалы, с которыми я столкнулся, я не настроен оптимистично.

Объединение процесса со временем спор и температурой

Все ресурсы, которые я рассмотрел по этой теме, критически неточны: заявленное время процесса и температура, необходимые для уничтожения спор, не отличаются от времени, в течение которого сама спора должна быть выдержана при температуре, чтобы уничтожить ее. Например, в «Руководстве по домашнему консервированию 1 - Принципы» Министерства сельского хозяйства США говорится следующее:

При температуре от 240° до 250°F время, необходимое для уничтожения бактерий в низкокислотных консервах, составляет от 20 до 100 минут. Точное время зависит от вида консервируемых продуктов, способа их упаковки в банки и размера банок.

Единственная интерпретация этого утверждения, которая имеет для меня смысл, заключается в том, что фраза «При температурах от 240° до 250°F» здесь относится к температуре, которой споры должны в конечном итоге достичь, а «время, необходимое для уничтожения бактерий» относится к времени процесса . То есть может потребоваться выдержка банки при этой температуре «от 20 до 100 минут», чтобы все ее содержимое достигло достаточно высокой температуры в течение достаточно долгого времени, чтобы уничтожить споры. Другими словами, критические цели для споры и процесса неоднозначно обсуждаются в одном предложении. Это смешение характерно для всех документов по этой теме, которые я просмотрел.

Мне трудно понять, как авторы и редакторы этих публикаций решили, что внесение подобной путаницы в столь важную тему полезно.

Отсутствие научных данных

Кроме того, я скептически отношусь к достоверности просмотренных мною ресурсов, опубликованных по этой теме, потому что ни один из них не содержит ссылок на какую-либо научную литературу, измеряющую взаимосвязь между временем воздействия, температурой, pH и выживаемостью спор C. botulinum . Я искал то же самое и пришел с пустыми руками. Кажется, что все рекомендации по уничтожению C. botulinum, которые я нашел , не основаны на научных данных.

Анализ основных принципов и обычной практики

В отсутствие результатов какого-либо микробиологического эксперимента, проведенного компетентным эмпириком, лучшее, на что я могу надеяться, — это сделать вывод о том, каких температур обычно достигали споры при успешном домашнем консервировании в течение последних десятилетий. Чтобы сделать этот вывод, я полагаюсь на хорошо зарекомендовавшие себя термодинамические принципы, лежащие в основе процесса консервирования под давлением, и некоторые предположения о том, что должно было происходить в тех миллионах банок с едой, которые должны были быть успешно сохранены, не вызывая ботулизма. .

Закон Ньютона о нагревании

Консервирование под давлением — это термодинамическая система, в которой банки погружаются в резервуар с теплом путем установления парожидкостного равновесия вода/пар при определенной стабильной температуре. Температура любой точки внутри банки описывается законом нагревания и охлаждения Ньютона :

где t – время с момента достижения водой/паром , T – температура точки, – температура воды/пара в равновесии, τ – постоянная времени, характерная для этой конкретной точки.

Посредством качественного понимания уравнения теплопроводности , применяемого к этой термодинамической системе, точка самой низкой температуры внутри банки при нагревании будет находиться в термодинамическом центре банки. Термодинамический центр соответствует механическому центроиду банки, предполагая, что банка и содержимое имеют однородные термодинамические свойства. Насколько я могу судить, время процесса и температура, обычно рекомендуемые для уничтожения C. botulinum, соответствуют времени, ожидаемому для того, чтобы эта самая холодная точка достигла и превысила некоторую температуру, достаточную для уничтожения спор.

Я измерил постоянную времени для своего собственного соуса болоньезе на плите в литровой банке в равновесии пар/вода при одной атмосфере и получил следующие результаты:

Обратите внимание, что в R² четыре девятки, что, я думаю, квалифицирует это как еще один пример наблюдения Вигнера . Для этой конкретной банки болоньезе τ составляет 41 минуту.

Важным свойством закона Ньютона для консервирования под давлением является то, что самая холодная точка в банке приближается, но никогда не достигает температуры пара. Соответственно, температура спор внутри банки всегда несколько меньше температуры пароводяного равновесия.

Обычные технологические давления и температуры

Там, где я живу, наиболее распространенным производителем консервных банок под давлением, с которым я сталкиваюсь, является компания National Presto Industries . Я слышал много рассказов по крайней мере от двух поколений старше меня о регулярном консервировании мяса, морепродуктов, фруктов и овощей с использованием скороварок Presto. По крайней мере, в моем регионе Канады, кажется, принято просто строго следовать инструкциям Presto для пищевого продукта при консервировании. Ни один из производителей консервов, с которыми я разговаривал, не упомянул болезней пищевого происхождения, причиной которых они подозревали консервирование. Я понимаю, что это означает, что любой процесс, предписанный Престо, достаточен для уничтожения спор C. botulinum .

У меня есть бумажное руководство по Presto 418, кажется, 1970-х годов. У меня также есть руководство от самого продаваемого автоклава Amazon Presto 01781 .

Первый предписывает следующее для всех видов мяса:

ВРЕМЯ ОБРАБОТКИ МЯСА

Количество фунтов давления: 10

Кварты минут: 90

Последний предписывает следующее для соуса для спагетти:

Соус для спагетти с мясом

Консервирование под давлением: процесс при давлении 11 фунтов ... кварты 70 минут.

Эти значения манометрического давления 10 и 11 фунтов на квадратный дюйм соответствуют 115,2°C (239F) и 116,4°C (241F) соответственно.

Хотя я не сталкивался с какими-либо данными, измеряющими распространенность консервирования мяса с использованием консервных банок Presto под давлением, я сам сталкивался с некоторыми примерами этого. В отношении распространенности ботулизма в этом регионе Министерство здравоохранения Канады заявляет следующее :

В то время как вспышки болезней пищевого происхождения в Канаде относительно обычны, вспышки ботулизма довольно редки. В последние годы в Канаде регистрируют около двух случаев в год.

Обычное время

В общем, постоянная времени для закона Ньютона различается для каждой комбинации еды и консервной банки. Мы могли бы сделать разумное, но недоказанное предположение, что постоянная времени процесса приготовления соуса для спагетти из руководства Presto 01781 составляет ту же 41 минуту, что и измеренная постоянная времени моего болоньезе. Предполагая начальную температуру 100°C, равновесную температуру воды/пара 116,4°C и 70-минутное время процесса, предписанное руководством Presto, минимальная температура моего болоньезе достигнет 113,3°C на 70-минутной отметке. В соответствии с уравнением теплопроводности эта минимальная температура продолжала бы приближаться к температуре равновесия вода/пар в течение некоторого времени после того, как тепло было удалено из консервной банки.

Заключение

Исходя из этого, я думаю, можно сделать вывод, что пользователи консервных банок Presto, которые строго следуют инструкциям, успешно консервируют мясо, максимальная температура которого достигает мяса менее 116,4°C (241°F). Я думаю, также можно сделать вывод, что те же самые пользователи, вероятно, достигли минимальной температуры не менее 113,3 ° C (236 ° F). Это предполагает диапазон от 113,3°C до 116,4°C, в котором находится минимальная температура, при которой споры C. botulinum , вероятно, будут уничтожены.

Это вовсе не тот вывод, который я бы считал безупречным. Но, по крайней мере, в основе этого вывода лежат рассуждения из первых принципов, что кажется эпистемологическим улучшением по сравнению с другими источниками по этой теме, которые я нашел. Вам придется решить для себя, достаточно ли хороша эта цепочка рассуждений, чтобы полагаться на свое здоровье.

По данным Национального центра домашней консервации пищевых продуктов , продукты с низким содержанием кислоты следует стерилизовать при температуре от 240° до 250°F, достижимой с помощью консервных банок, работающих под давлением от 10 до 15 фунтов на квадратный дюйм, измеренных манометром, чтобы уничтожить ботулинические споры. При температуре от 240° до 250°F время, необходимое для уничтожения бактерий в низкокислотных консервах, составляет от 20 до 100 минут. Количество времени зависит от типа продуктов, размера банок и того, как они в них упакованы. У меня нет кастрюли быстрого приготовления, но я хотел бы быть уверенным в точной температуре и точном давлении, если собирался заниматься консервированием под давлением. Вы можете найти ссылку выше полезной.

Насколько я могу судить, вы не можете консервировать под давлением в кастрюле быстрого приготовления. Существует продукт под названием Instant Pot Max, который поставляется с настройкой домашнего консервирования. Однако и у производителя, и у Министерства сельского хозяйства США есть причины для беспокойства. Вы можете прочитать это для получения дополнительной информации. По сути, необходимо провести дальнейшее тестирование, чтобы они были уверены, что это устранит споры ботулина.