Pasterizacija je ključnega pomena za podaljšanje roka uporabnosti in zagotavljanja zdravstvene neoporečnosti mleka in drugih mlečnih izdelkov. Z izrazom sveže mleko opredelimo pasterizirano mleko. Surovo mleko, ki je takoj po molži ohlajeno, lahko pri ustrezni temperaturi ostane sveže le od 2 do 3 dni, hkrati pa v njem ostanejo človeku potencialno škodljivi mikroorganizmi. Zato je pri mleku nujna vsaj pasterizacija, poznamo pa tudi še druge postopke, s katerimi se podaljša obstojnost mleka, poskrbi za točno določen delež mlečne maščobe in prepreči značilno »nabiranje smetane«.
Pomen in definicija pasterizacije mleka
Pasterizacija mleka je postopek termične obdelave mleka v temperaturnem območju med 62 in 85 °C z različnim trajanjem. Patogeni mikroorganizmi in večina škodljivih mikroorganizmov se uničijo, encimi pa se deaktivirajo. To zagotavlja zdravstveno neoporečnost izdelka. Pasterizacija je najpogostejši postopek obdelave mleka, njegov namen pa je zmanjšanje potencialno škodljivih organizmov, ki bi lahko ob zaužitju povzročili zdravstvene težave ali privedli do neželene fermentacije v samem mleku. Pasterizacijo poznamo od 19. stoletja in je obvezen postopek za zagotovitev varnega uživanja mleka.
Pri pasterizaciji je nujno zagotoviti najnižjo temperaturo in najkrajši možni čas ogrevanja, da se biološka vrednost mleka ne bi znatno poslabšala. Za doseganje istega učinka se običajno z višjo temperaturo skrajša potrebni čas obdelave. Rok trajanja pasteriziranega mleka je odvisen od mikrobiološke kakovosti surovega mleka. Sveže mleko je dlje obstojno od surovega, ob neprekinjeni hladni verigi seveda, vendar ni trajno. Pasterizirano mleko je še vedno občutljivo na temperaturo, zato ga je treba hraniti v hladilniku.
V skladu z zakonodajo se postopek pasterizacije v različnih državah lahko razlikuje, vendar je skupna zahteva uničiti vse patogene bakterije in zmanjšati škodljive mikroorganizme, ne da bi poškodovali izdelek.
Vrste pasterizacije in specializirana oprema
Glede na končne izdelke in količino mleka je treba izbrati ustrezen režim pasterizacije. Podjetja ponujajo naprave za dva glavna režima pasterizacije: šaržno in pretočno (kontinuirano) pasterizacijo.
Šaržna pasterizacija
Ta vrsta pasterizacije je priporočljiva za proizvajalce, katerih šarža za pitno mleko ne presega 500 litrov ali serije večine drugih mlečnih izdelkov ne presegajo 1000 litrov. Naprave za šaržno pasterizacijo, kot so pasterizatorji in sirarski kotli, lahko dlje časa (približno 30 minut) izvajajo pasterizacijo pri nižji temperaturi (63-65 °C), kar je najpogostejši režim šaržne pasterizacije.
Pretočna (kontinuirana) pasterizacija
Pretočni pasterizatorji so primerni za pasterizacijo večjih količin mleka. To je prava rešitev za vse proizvajalce z večjimi šaržami konzumnega mleka in ostalih mlečnih izdelkov. Pasterizacija poteka skladno s standardi - pri višji temperaturi (72-75 °C) v krajšem času (15-20 sekund) in ne vpliva na okus končnega izdelka. Postopek je v primerjavi s šaržno proizvodnjo do 3-krat hitrejši, poraba energije za pitno mleko pa je do 12-krat manjša.
Proizvodna linija za pasterizirano mleko: Od sprejema do pakiranja
Proizvodna linija za pasterizirano mleko je neprekinjen obdelovalni sistem, ki surovo mleko od prejema do končnega, embaliranega izdelka obdeluje z nadzorovanim toplotnim postopkom za odstranitev škodljivih patogenov, hkrati pa ohranja okus in prehransko vrednost. Za razliko od UHT-obdelave, pasterizacija običajno poteka pri nižjih temperaturah (72-85 °C) in daljših časih zadrževanja. Rezultat je izdelek s krajšim rokom trajnosti, vendar pogosto svežejšega okusa, zato pasterizirano mleko v mnogih tržnih segmentih uživa višjo ceno.
Sprejem in predobdelava surovega mleka
Po pravilniku je mleko »dobljeno izključno z molžo krav, vanj se ničesar ne dodaja ali se mu odvzema«. Lahko je surovo, to je »mleko, ki ni bilo segreto na temperaturo, višjo od 40 °C«.
- Preverjanje kakovosti: Pred vsemi drugimi koraki se pristopajoče surovo mleko preveri glede kakovosti: vsebnosti maščobe, beljakovin, števila somatskih celic, ostankov antibiotikov in mikrobiološke obremenitve. Mleko, ki ne izpolnjuje meril za sprejem, se zavrne, saj njegovih napak ni mogoče popraviti v nadaljnjih fazah. Priporočamo sisteme z integriranimi vzorčevalnimi in preskusnimi postajami na sprejemu. Avtomatski ventili za zavrnitev prihranijo čas in preprečijo, da bi onesnažene serije vstopile v proizvodno linijo.
- Čiščenje in ločevanje: Surovo mleko poteka skozi centrifugalni separator, da se odstranijo fizične nečistoče (prah, celični odpadki, usedlina). Ta korak zaščiti opremo v nadaljnjem procesu in izboljša jasnost končnega izdelka. Nekatere proizvodne linije združijo čiščenje z začetnim ločevanjem smetane na tem mestu, kar je odvisno od tega, ali je končni izdelek standardizirano celotno mleko, polnomastno ali brezmaščobno.
- Hladilno skladiščenje: Po čiščenju se mleko hrani v izoliranih silosih pri temperaturi 2-6 °C pred nadaljnjo obdelavo. Ta medpomembna stopnja omogoča fleksibilnost pri načrtovanju proizvodnje in preprečuje rast bakterij med sprejemom in pasterizacijo. Hladilno shrambo je priporočljivo zasnovati za najmanj 8-12 ur proizvodnega volumna, saj premajhni silosi povzročajo zastoje.
- Standardizacija mlečne maščobe: Ta korak prilagodi razmerje med maščobo in beljakovinami, da se izpolnijo zakonski ali proizvodni zahtevki. Sistemi za standardizacijo v toku (z uporabo avtomatizirane regulacije pretoka in centrifugalnih ločevalnikov) so natančnejši in povzročajo manj odpadkov kot ročne mešalne metode. Če načrtujete proizvodnjo več različic izdelkov (celomlečno mleko, mleko z 2 % maščobe, brezmaščobno mleko), je fleksibilnost pri standardizaciji ključna.
- Homogenizacija: Mleko se pod visokim tlakom (običajno 150-200 bar) prisili skozi ozek ventil, s čimer se maščobne kapljice razdrobijo v enotne, manjše kapljice. To preprečuje ločevanje smetane med rokom trajanja in zagotavlja mleku enoten, gladek občutek v ustih. Homogenizacija se običajno izvaja pred pasterizacijo v večini konfiguracij, čeprav nekateri specializirani postopki obrnejo ta vrstni red.
Srce procesa: Dejanska pasterizacija
To je jedro linije, kjer se mleko segreje na ciljno temperaturo (npr. 72-76 °C za približno 45 sekund ali 72-75 °C za 15-20 sekund, odvisno od režima). Sodobni pasterizatorji vključujejo avtomatske preusmeritvene ventile, ki podhlajeno mleko ponovno usmerijo nazaj v ogrevalno stopnjo, kar zagotavlja, da vsaka kapljica doseže zahtevan toplotni profil.
Hitro hlajenje in polnjenje
Po pasterizaciji se mleko hitro ohladi na 2-4 °C pred polnjenjem. Ohranjanje hladne verige od tega trenutka naprej je ključnega pomena, saj vsak odstop od ustrezne temperature po pasterizaciji neposredno skrajša rok trajanja. Format polnilnega stroja določa stroške pakiranja, položaj izdelka na policah in zahteve za hladno verigo. Številne sodobne proizvodne linije podpirajo več različnih načinov polnjenja na enem samem sistemu (npr. v vrečkah, steklenicah in kartonskih embalažah s strešasto obliko), kar je pomembno preveriti, če se vaša mešanica izdelkov morda spreminja.
Pasteurization process of milk at Mila Bolzano
Primerjava s sorodnimi postopki obdelave mleka
Mleko je eno najbolj vsestranskih živil, saj ga lahko predelamo v vrsto okusnih in hranljivih izdelkov. Kljub razvoju tehnologije v praksi še vedno najpogosteje srečamo sedem osnovnih načinov predelave mleka, kot so pasterizacija, sterilizacija, posnemanje, homogenizacija, mikrofiltracija, fermentacija in usirjanje. Načini predelave mleka omogočajo, da surovo mleko, ki je brez ustrezne obdelave obstojno le nekaj dni, postane dlje časa obstojno in hkrati bogatejšega okusa, drugačne teksture ter z različno hranilno vrednostjo.
Obdelava mleka z ultra visoko temperaturo (UHT/sterilizacija)
Obdelava mleka z ultra visoko temperaturo (UHT) ali kratkotrajna sterilizacija je namenjena uničenju vseh mikroorganizmov v mleku in njihovih spor, hkrati pa se s tem inaktivirajo tudi mlečni encimi. Obdelava UHT se izvede tako, da se mleko za nekaj sekund izpostavi temperaturi med 135 in 150 °C. Tako obdelano mleko lahko na sobni temperaturi zdrži tudi tri mesece, zato ga nekateri proizvajalci imenujejo trajno mleko. Praviloma je vse sterilizirano mleko tudi homogenizirano. Obdelava mleka z ultra visoko temperaturo ni obvezna, proizvajalci se zanjo odločijo takrat, ko želijo mleku zagotoviti daljšo obstojnost. Za izvoz ali regije z omejeno infrastrukturo hladne verige UHT-linije ponujajo logistične prednosti, čeprav zahtevajo višjo začetno naložbo.
Mikrofiltriranje mleka
Mikrofiltriranje je še en postopek, s katerim se iz mleka odstranijo mikroorganizmi, in sicer več kot 99,5 % bakterij ter do 99,9 % spor. S tem postopkom, ki se izvaja s posebnimi membranami z ustreznimi porami, se podaljša rok uporabnosti mleka ter poskrbi za njegovo varno uživanje, pri tem pa okusa ne spremeni. Zaradi tehnoloških lastnosti postopka se mikrofiltriranje izvaja le pri posnetem mleku; postopek poteka tako, da se mleko najprej posname, nato se ga mikrofiltrira, nazadnje pa se mu ponovno doda maščoba v želenem deležu. Mikrofiltriranje ni obvezno, a ga večina proizvajalcev izvaja, saj ne vpliva na senzorične in hranilne lastnosti mleka, hkrati pa podaljša njegovo obstojnost ter izloči skoraj vse potencialno škodljive bakterije in spore.
Posnemanje mleka
Posnemanje je postopek ločevanja maščobe od mleka, pri katerem se mlečna maščoba najprej odvzame, nato pa ponovno doda v točno določenem deležu. Poteka s pomočjo naprav, imenovanih posnemalniki. Na ta način dobimo različne vrste mleka glede na vsebovani delež mlečne maščobe:
- polnomastno mleko z deležem maščobe najmanj 3,5 %,
- pol-posneto mleko z deležem maščobe med 1,5 in 1,8 %,
- posneto mleko z deležem maščobe največ 0,5 %.
Homogenizacija mleka
Mleko vsebuje maščobo, ki je v njem razporejena v obliki različno velikih maščobnih kroglic (od 0,1 do 20 mikrometrov). Njihova specifična gostota (0,93 g/ml) je manjša od vode, zato se dvigujejo na površino mleka, kjer ustvarijo sloj mlečne maščobe, znane tudi kot »smetana«. Homogenizacija ni nič drugega kot postopek razbijanja večjih maščobnih kroglic na manjše, da se lahko maščoba v mleku enakomerno razporedi, s čimer se v veliki meri prepreči »nabiranje smetane«. Homogenizacija mleka ni obvezen postopek, proizvajalci se zanj običajno odločijo zato, ker mnogi ljudje ne marajo »smetane« na mleku. Tako dobimo mleko z enakomernejšo porazdelitvijo maščobe, ki je posebej primerno za uporabo v mlečnih napitkih. Surovo mleko nikoli ni homogenizirano.
Fermentacija
Fermentacija je postopek, pri katerem se mlečni sladkor (laktoza) s pomočjo mlečnokislinskih organizmov spreminja v mlečno kislino. Nastajajo izdelki z značilnim kiselkastim okusom, kot so jogurt, kislo mleko, kefir in kisla smetana. Fermentirani izdelki so bolj obstojni, lažje prebavljivi in pogosto vsebujejo koristne probiotične kulture. Ključna pri tem postopku sta izbira pravih bakterijskih kultur ter natančen nadzor nad temperaturo in časom fermentacije. Na primer, za jogurt se mleko pogosto pasterizira pri 85 °C, nato pa se za fermentacijo črpa v fermenter, kjer temperatura fermentacije znaša 42-43 °C za 6-8 ur. Po fermentaciji se ohladi na 0-6 stopinj, strga in meša, nato pa se lahko napolni.
Usirjanje
Poseben postopek je usirjanje, ki se uporablja pri izdelavi sira. Pri njem se mlečne beljakovine strdijo, del vode pa se iz mleka izloči v obliki sirotke. Pri večini sirov se usirjanje doseže z dodajanjem sirišča, ki vsebuje encime za razgraditev beljakovin. Usirjeno mleko se razreže in ob segrevanju meša, s čimer se pospeši izločanje vode. Po oblikovanju, stiskanju in soljenju sledi tudi zorenje sira.
Ključne odločitve pri načrtovanju proizvodne linije
Dober načrtovan proizvodni sistem za pasterizirano mleko ni omejen le na en izdelek. Ta zmogljivost za več izdelkov znatno izboljša izkoriščenost sredstev, še posebej za mlekarne, ki želijo oskrbovati različne trgovinske segmente ali preskusiti nove vrste izdelkov brez naložbe v ločeno opremo. Napačna odločitev na načrtovni stopnji je lahko draga.
Fleksibilnost in zmogljivost
Pri načrtovanju je pomembno razmisliti, ali lahko linija obdeluje izdelke z različno vsebnostjo maščob brez večjih sprememb nastavitev. Tudi ali jo je mogoče v prihodnosti konfigurirati za proizvodnjo UHT ali fermentiranih izdelkov. Proizvodna linija za mleko se lahko predeluje v različne mlečne izdelke, kot so pasterizirano mleko, sveže mleko in različne vrste jogurtov.
Čiščenje in avtomatizacija
Mlečne linije je treba čistiti večkrat na dan. Dobro zasnovan CIP-sistem (čiščenje na mestu) zmanjša čas čiščenja, porabo kemikalij in tveganje navzkrižne kontaminacije. Pri izbiri je pomembno vprašati za čas cikla CIP in avtomatizacijo doziranja kemikalij. Osnovne linije uporabljajo ročne krmilnike, medtem ko naprednejši sistemi uporabljajo avtomatizacijo na osnovi PLC z nadzorom prek SCADA. Avtomatizacija zmanjšuje napake operaterjev, zagotavlja doslednost procesa in poenostavlja dokumentacijo za skladnost, kar je pomembno za izvozne trge in revizije varnosti hrane.
Energetska učinkovitost
Poiščite pasterizatorje z visoko učinkovitostjo regeneracije (85 % ali več). Razlika med učinkovitostjo regeneracije 80 % in 90 % se pri velikih obsegih hitro odraža v stroških energije.
Prihodnja razširitev
Ne določajte specifikacij le za trenutni obseg proizvodnje. Razpravljajte o možnostih za prihodnjo razširitev: ali isti okvir lahko sprejme večji toplotni izmenjevalec? Ali se zmogljivost polnjenja poveča brez zamenjave opreme za predhodne procesne korake?
Pogoste napake pri načrtovanju
- Pomanjkljiva oprema za hladilne skladišča: Majhni rezervni silosi se zdi, da varčujejo ob nakupu, vendar povzročajo dnevne operativne zastoje, ki zmanjšujejo zmogljivost.
- Zanemarjanje fleksibilnosti polnjenja: Nakup polnilnika za en sam format omejuje vašo sposobnost odziva na spremembe na trgu. Sistemi za več formatov so ob nakupu dražji, vendar ponujajo več možnosti.
- Ločeno nakupovanje pasterizatorja in polnilnika: Hitrost izhoda pasterizatorja mora biti usklajena z zmogljivostjo polnilnika. Brez koordinacije pri nakupu obeh naprav pri različnih dobaviteljih pogosto pride do neusklajenih hitrosti proizvodne linije.
- Zanemarjanje lokalnih zahtev za energetske storitve: Specifikacije za oskrbo z izpareno vodo, vodo, stisnjenim zrakom in električno energijo morajo ustrezati opremi. To je treba jasno pojasniti z dobaviteljem pred končno določitvijo postavitve.
Vloga pasteriziranega mleka v mlečnih izdelkih
Pasterizirano mleko je osnova za številne mlečne izdelke, ki jih najdemo v vsakem domačem hladilniku - jogurt, siri, skuta, smetana, kefir in številni drugi. Na primer, jogurt nastane s fermentacijo pasteriziranega mleka. Pasterizirano mleko je bogato s kalcijem, ki se dobro absorbira in prispeva k zdravju kosti.
tags: #cedar #sir #pasterizirano #mleko