بخشی از مقاله
چکیده
فرآیند شیر و محصولات لبنی با تکنولوژی فرادما به مدت چند ثانیه در ترکیب با بستهبندی آسپتیک، به طور گستردهای مورد استفاده قرار گرفته و تکنولوژی بسیار موفقی بوده است. تیمار فرادما به صورت به هم پیوسته با بستهبندی آسپتیک پیشرفت بنیادی در ایمنی باکتریایی شیر و محصولات لبنی ایجاد نموده و ماندگاری را در شیرهای پاستوریزه نگهداری شده در یخچال از 2-3 هفته به 6 - 9 ماه بدون نگهداری در یخچال رسانیده است. شیر فرادما نوعی شیر استریلیزه میباشد که با درجهحرارت بالا بین 135-145 درجه سانتیگراد به مدت 1-10 ثانیه فرآیند شده و خط تولید آن به صورت به هم پیوسته با بستهبندی آسپتیک میباشد.
از آنجایی که حرارت دهی و خنک کردن در فرآیند فرادما بسیار سریع اتفاق میافتد، هیچ تغییری در مقادیر تغذیهای، چربی، لاکتوز و نمکهای معدنی آن ایجاد نمیشود و تغییرات بسیار کمی در ارزش تغذیهای پروتئینها و ویتامینها مشاهده میگردد. بستهبندی آسپتیک شامل سیستم فرادمایی است که در آن محصول پس از استریلیزاسیون در داخل ظروف استریل در یک محیط استریل پر شده و درب بندی میگردد.
دو نوع سیستم حرارتدهی مستقیم و غیر مستقیم وجود دارد. در این مقاله به سیستمهای حرارتدهی مستقیم و غیر مستقیم، اثرات حرارتی عملیات فرادما بر روی ماندگاری و ترکیبات شیر و بستهبندی آسپتیک به طور مفصل پرداخته شده است.
مقدمه
تکنولوژی فرادما6 بیش از 40 سال است که در صنایع شیر با موفقیت استفاده میشود. موارد کلیدی در این زمینه شامل بهینهسازی شرایط و فرآیند، خصوصاً پروفایل دما - زمان و کیفیت شیر خام میباشد. فرادما یک فرآیند پیوسته میباشد و محصول به دست آمده دارای کیفیت یکنواخت است. بنابراین برای محصولاتی که مواد تشکیل دهنده آنها حساس به حرارت میباشند و همچنین محصولاتی با ویسکوزیته بالا و با خاصیت انتقال حرارت پایین مناسب است.
در فرآیند استریلیزاسیون فاصله کمی بین گرم کردن و سرد کردن وجود دارد و زمانی که سرعت این تغییر حرارت افزایش یابد، تغییرات نامطلوبی را در مزه و خواص تغذیهای محصول به وجود میآورد. محصولات فرآیند شده با فرادما قبل از مرحله بستهبندی وارد یک تانک آسپتیک میشوند.
بسته بندیهای آسپتیک پرمصرف شامل بسته بندیهای مقوایی 4گوشه میباشند که به عنوان مثال ساخت شرکتهای Combibloc و Tetra pack هستند، بستهبندیهای پلاستیکی نیز معمولی میباشند. تیمار فرادما به صورت به هم پیوسته با بسته بندی آسپتیک پیشرفت بنیادی در ایمنی باکتریایی شیر ایجاد نمود و ماندگاری را در شیر های پاستوریزه نگهداری شده در یخچال از 2-3 هفته به 6-9 ماه بدون نگهداری در یخچال رسانید.
اگرچه پاستوریزاسیون، باکتریهای بیماریزا را از بین میبرد، ولی این فرآیند برای تخریب اسپور باکتریهای مقاوم به حرارت کافی نمیباشد. فرآیند فرادما باعث استریل کردن شیر در حد بالایی میشود. در موارد خاص جایی که فرآیندهای دیگر کافی نیستند، برای مثال در میکروفیلتراسیون شیر کامل، چربی - خامه - باقیمانده که نمیتواند از غشاء عبور کند، با فرادما فرآیند شده و سپس با شیر پسچرخ برای تولید محصولاتی با ماندگاری بالا مخلوط میشود. محصولات فرادما شامل محصولات مایع مانند شیر سفید، شیر طعم دار، محصولات ورزشی و انرژی زا، شیر سویا و محصولات ویسکوز مانند خامه، ماست و سسهای سالاد میباشد. همچنین در غذاهایی با ذرات جداگانه مانند پوره سبزیجات، غذای کودک، دسرها، سسها و غیره مورد استفاده قرار میگیرد
طبق تعریف فدراسیون بینالمللی لبنیات - 1981 - ، شیر فرادما نوعی شیر استریلیزه میباشد که با درجهحرارت بالا و مدت زمان کوتاه، در دمای حداقل 130 درجه سانتیگراد به مدت چند ثانیه فرآیند شده و خط تولیدآن به صورت به هم پیوسته با بستهبندی آسپتیک میباشد. این شیر باید آزمایشات کیفی که توسط استاندارد فدراسیون بین المللی لبنیات تعیین شده است، را دارا باشد و همچنین زمانی که تست کدورت انجام میشود، ایجاد تیرگی - مه آلودگی - کند. تست کیفیت به منظور اطمینان از استریلزاسیون صحیح محصولات انجام میشود و تست کدورت برای این است که حرارتدهی بیش از حد انجام نشده باشد
دستگاه کدورتسنج برای سنجش میزان پروتئینهای آب پنیر دناتوره نشده میباشد. در این تست کازئین و پروتئینهای آب پنیر دناتوره شده در شیر فرادما با سولفات آمونیوم، نامحلول شده و سپس محلول به دست آمده فیلتر میشود. پروتئینهای آب پنیر دناتوره نشده در محلول باقی مانده و سبب ایجاد کدورت در محلول فیلتر شده می گردند. هنگامی که شیر فرادما حاوی پروتئینهای آب پنیر غیردناتوره باقی، مانده باشد جواب تست کدورت مثبت میشود. با این حال تست کدورت همیشه مناسب نیست، اندازه گیری میزان بتالاکتوگلبولین و لاکتولوز بهتر از آن میباشد. در شیرفرادما باید میزان بتالاکتوگلوبین بیشتر از 50 mg/l و میزان لاکتولوز 60-100 mg/l باشد، ولی در شیر استریل بتالاکتوگلوبین کمتر از 50mg/l بوده و میزان لاکتولوز بیش از 600 mg/l میباشد
شاخصهای شیمیایی [C*] و باکتریایی :[B*,F]
برای اندازهگیری یک رژیم حرارتی مخصوص برای باکتریها و ترکیبات شیمیایی شیر بعضی از شاخصهای مفید توسعه پیدا کردهاند که مهمترین آنها B*، F0 و C* میباشد - شکل . - 1 زمانی که شرایط C*> 1 و B*> 1 اعمال شود یک فرآیند فرادما با حفظ کیفیت فرآورده به طور رضایت بخش عمل میکند.
B* یک شاخص اندازهگیری باکتریایی است که اثر تیمار حرارتی را نشان میدهد. نسبت تیمار حرارتی در 135 درجه سانتیگراد یک فرآیند با B *> 1 کاهش 9 سیکل لگاریتمی در میزان اسپورهای ترموفیلیک در Z=10/5 و نگهداری محصول در 135 درجه سانتی گراد به مدت 10/1 ثانیه میباشد.
شکل -1 خطوط کاهش 9 سیکل لگاریتمی اسپورهای ترموفیلیک - B*=1 - ، کاهش 9 سیکل لگاریتمی اسپورهای خیلی مقاوم به حرارت - خط نقطه چین - و %3 تخریب تیامین . - C*=1 -
شاخص باکتریایی دیگر در تکنولوژی مواد غذایی F0 بوده و ضریبی معمول در کنسروسازی میباشد. شاخص F0، مقدار عددی بر حسب دقیقه در درجهحرارت مرجع 121/1 درجه سانتیگراد و Z = 10 درجه سانتیگراد میباشد. F0 بر اساس تخریب اسپورهای کلستریدیوم بوتولینوم غیرهوازی بیماری زا میباشد. برای اندازهگیری زمان مرگ حرارتی، مقدار زمانی محاسبه میشود که حرارت حدود 120 تا 140 درجه سانتیگراد باشد. در فرآیند فرادما باید F 0 3 باشد تا از امنیت باکتریولوژیکی اطمینان حاصل شود.
C* تأثیر شیمیایی تیمار حرارتی را که به درجهحرارت مرجع 135 درجه سانتیگراد وابسته است، اندازه گیری میکند. به عنوان یک قانون کلی، در یک سیستم فرادما، B* باید حداقل 1 و C* نباید از 1 بیشتر باشد. C* بر پایه تخریب تیامین است، در صورتی که بسیاری از ترکیبات مانند ویتامینها در کمتر از این دما و زمان تخریب شده و برخی ترکیبات هنوز تغییر نکردهاند، زیرا همه ترکیبات شیمیایی شیر با درجهحرارت و زمان مشابه تیامین تغییر پیدا نمیکنند.
به عنوان مثال حرارتدهی 90 درجه سانتیگراد و 30 ثانیه - شرایط پیش حرارت دهی - کمتر از 0/1 درصد از تیامین را تخریب می کند، اما بیش از 75 درصد از پروتئینهای آبپنیر را دناتوره میکند. هر چه درجهحرارت بالاتر استفاده شود، زمان باکتریکشی کمتر شده و تغییرات شیمیایی کمتر میشود .در جدول 1، اثرات شیمیایی و باکتری کشی با افزایش درجه حرارت نشان داده شده است.
وقتی شیر به مدت طولانی در معرض دمای بالا قرار میگیرد، واکنشهای شیمیایی خاصی درآن رخ میدهد که منجر به تغییر رنگ آن به قهوهای میگردد. این حالت همیشه با یک طعم پخته و کاراملی شدن و گاهی با مقدار زیادی رسوب همراه است. این آسیبها را میتوان به وسیله انجام عملیات حرارتی در دمای بالا و زمان بسیار کوتاه تقلیل داد. بنابراین انتخاب ترکیب مناسب بین زمان - دما بسیار مهم میباشد. زیرا علاوه بر نابودی اسپور باکتریها باید آسیب وارده به ترکیبات شیر به حداقل برسد.
فرآیندهایی با C* 1 کمترین تخریب در خواص تغذیهای، تغییرات طعمی و تغییرات رنگی را در طی واکنش مایلارد نشان می دهند. فرآیندهای شدیدتر، باعث تغییر در میزان تیامین و سایر ویتامینها و تغییرات طعمی و رنگی بیشتری میشوند. زمانی که از درجهحرارت بالاتر استفاده میشود، برای اینکه C * 1 باشد، باید زمان Holding را کاهش داد که این عمل با تغییر در شکل هندسی دستگاه انجامپذیر است
