Jak dezinfikovat mléko?

Pasterizace je jednou z povinných fází průmyslové výroby mléka a některých dalších produktů. Například se ukazuje být neméně užitečný při výrobě fermentovaných mléčných výrobků, ovocných a zeleninových šťáv a dokonce i piva. Technologie není zdaleka nová – úspěšně se používá již téměř 200 let. To ale neznamená, že zůstal po celou dobu nezměněn. Naopak se nyní objevily nové metody pasterizace mléka, které zlepšily bezpečnost výrobků a zefektivnily proces.

Problém a jeho řešení

Pokud jste někdy bydleli na vesnici, pak asi víte, že domácí mléko se musí před konzumací a použitím převařit. Samotné vaření je jednou z nejjednodušších a nejdostupnějších metod tepelného zpracování. Jeho cílem je zničit škodlivou mikroflóru ve složení. Mohou to být buď mikroorganismy, které se dostaly do mléka z rukou dojičky nebo stěn kbelíku nebo plechovky, nebo ty, které žijí v těle krávy. V jednom mililitru kapaliny může žít až milion mikroorganismů.

Musíte se jich zbavit ze dvou důvodů:

• Nezpracované mléko může být škodlivé. Nepřipravenému člověku to v lepším případě způsobí podráždění žaludku. A teoreticky se může stát zdrojem onemocnění. Například bakteriální úplavice nebo salmonelóza.
• Skladuje se příliš málo. I v lednici čerstvé mléko zkysne za pouhé 1-2 dny. To se děje proto, že se v něm aktivně živí mikroorganismy a produkují kyselinu mléčnou. Mléko se kvůli němu mění na jogurt, tedy zkysne.

Vaření účinně zabíjí škodlivou mikroflóru, ale není ideální metodou tepelné úpravy. Varem se totiž sníží množství vitamínů A a C v mléce na polovinu, přibližně 20 % živin se ztratí a změní se i struktura nápoje. Zejména albuminy a globuliny (jeden z hlavních typů bílkovin v mléce) se začnou při vysokých teplotách srážet (srážet) a mění se i fyzikální stav tukových kuliček. Jednoduše řečeno, převařené mléko ztrácí své původní vlastnosti (včetně některých jeho výhod) a přirozenou chuť.

V průmyslové výrobě se tento problém vyřešil již dávno a poměrně efektivně tím, že se místo varu začal používat jiný způsob tepelné úpravy – pasterizace. Své jméno získala na počest svého vynálezce, francouzského chemika a mikrobiologa Louise Pasteura. Zajímavé je, že pasterizaci zpočátku nevymyslel pro mlékárenský průmysl, ale aby zachránil vinaře, kteří dlouho neúspěšně bojovali s nemocemi vína – při skladování nesprávně kvasilo a žluklo. Ukázalo se, že za všechno mohou „škodlivé“ bakterie. A metoda, kterou proti nim vynalezl, se ukázala jako docela univerzální a nakonec ji přijaly i další oblasti potravinářského průmyslu. Stalo se to již v 1870. letech XNUMX. století. Tehdy byly v USA patentovány první metody pasterizace.

Pasterizace je vlastně od té doby způsob vysokoteplotního zpracování, při kterém se surovina nepřivádí k varu, ale nějakou dobu se udržuje ve stavu zahřátém na určitou teplotu. To vytváří podmínky, ve kterých nemůže existovat škodlivá mikroflóra, ale původní chuť a složení zůstávají prakticky nezměněny. V případě mléka lze pasterizaci nazvat „zlatým středem“ – stává se bezpečným, déle se skladuje a přitom si zachovává původní složení prakticky nezměněné.

Metody pasterizace mléka

Celkem existují 3 způsoby pasterizace.

Dlouhodobá nízkoteplotní pasterizace

Původně se používal a byl oblíbený zejména v anglicky mluvícím světě, kde se mléko prodávalo ve skleněných lahvích a jeho kvalita se posuzovala podle tzv. smetanové řady – kuličky mléčného tuku při výrobě vyplavaly na povrch a tvořily „ zátka“ krému v krku. Při tomto ošetření byla počáteční mléčná směs vstupující do produkce z jedné nebo více farem zahřátá na +63 °C a udržována po dobu 30 minut. Při této teplotě se mléčná bílkovina nesrazila a na povrchu se vytvořila jasná linie smetany.

Technologie se aktivně používala zhruba do 1940. let XNUMX. století, ale nakonec byla uznána jako nedokonalá kvůli tomu, že dlouhé doby zrání mléka v pasterizačních lázních vyžadovaly velké energetické náklady a výrazně zpomalovaly výrobu. Navíc některé mikroby (nazývané termofilní kmeny) nejsou zabity při použité teplotě, takže produkt není tak bezpečný, jak by měl být.

Vysokoteplotní pasterizace

Ve druhé polovině 1940. let 72. století se ve Francii začala prosazovat nová metoda. Mléko se zahřálo mnohem tepleji – až na +15°C, ale udrželo se jen XNUMX sekund. To vyřešilo dva problémy najednou: zvýšilo rychlost výroby, umožnilo pasterizaci mléka „in-line“ a zvýšilo jeho bezpečnost zničením mnohem většího počtu bakterií. Zjištěné nedostatky v podobě mírně odlišných chuťových a pachových ukazatelů, částečné koagulace albuminů a globulinů a absence krémové linie byly považovány za nevýznamné. Navíc konkrétně ve Francii se mléko ve skleněných lahvích neprodávalo.

Zajímavostí je, že nový progresivní způsob pasterizace mléka rychle přijaly zahraniční podniky, ale v USA dostal nový název. Tam byly obaly označeny novou zkratkou – HTST – High Temperature Short Time – vysokoteplotní krátkodobá pasterizace. Přitom v samotné Francii šli ještě dál. Země byla „proslulá“ nízkou počáteční bakteriologickou kvalitou mléčných surovin, takže podmínky pro pasterizaci mléka byly zvoleny mírně odlišné – pro větší bezpečnost se nezahřívalo na +72, ale na +80 ° C a více.

Okamžitá pasterizace

Vrcholem technologického rozvoje měl být nástup bleskové pasterizace. Zcela opustilo stárnutí a zvýšilo teplotu na +85-90°C. Na jedné straně to umožnilo další urychlení procesu a další zvýšení bezpečnosti vyráběných produktů. Na druhou stranu bylo mnohem více změn ve složení mléka vlivem zahřívání nad +85°. Například se začal srážet nejen albumin, ale i další mléčná bílkovina, kasein. A při silném zahřívání se rozpustné fosfátové soli stávají nerozpustnými. To vše negativně ovlivňuje chuť – mléko se začíná čím dál tím více podobat mléku převařenému.

Kvůli všem těmto nedostatkům se technologie nikdy neprosadila a většina moderní výroby stále používá nejvyváženější vysokoteplotní pasterizaci. A pokud je potřeba dosáhnout maximální bezpečnosti, používá se alternativní způsob zpracování – ultrapasterizace, kdy je z mléčné směsi zcela eliminována mikroflóra včetně prospěšných bakterií mléčného kvašení. To je ale úplně jiný proces se svými specifiky.

Posledním zajímavým bodem, který stojí za zmínku v příběhu moderních pasterizačních metod, je to, že tepelné zpracování je pouze součástí dlouhého, vícestupňového výrobního procesu. Celý proces navíc probíhá v uzavřeném automatizovaném systému s elektronickou kontrolou klíčových ukazatelů, jako je teplota a kyselost. Použitím uzavřeného systému se zabrání opětovnému zavlečení mikroorganismů do čištěné mléčné směsi, což je nesmírně důležité pro bezpečnost a dlouhodobé skladování hotového výrobku.

Typy tepelné úpravy mléka se liší metodikou procesu a kvalitou výsledného produktu. Známý a nejjednodušší způsob tepelné úpravy je vaření. A například sterilizace slouží k přípravě mléčných surovin k dalšímu zpracování.

Z našeho materiálu se dozvíte o detailech procesu zpracování, zařízení použitém při výrobě, vlastnostech, které si mléko po tepelném zpracování zachovalo a dalších neméně důležitých nuancích.

Tepelná úprava mléka termizací

Termizace je tepelná úprava mléka, která využívá mírnějších režimů než v procesu pasterizace. Surovina by se podle Casalis měla zahřívat na +57. +68 °C po dobu 15 sekund, nejčastěji se však používá teplota +63. +65 °C po dobu 10–20 sekund. Tento typ tepelné úpravy mléka umožňuje regulovat mikrobiologické a technologické procesy při výrobě sýrů a není náhradou pasterizace. Ten však lze opustit pouze v některých situacích, kdy se kromě termizace používají i jiné metody boje proti patogenní mikroflóře.

Během zpracování mléko prochází následujícími složkami systému:

1. Odlučovač vzduchu.
2. Filtr
3. Počítadlo mléka.
4. Provizorní skladovací nádrž.
5. Přímý systém termizace a chlazení nebo pouze chlazení.
6. Zásobní nádrž.

Tento typ tepelného zpracování se používá pro:

• syrové mléko za účelem potlačení obecné mikroflóry, včetně psychrotrofní, za účelem delšího skladování suroviny až do konečné fáze přípravy;
• fermentovaný tvaroh, který umožňuje zvýšit výtěžek produktu a potlačit mikroflóru;
• produkty na zpracování mléka, čímž se prodlouží trvanlivost.

Ředitel a zakladatel společnosti Liton LLC

Balíček dokumentů ke stažení
zakladatel

Systém označování mléčných výrobků bude spuštěn v lednu 2021 a bude povinný od 1. května 2021. Jak výrobci, tak i ti, kteří se podílejí na prodeji tohoto typu výrobků, budou muset ve své práci provést určité změny.

Proto jsme pro vás připravili výběr nejužitečnějších dokumentů o označování mléčných výrobků. Je to zdarma. Stáhněte si a použijte ještě dnes!

• Požadavky na návrh etiketování mléčných výrobků Schéma interakce s tiskárnou, doporučení pro návrh uspořádání, příklad balení
• 11 důležitých otázek
  „O značení“ Parametry kódu značení, jak jej lze změnit, použití CM na obalech
• Označování mléčných výrobků krok za krokem Struktura kódu značení, identifikační kód pro skupinové balení mléčných výrobků
• Nařízení vlády Ruské federace ze dne 15. prosince 2020 č. 2099 o schválení Pravidel pro označování pomocí identifikačních a prováděcích prvků

Tabulka ukazuje, jak termizace ovlivňuje podíl mikroorganismů v mléce a snižuje jejich obsah 5–100krát. V prvním a druhém vzorku nepřekračuje počet psychrotrofů po 4 dnech skladování při +7 °C přípustnou úroveň. Třetí vzorek byl zpočátku charakterizován vysokou celkovou bakteriální kontaminací, ale po zpracování se indikátor při skladování po dobu 3 dnů přiblížil této úrovni.

Vlivem termizace se aktivita alkalické fosfatázy snižuje o 7–45 %, zatímco ostatní mléčné enzymy jsou na tento způsob tepelné úpravy necitlivé. Opuštěním pasterizace ve prospěch termizace při +65. +70 °C je možné zkrátit dobu srážení mléka syřidlem při výrobě tvrdých sýrů o 2–10 %. Navíc dochází k rychlejšímu zrání a zlepšuje se kvalita sýra. Tento proces má zejména pozitivní vliv na výrobní proces v zimním období. Odborníci uvádějí použití pasterizace jako jeden z klíčových důvodů, proč mají sýry slabou chuť.

Musíte však pochopit, že s pozorovaným nárůstem otravy jídlem po celém světě může termizace nahradit pasterizaci pouze tehdy, pokud se zkombinuje řada faktorů. Mléko tedy musí mít vysokou bakteriální kvalitu, při výrobě je důležité zajistit výborné hygienické podmínky pro přípravu sýra. Kromě toho jsou vyžadovány vysoké teploty ohřevu a dostatečně dlouhé zrání sýrů. Za zmínku stojí, že pravidlo neplatí pro přípravu měkkých odrůd sýrů, u kterých se při dlouhém zrání výrazně zvyšuje hladina pH.

Termizaci doprovází kontaminace pasteru termofilním streptokokem, který vyvolává defekty u tvrdých sýrů s nízkými teplotami při druhém ohřevu.

Režimy pasterizace mléka

Podniky vyrábějící mléčné výrobky používají následující režimy pasterizace:

• dlouho – vyžaduje ohřev na +63. +65 °C po dobu půl hodiny. K tomuto účelu se používají dlouhodobé pasterizační lázně a univerzální nádrže. Je pravda, že navzdory dlouhému trvání tohoto typu zpracování mléka nehyne veškerá mikroflóra.
• krátkodobý – nastává při +76…+78 °C a vyžaduje dobu zdržení 20 sekund. Používaným zařízením jsou deskové pasterizační a chladicí jednotky. Celý proces probíhá v proudu bez přístupu vzduchu, přičemž prospěšné látky zůstávají v mléce zachovány.
• Okamžitý – zahrnuje použití teploty +85. +87 °C bez držení, prováděné v trubkových pasterizátorech. Nevýhodou tohoto přístupu je absence regenerační sekce.

Při volbě režimu výroby pasterizace berou v úvahu nutnost zničit nebezpečnou mikroflóru a zvláštnosti výroby konkrétního produktu. Řekněme, že při výrobě syřidlových sýrů je tato tepelná úprava mléka povolena při +72…+76 °C. Tímto způsobem se zabrání denaturaci a přenosu syrovátkových bílkovin do sýrové hmoty. Zatímco výroba kysaných mléčných výrobků vyžaduje vyšší teploty do +95 °C. To je nezbytné pro tepelný účinek na proteinový systém suroviny a pro dosažení dobré konzistence hotového výrobku.

Vysoký obsah tuku a sušiny, například ve smetanových a zmrzlinových směsích, vede ke zvýšené odolnosti mikroorganismů vůči tepelnému zpracování. Faktem je, že tukové a bílkovinné látky hrají pro mikrobiální buňky ochrannou roli. To znamená, že výrobky s vysokým obsahem tuku a sušiny musí být pasterizovány při vyšších teplotách – obvykle se rychlost zvyšuje o 10-15%. Výsledkem je, že při pasterizaci smetany na výrobu másla jsou enzymy zcela zničeny, což vede ke zkažení produktu.

Pasterizace inaktivuje mikroflóru v požadované míře, po které se mléko obvykle ochladí z několika důvodů:

• Spolu s bakteriemi se vlivem vysokých teplot ničí i přirozený antibakteriální systém. Proto je nutné používat umělé metody ochrany proti zbývajícím mikroorganismům.
• Zpracovaný výrobek by neměl obsahovat sekundární mikroflóru, která se postupně přizpůsobuje provozním podmínkám zařízení pro tento typ tepelné úpravy mléka. Aktivně se vyvíjí v místech, kde je obtížné mechanizované mytí a dezinfekce – obvykle se to děje pod pryžovými těsněními.
• Je důležité chránit mléko před přemnožením patogenních forem mikroorganismů v něm. K infekci posledně jmenovanými může dojít po pasterizaci vzduchem, personálem nebo špatně zpracovanými prvky zařízení.

Účinnost pasterizace mléka

Efektivita tohoto způsobu zpracování závisí především na použité teplotě a době působení surovin.

Díky výzkumu se podařilo stanovit závislost požadované doby výdrže (z) na teplotě ohřevu (t).

lnz = 36,84 – 0,48 t (30)

Díky použití tohoto schématu dochází při pasterizaci k deaktivaci tuberkulózy a E. coli. Na základě požadované teploty se pomocí tohoto vzorce vypočítá doba expozice.

Také účinnost tohoto typu tepelného ošetření mléka je spojena s několika sekundárními faktory:

• Stupeň znečištění. Během pasterizace zůstává určité množství mikroorganismů v rozmezí desetin, dokonce setin procenta přítomného množství. To znamená, že čím vyšší je počáteční indikátor, tím více bakterií se po tepelné expozici zadrží. Hovoříme především o teplomilných organismech, jejichž vývoj v mléce připraveném k prodeji je nežádoucí.
• Stáří bakteriální buňky. Citlivost bakteriální buňky na vysoké teploty přímo závisí na jejím stáří. Buňky vytvořené krátce před pasterizací rychleji odumírají. To znamená, že je lepší se vyhnout dlouhodobému skladování i chlazeného produktu.
• Mechanická kontaminace mléka. Částice mechanických nečistot a hlenu obsahují mnoho bakterií. Vzhledem k tomu, že se zahřívají hůře než samotné suroviny, je nutné před pasterizací nutně použít čisticí stupeň.
• Období příjmu mléka. Podmínky hospodářských zvířat ovlivňují i ​​odolnost mikroorganismů vůči vysokým teplotám. V období pastvy zůstává po tomto typu tepelné úpravy v mléce 3–5krát méně mikroorganismů než v období ustájení.
• Složení produktu. Velký podíl tuků a sušiny ve výrobku vede ke zvýšené odolnosti mikroorganismů vůči teplu. Pro dosažení požadovaného efektu se teplota zpracování zvýší o 8–10 stupňů nebo je povolena delší doba expozice.
• Kyselost mléka a jeho pěnění. Pasterizace se provádí při kyselosti do 22 °T, protože při překročení tohoto ukazatele se mléčné bílkoviny začnou teplem srážet a na topné ploše pasteru se objeví spálená vrstva. V důsledku toho klesá tepelná vodivost přes topnou plochu, což negativně ovlivňuje výsledek tepelného zpracování.

Pokud dojde k aktivnímu pěnění, mikroorganismy obsažené v pěně nejsou zničeny, protože není možné zajistit dostatečné zahřátí napěněné hmoty. Jinými slovy, účinnost pasterizace také klesá.

Vliv pasterizace na vlastnosti mléka

Pasterizace ovlivňuje fyzikálně-chemické, biochemické vlastnosti a složení produktu. V tomto případě platí pravidlo: čím vyšší účinnost zpracování, tím větší změny vlastností mléka.

K nejvýznamnějším změnám dochází v proteinovém systému a jeho struktuře. Ale to do značné míry závisí na aktivní kyselosti mléka.

Syrovátkové proteiny jsou považovány za nejcitlivější na zvýšení teploty. Jsou téměř úplně denaturovány při +100 °C. Dále se částečně ukládají na topné plochy a zbývající část se uchovává v mléce v denaturovaném stavu. Díky tvorbě sulfhydrylových (-SH) skupin aminokyselin obsahujících síru získává mléko ořechovou příchuť.

Většina typů tepelné úpravy mléka ovlivňuje kasein. Zahřátí na +100 °C vyvolává částečnou komplexaci kaseinu a syrovátkových proteinů. Podobný proces probíhá mezi a-, b-, g-formami tohoto proteinu, což mění schopnost produktu kysele a syřidlové koagulace. Vlivem koagulace kaseinu ze surovin zahřátých na +100 °C se zvyšuje stupeň využití mléčných bílkovin, neboť dochází k vysrážení kaseinu a denaturovaných syrovátkových bílkovin.

Mléčné soli se mění při +95 °C, což je patrné zejména při dlouhodobém skladování při vysokých teplotách. Výsledkem je, že vápenaté soli fosforečnanu a citrátu přecházejí z rozpustného do nerozpustného stavu, což způsobuje vzhled mléčného kamene na stěnách výměníků tepla. Je důležité, aby se tím snížila nutriční hodnota produktu a změnil se kvalitativní stav jeho solí – tento faktor je třeba pamatovat při výrobě tvarohu a sýrů.

Zahřátím na +100 °C se vlastnosti mléčného cukru téměř nemění. Při dalším zvyšování teploty a delším působení však dochází k jeho rozkladu, čímž se zvyšuje kyselost mléka.

V důsledku dlouhodobého tepelného zpracování při vysokých teplotách mléko změní barvu z bílé na krémovou a získá roztavenou chuť. Z technologického hlediska jsou to vše důsledky Maillardovy reakce: interakce mléčných bílkovin a laktózy vede ke vzniku komplexních sloučenin (melanoidinů). Při výrobě fermentovaného pečeného mléka a pečeného mléka se jejich tvorba záměrně urychluje, což ovlivňuje barvu a chuť. Lidé ale nemají trávicí enzymy, které by tyto látky rozkládaly, takže se nevstřebávají.

Různé druhy tepelné úpravy ovlivňují i ​​tuky obsažené v mléce. Mírné zvýšení teploty vede k tomu, že tuk se začne tát uvnitř ochranných obalů při +61 °C jsou pozorovány změny v jejich proteinové části. V důsledku toho ubývá smetanového sedimentu. Při +100 °C je možná destrukce membrán tukových kuliček, což znamená tvorbu volného mléčného tuku.

Při tepelné úpravě změny ovlivňují vitamínové složení výrobku, což je nejvíce patrné při dlouhodobém používání vysokých teplot. Na složení mléka má vliv i jeho kontakt se vzdušným kyslíkem. Konvenční režimy pasterizace vedou ke ztrátě až 12 % vitamínů, zatímco v případě vysokoteplotního zpracování toto číslo dosahuje 40 %.

Enzymy jsou mírně zničeny při +60 °C. Ale při větším zahřívání se ničí převažující množství enzymů, a to lipázy, fosfatázy a peroxidázy.

Po pasterizaci je v mléce přítomna zbytková mikroflóra, jejíž povaha přímo souvisí s použitou technologií zpracování. Mléko tedy po zahřátí na +85 °C bez stárnutí obsahuje tepelně odolné tyčinky mléčného kvašení a bakteriální spory. Krátkodobá i dlouhodobá pasterizace umožňuje získat zbytkovou mikroflóru ve formě termofilních streptokoků a bacilů mléčného kvašení, enterokoků, mikrokoků, bakteriálních spor a bakteriofágů.

Sterilizace mléka

Existují takové typy sterilizace, které se používají jako tepelné ošetření mléka: chemická, mechanická, radioaktivní, elektrická, tepelná. Poslední přístup se ukázal jako nejspolehlivější a nákladově efektivní. Jeho význam je v tepelném zpracování surovin k ničení vegetativních forem mikroorganismů, spór a inaktivaci enzymů. V tomto případě dochází k minimální změně chuti, barvy a nutriční hodnoty produktu. Konkrétní teplota a doba expozice závisí na objemu a typu mikroflóry obsažené v surovině.

Musíte pochopit, že proces výroby sterilizovaného mléka do značné míry souvisí s kvalitou původního produktu, jeho schopností odolávat vysokým teplotám a obsahem bakterií. Režim používaný pro tento typ zpracování mléka se volí podle množství a typu sporotvorné mikroflóry. Zároveň je zohledněna tepelná stabilita mléka, tedy schopnost zpracovávat ho za vysokých teplot bez následného srážení bílkovin.

Nádoby na mléčné výrobky