Jaké znáte způsoby tepelné úpravy mléka?

Tepelná úprava (pasterizace a sterilizace) mléka slouží k ochraně mléčných výrobků před zkažením a zvýšení trvanlivosti.

Zároveň se v procesu tepelné úpravy mění hlavní složky mléka a jeho vlastnosti: viskozita, kyselost, povrchové napětí, chuť, vůně, barva mléka, jeho schopnost usadit smetanu, srážení syřidla atd. Se všemi typy tepelného ošetření se snaží zachovat původní údaje o mléce, jeho nutriční a biologickou hodnotu, neboť dlouhodobé vystavení vysokým teplotám může způsobit nevratnou změnu struktury a vlastností bílkovin a dalších složek mléka. Podívejme se, jak se každá složka mléka mění a jaký má vliv na její vlastnosti.

Laktóza Při vysokoteplotní pasteraci mléka a zejména při sterilizaci dochází k izomeraci laktózy (tvorba laktulózy) a její interakci s aminokyselinami (reakce tvorby melanoidu).

Sterilizací mléka dochází také k rozkladu laktózy za vzniku oxidu uhličitého a kyselin – mravenčí, mléčné, octové atd. V tomto případě se kyselost mléka zvýší o 2-3°T.

V důsledku tvorby melanoidinů se mění chuť a barva mléka. Mechanismus tvorby melanoidů nebyl dosud plně stanoven. Bylo zjištěno, že reakce probíhá ve dvou fázích. První etapa byla podrobně prostudována. Za prvé, laktóza interaguje s volnými aminoskupinami. Aminokyseliny, hlavně NH2 s lysinovou skupinou, mají za následek vznik glykosidu (laktozolysinu), následně vzniká laktulosylysin, který se rozkládá na fruktozolysin a galaktózu nebo její izomer tagatózu.

Tvorba fruktozolysinu snižuje biologickou hodnotu mléčných výrobků, protože se nerozkládá trávicími enzymy a lidský organismus jej nevstřebává. V důsledku tepelného zpracování se část lysinu proteinů „zablokuje“ a tím se sníží počet „dostupných“ aminokyselin. Lysin může tvořit komplexy s jinými sloučeninami. Například, když je mléko sterilizováno v autoklávech, může interagovat s alaninem; výsledný lysinoalanin je také špatně tráven v lidském těle a má toxické vlastnosti. Proto při volbě režimů tepelné úpravy pro zachování nutriční hodnoty mléčných výrobků by měl být obsah dostupného lysinu kontrolován.

Část vzniklého fruktozolysinu se účastní dalších reakcí. Z jeho cukerné složky se tvoří různé karbonylové a další sloučeniny. Meziprodukty Maillardovy reakce zahrnují aldehyd, ketony, kyselinu paravinnou, kyselinu octovou, kyselinu mravenčí, kyselinu mléčnou, kyselinu levulovou, laktony atd.

Většina z nich se nachází v pasterizovaném a sterilizovaném mléce. Některé mají výraznou chuť a vůni a mohou ovlivnit (+ a -) chuť mléčných výrobků.

READ
Jak dlouho můžete jíst houby?

Druhá fáze, tvorba melanoidů, nebyla plně prozkoumána. Je známo, že zahrnuje polymerační a kondenzační reakce karbonylových sloučenin za účasti aminokyselin. V důsledku toho vzniká směs cyklických sloučenin obsahujících azatin, jako jsou deriváty pyrazinu, pyrrolu, pyridinu atd., které mají různé molekulové hmotnosti, jsou nerozpustné ve vodě a jsou zbarveny do hněda. Aldehydy se podílejí na tvorbě aroma produktu.

Tuk Mléčný tuk pod vlivem vysokých teplot podléhá mírné hydrolýze. Zároveň se zvyšuje množství diglyceridů v mléce a snižuje se obsah nenasycených mastných kyselin v triglyceridech o 2–3 %. Výrazněji se mění složení obalů tukových kuliček: denaturuje se jejich bílkovinná složka a část látek obalu přechází do mléčné plazmy. V důsledku toho se snižuje mechanická pevnost membrán a dochází k částečné destabilizaci tukové emulze – některé tukové kuličky se spojují a tuk taje.

Vitamíny a enzymy mléka. Tepelná úprava mléka vede ke zničení některých vitamínů a ztrátě aktivity téměř všech enzymů. Ve větší míře se ničí vitamíny rozpustné ve vodě (thiamin, B12, C1), množství vitamínů rozpustných v tucích se mění jen málo.

Z enzymů jsou nejcitlivější na teplo amyláza, kataláza, fosfatáza a nativní lipáza. Peroxidáza, bakteriální lipáza a xantinoxidáza jsou stabilnější. Fosfatáza a některé další mléčné enzymy ji mohou po ztrátě své aktivity v důsledku pasterizace opět obnovit, tj. mají reaktivační vlastnosti. Případy reaktivace enzymů, například fosfatáz, jsou pozorovány především po krátkodobém vysokoteplotním zpracování vysokotučných surovin.

Enzymy, které si zachovaly svou aktivitu, mohou způsobit nežádoucí biochemické procesy v mléce a mléčných výrobcích, v jejichž důsledku se snižuje kvalita, chuť a nutriční hodnota výrobků. Největší nebezpečí představují lipázy a proteinázy bakteriálního původu: lipázy přispívají ke žluknutí mléčných výrobků, proteinázy způsobují srážení UHT mléka.

Zkoumali jsme tedy, jak se mění složení mléka v závislosti na tepelné úpravě a do jaké míry se některé složky ztrácí. To umožňuje regulovat režimy tepelné úpravy, aby bylo zachováno přirozené složení a vlastnosti mléka. Při kontinuálním způsobu výroby prochází mléko dvojitou sterilizací, což způsobuje výrazné změny jeho fyzikálních vlastností: získává krémový odstín a chuť pasterizace.

Sůl. Při tepelné úpravě mléka se mění především složení vápenatých solí. V mléčné plazmě je narušen poměr forem fosforečnanu vápenatého; Soli fosforečnanu vápenatého, přítomné ve formě pravého roztoku, přecházejí do koloidního fosforečnanu vápenatého, který agreguje a sráží se na kaseinových micelách. V tomto případě dochází k nevratné mineralizaci kaseinátového kalciumfosfátového komplexu (CCPC), což vede k narušení struktury micel a snížení tepelné stability mléka. Část fosforečnanu vápenatého dopadá na povrch výměníků tepla a tvoří spolu s denaturovanými syrovátkovými bílkovinami usazeniny – tzv. mléčný kámen a připálení mléka.

READ
Jak dlouho rostou sazenice hvězdnic?

V důsledku pasterizace a sterilizace se tedy snižuje množství iontově molekulárního vápníku v mléce (o 11-50 %), což zhoršuje schopnost srážení syřidla. Proto se při výrobě tvarohu a sýrů do pasterizovaného mléka přidávají rozpustné soli ve formě chloridu vápenatého, aby se obnovila rovnováha soli.

Účelem tepelné úpravy mléka je zničit co nejvíce mikroflóry a připravit mléko (zlepšení jeho chemického složení pro vývoj mikroorganismů a také fyzikálních vlastností vzniklé sýřeniny) ke kvašení; zrání a zrání: v tomto případě jsou vytvořeny podmínky, které podporují rozvoj startovací mikroflóry požadovaným směrem a získávají produkt s určitými specifikovanými vlastnostmi; chlazení a skladování výrobků: jejich cílem je vytvořit podmínky, za kterých se pokud možno zastaví vývoj veškeré mikroflóry a zachovají se fyzikální a chemické vlastnosti hotového výrobku a jeho organoleptické vlastnosti.

Pro přípravu kysaných mléčných výrobků se používá převážně pasterizované mléko a režimy pasterizace jsou nastaveny mnohem přísněji než při výrobě konzumního mléka s přihlédnutím k řadě technologických požadavků. V tomto ohledu je nutné identifikovat hlavní skupiny mikroflóry pasterizovaného mléka a možný vliv každé z těchto skupin na kvalitu fermentovaných mléčných výrobků při společném vývoji se startovacími mikroorganismy. Při posuzování úlohy mikroflóry pasterizovaného mléka určeného k výrobě kysaných mléčných výrobků je třeba vzít v úvahu, že mléko po tepelné úpravě není ochlazováno, ale fermentováno a dlouhodobě udržováno při teplotě kvašení. Zpravidla je tato teplota poměrně vysoká (od 18-20 do 45-50°C). Při této teplotě se mohou vyvinout nejen mikroorganismy introdukované startovacími kulturami, ale také část zbytkové mikroflóry pasterizovaného mléka.

V důsledku toho se zvyšuje počet pouze těch mikroorganismů, které jsou schopny odolat intenzivnímu nárůstu kyselosti během procesu fermentace mléka. Za těchto podmínek se nevyvíjí sporová proteolytická mikroflóra a bakterie kyseliny máselné [6]. Při výrobě kysaných mléčných výrobků mohou největší roli sehrát takoví zástupci zbytkové mikroflóry pasterizovaného mléka, jako jsou bakterie mléčného kvašení. Mléčné streptokoky, jako jsou enterokoky, se v mléce vyvíjejí pomalu a nemohou ovlivnit změny kyselosti produktu, protože hranice jejich tvorby kyselin je často nižší než hranice tvorby kyselin startovací mikroflóry. Mezitím je hlavní vadou těchto produktů nadměrná kyselost, jejímž původcem jsou zástupci zbytkové mikroflóry pasterizovaného mléka – tepelně odolné tyčinky mléčného kvašení. U těchto mikroorganismů je hranice tvorby kyselin v mléce výrazně vyšší než u Str. lactis.

READ
V jaké formě je tuřín užitečný?

Z hlediska zachování kvality konzumního mléka tato skupina nemohla být pro badatele zajímavá jako technicky škodlivá, i když na význam tyčinek mléčného kvašení, které snesou pasterizaci pro výrobu sýrů, zpočátku upozorňoval S. A. Korolev (1932) a později od J. G. Franklina a ME Sharpa (1962). Počet tyčinek mléčného kvašení v syrovém i pasterizovaném mléce v poměru k celkovému objemu mikroflóry je malý a často nepřesahuje 25-250 buněk na 1 ml.

Konvenční výzkumné metody selhávají při identifikaci skupiny mléčných bacilů ve zbytkové mikroflóře pasterizovaného mléka. Tyto tyčinky nerostou na živných půdách používaných při výzkumu mléka (MPA, suché živné agarové médium). Ani na tak bohatém živném médiu, jakým je hydrolyzovaný mléčný agar, není vždy možné dosáhnout růstu těchto mikroorganismů. Optimální pro ně není ani teplota 37 °C, přijatá standardní metodou pro stanovení celkového počtu bakterií v mléce. Hlavní typy tepelného ošetření, které se dnes používají při výrobě mléka v průmyslovém měřítku, jsou ultrapasterizace, sterilizace a pasterizace[3].

Během procesu sterilizace se mléko obvykle zahřívá v nádobě nad 100 °C a při této teplotě se udržuje po dobu 20–30 sekund. Sterilizace umožňuje zničit patogenní mikroflóru, ale dlouhodobé vystavení teplotě negativně ovlivňuje chuť mléčných výrobků. Federal Dairy Regulations definují pasterizaci jako proces, který inaktivuje fosfatázu a peroxidázu. Podle WHO a IDF (International Dairy Federation) pasterizace zajišťuje nepřítomnost patogenní mikroflóry ve výrobku po celou dobu trvanlivosti[3]. Tepelně odolné tyčinky byly nalezeny v mléce pasterizovaném při 75 °C po dobu 15-20 s a při 80 °C po dobu 15-20 s. Tyto mikroorganismy se často nacházejí v mléce určeném pro startovací kultury a v mléce pasterizovaném při 90-95 °C, ale nedostatečně udržované při těchto teplotách. V mléce pasterizovaném na 75-80°C zaujímají největší podíl tepelně odolné streptokoky mléčného kvašení a tyčinek je podstatně méně. V důsledku pasterizace při 85-90°C většina streptokoků odumře a v mléce zůstávají převážně tepelně odolné bacily. Dalším způsobem tepelné úpravy mléka je ultrapasterizace, při které se mléko zahřeje na 137 °C a po 4 s ochladí.

Ultrapasterizace má oproti jiným způsobům tepelné úpravy mléka řadu výhod. V první řadě umožňuje co nejvíce zachovat chuťové vlastnosti čerstvého mléka díky krátkému působení teploty. Chuť mléka totiž neovlivňuje ani tak teplota zpracování, jako jeho doba trvání, která při ultrapasterizaci činí pouhé 4 s. Krátká doba působení teploty z nich dělá nejšetrnější z nich, což vám umožňuje zachovat maximální množství vitamínů a mikroelementů v produktu.

READ
Proč je v bytě bílý hmyz?

Metoda ultrapasterizace bere v úvahu různou míru destrukce prospěšných mikroelementů a patogenních mikroorganismů při stejné teplotě, což umožňuje zničení patogenních mikroorganismů při zachování těch prvních[6]. Ultrapasterizace tak umožňuje získat mléko, které je 100% bezpečné po celou dobu trvanlivosti a svou chutí a prospěšnými vlastnostmi se co nejvíce blíží čerstvému ​​mléku.

Při ultrapasterizaci dosahuje teplota mléka 137 °C, což způsobuje smrt mikroorganismů a zajišťuje bezpečnost konečného produktu. Díky rychlému ochlazení a dalšímu plnění do aseptických obalů zůstává UHT mléko pro spotřebitele bezpečné po dobu šesti měsíců. Tepelná úprava samozřejmě není jediným způsobem, jak zničit patogenní mikroflóru. Existuje řada alternativních metod, jak získat bezpečný produkt. Patří mezi ně účinky ultrafialového nebo jiného silného ozáření, vysokého nebo nízkého tlaku, jakož i změny tlaku na mléko. Navzdory tomu, že tyto metody jsou ještě méně energeticky náročné než tepelné zpracování, v průmyslovém měřítku se z řady důvodů používají poměrně zřídka.

Tepelná úprava tak zůstává nejběžnější metodou prodloužení trvanlivosti tekutých potravin. Od dob Louise Pasteura však v této oblasti nedošlo k žádným převratným změnám. Hlavní princip pasterizace a ultrapasterizace – udržování produktu na určité teplotě po stanovenou dobu – zůstává nezměněn a všechny novinky jsou ve své podstatě evoluční a směřují především k automatizaci procesů. Automatizovaná výroba je důležitým krokem ke zlepšení bezpečnosti mléčných výrobků. Porovnáte-li moderní zařízení používaná v mlékárenském průmyslu s instalacemi ještě před dvaceti lety, je zřejmá souvislost mezi technologickým vývojem a kvalitou finálního produktu. Automatické procesy minimalizují riziko porušení výrobních standardů a téměř zcela eliminují vliv lidského faktoru[6]. Neustálý vývoj technologií nám zároveň umožňuje zlepšovat procesy tepelného ošetření mléka s ohledem na požadavky výrobců. Sortiment mléka je poměrně rozsáhlý a pestrý. Pro přímou spotřebu se používá pasterizované nebo sterilizované mléko.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: