CZ281292B6 - Způsob tepelného zpracování tekutých mléčných výrobků - Google Patents

Abstract

Tepelným zpracováním nepasterovaného čerstvého mléka, které je po zabalení rozváženo a skladováno při teplotách mezi 5 .sup.o.n.C a 10 .sup.o.n.C , se obsah psychrotropních, aerobních spor v mléku sníží nejméně 10.sup.6 .n.krát. Mléko se podrobí přímému ohřevu vstřikováním do parní atmosféry. Potom se mléko a pára udržuje na udržovací teplotě 130 .sup.o.n.C až 145 .sup.o.n.C po dobu kratší než 1 sekundu. Výsledkem je výroba tepelně zpracovaného mléka, které si zachovává dobré smyslové vlastnosti a současně vykazuje dlouhou trvanlivost.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování tekutých mléčných výrobků, které se po zabalení rozvážejí a skladují při teplotách nepřevyšujících obvyklé teploty chladícího řetězu. Při tepelném zpracování se obsah psychrotropních a aerobních spor ve výrobku snižuje udržování ohřátého výrobku na dostatečné vysoké udržovací teplotě po předem stanovenou udržovací dobu.

Dosavadní stav techniky

Je známa řada způsobů tepelného zpracování nepasterizovaného mléka. Obecně řečeno, zvýšená udržovací teplota mléka způsobuje zvýšenou redukci obsahu bakterií a proto, při ostatních shodných podmínkách, delší trvanlivost mléka během následovného skladování. Avšak zvýšená udržovací teplota má bohužel za následek vyšší stupeň chemických změn a následně zhoršení smyslových vlastností tepelně zpracovaného mléka.

Chemická změna způsobující zkažení smyslových vlastností, jako je tzv. chuť svařeného mléka, je dána mezi jiným rozsahem denaturace syrovátkových proteinů, tato denaturace více nebo méně provází paralelně vznik chutě svařeného mléka. Denaturaci syrovátkových proteinů lze snadno prokázat chemickou analýzou.

Při nízké pasterizaci nepasterizovaného mléka se ohřáté mléko udržuje při udržovací teplotě nejméně 75 ’C po dobu alespoň 15 sekund a jak tepelné zpracované mléko vykazuje poměrně dobré smyslové vlastnosti. Rozsah denaturace syrovátkových proteinů je u tohoto způsobu okolo 18 až 20 %. Nedochází však k žádné redukci psychrotropních, aerobních spor s tím výsledkem, že trvanlivost nízko pasterizovaného mléka je pouze 2 až 3 dny při skladování při 10 ’C.

Při vysoké pasterizaci nepasterizovaného mléka se udržuje mléko při udržovací teplotě okolo 85 až 90 °C po dobu asi 15 sekund s tím výsledkem, že tepelně zpracované mléko má smyslové vlastnosti přibližné srovnatelné s vlastnostmi nízko pasterizovaného mléka. U tohoto způsobu je denaturace syrovátkových proteinů okolo 30 až 35 %. Avšak tato zvýšená udržovací teplota překvapivé často způsobuje zvýšenou přeměnu psychrotropních, aerobních spor na bakterie a zvyšuje nárůst těchto bakterií, což má za následek kratší trvanlivost, zejména při skladovací teplotě okolo 10 C. Proto se k tepelnému zpracování nepasterizovaného mléka při zvýšené udržovací teplotě zachovává zdrženlivý postoj, má-li být takto zpracované mléko rozváženo a skladováno pouze při obvyklé teplotě chladícího řetězu.

V důsledku toho je obvyklou alternativou sterilizováni nepasterizované mléko, aby mohlo být rozváženo při teplotě okolí nebo při teplotě chladícího řetězu. Tato sterilizace se normálně dosáhne tepelným zpracováním při velmi vysoké teplotě. Tepelné zpracování při velmi vysoké teplotě je podle IDF (International Dairy Federation) D-Document 191, 1989 definováno jako tepelné zpracování, který se ničí všechny mikroorganizmy, které mohou

-1CZ 281292 B6 v mléce a v mléčných výrobcích vzniknout a proto se teplota zvýší nad 100 ’C tak, aby se dosáhla hodnota Fo nejméně 3. Tato hodnota Fo se při 140 °C dosáhne za 2 až 3 sekundy, ale v praxi se obvykle použije silnější tepelné zpracování při 143 °C po dobu 3 až 4 sekundy, aby se opravdu dosáhl uspokojující účinek při ničení velice tepelně odolných termofilních spor. Mléko tepelně zpracované při velmi vysoké teplotě vykazuje velkou trvanlivost, delší než 4 týdny při teplotě skladování 10 °C a více, za předpokladu, že balení se provádí při aseptických podmínkách, tj. sterilních podmínkách, což je nejnákladnéjší ze způsobu balení. Rozsah denaturace syrovátkových proteinů je však u tohoto tepelného zpracování poměrně vysoký, nejméně 55 až 80 % a tepelné zpracované mléko vykazuje zřetelně zhoršené smyslové vlastnosti v porovnání s nízko pasterizovaným mlékem a zejména trpí dominantní chutí svařeného mléka.

Ve spisech US-A-4 161 909 a AU-B-610 233 jsou popsány systémy zpracování při velmi vysoké teplotě, u kterých se používá přímé ohřívání infúzí páry, nesterilizované mléko se rozstřikuje do parní atmosféry.

Ve spisu GB-A-1 187 766 je popsáno při velmi vysoké teplotě, při kterém je mléko, například homogenizované, pasterizované kravské mléko, sterilizováno tepelným zpracovnáním alespoň 150 ’C po zlomek jedné sekundy, výhodně mezi 180 a 220 ’C po dobu mezi 0,4 a 0,1 sekundy. Například, ohřátí sloupce mléka mikrovlným zářením na 193 ’C během jeho průchodu keramickým vlnovodem a udržení na této teplotě po dobu 0,15 sekundy je popsáno jako dostatečné pro sterilizaci mléka a nezpůsobující pozorovatelné chuťové, barevné nebo strukturní změny. Avšak v praxi je při této vysoké teplotě řízení časové prodlevy na tak nízké hodnotě kritické a každé sebemenší selhání při dodržení nezbytně nutné nízké hodnoty vede téměř okamžitě bud k neúspěšné sterilizaci, je-li časové období příliš krátké nebo k velmi špatným smyslovým vlastnostem, je-li časový limit překročen.

Ve spisu NO-B-143 416 je popsán způsob sterilizace mléka nebo podobných proteiny obsahujících tekutých potravin, zejména takových, které mají vysoký obsah mikroorganizmů, tak, aby se zabránilo vzniku svařené chutě u výrobku. Výrobek se předehřeje, například v deskovém výměníku tepla na teplotu mezi 70 a 90 ’C, aby se zničily patogenní mikroorganizmy a aby bakteriální spory absorbovaly vlhkost a potom se odstředí v druhém stupni postupu zpracování například při 55 ’C po dobu 10 až 20 sekund tak, aby se oddělila většina přítomných spor a ostatních mikroorganizmů. Ve třetím stupni zpracování se výrobek udržuje při teplotě 35 až 40 ’C po dobu 10 až 20 minut, aby spory vypučely a mohly potom být snadněji zničeny a konečně se ohřeje, například na teplotu 110 až 140 °C, s výhodou na 130 ’C po dobu 1 až 3 sekundy, aby se ukončila inaktivace zbývajících mikroorganizmů. Tento způsob je časové náročný a komplikovaný, a proto neprakticky nákladný, zejména pro nepasterizované mléko s relativně nízkým obsahem mikroorganizmů.

Ve spisu US-A-4 684 531, v odstavci popisujícím známý stav techniky je uvedeno, že potravinářské výrobky ve formě prášku nebo koncentrátu jsou rekonstituovány vodou a potom podrobeny ochrannému zpracování (sterilizaci, pasterizaci, udržování horký

-2CZ 281292 B6 mi atd.) a potom se rekonstituovaný potravinářský výrobek, například ovocná šťáva nebo mléko, zabalí za sterilních podmínek. Použitý způsob sestává z předběžného rekonstituování potravinářského výrobku, po němž následuje tepelné zpracování sterilizací nebo pasterizací, jedna z forem je nepřímé tepelné zpracování přes stěny a další forma je tepelné zpracování přímé, kdy se vstřikuje do páry o vysoké teplotě nebo se ponechá podat v kapkách do páry o vysoké teplotě.

Vlastním předmětem vynálezu US-A-4 684 531 je myšlenka využít alespoň část rekonstituční vody pro tepelné zpracování sterilizací nebo pasterizací.

V jednom z provedení, se přehřátá voda vstřikuje pod tlakem okolo 18.10⁵ Pa při průtoku 400 litrů za hodinu, aby se dosáhla okolo 135 C pro zpracování tekutého potravinářského výrobku, tlak převládající ve válcové směšovací komoře je okolo 5.10⁵ Pa. Úplné smísení se provede ve zlomku sekundy, například 1/4 s a tepelné zpracováni sterilizací, například v případě mléka se ukončí ve 2 až 5 sekundách. V jiném provedení, při výrobě nesterilního výrobku, se přehřátá voda vstřikuje při teplotě okolo 100 °C tak, aby skutečná teplota zpracovávané kapaliny byla nižší než 100 °C, přičemž v tomto případě je výrobek zpracován pasterizací .

Je dobře známo, že přeměna mléka na prášek nebo koncentrát značně změní jeho smyslové vlastnosti.

Podstata vynálezu

Předložený vynález je zaměřen vosti tekutého mléčného výrobku, v nesterilizovaném stavu pouze než teploty běžného chladícího vých vlastnosti, zejména chuti nízkopasterizovaného mléčného zvláště silná poptávka.

na který teplotách, které nejsou vyšší řetězu, bez vážnější změny smyslovýrobku ve srovnání s vlastnostmi výrobku. Po takovém výrobku je při podstatné zvýšení trvaníise rozváží a skladuje

Podle vynálezu je vytvořen způsob tepelného zpracování tekutého mléčného výrobku, který se po zabalení rozváží a skladuje při teplotě nepřevyšující teploty obvyklého chladícího řetězu, přičemž obsah psychrotropních, aerobních spor se ve výrobku sníží udržováním ohřátého výrobku na dostatečně vysoké udržovací teplotě po předem stanovenou udržovací dobu, jehož podstata spočívá v tom, že se vyrobí nesterilní výrobek tepelným zpracováním výrobku přímým ohřevem a potom se ohřátý výrobek udržuje na udržovací teplotě v rozsahu 130 až 145 °C po udržovací dobu ne delší než 1 sekunda.

Výsledný tepelně zpracovaný výrobek překvapivě vykazuje novou kombinaci dobrých smyslových vlastností a delší trvanlivosti. Dobré smyslové vlastnosti jsou dány zanedbatelným stupněm chemické změny při tepelném zpracování při teplotě 130 až 145 °C a smyslové vlastnosti mohou soutěžit s vlastnostmi nízkopasterizovaných tekutých mléčných výrobků.

-3CZ 281292 B6

Bylo zjištěno, že předložený vynález má výsledný rozsah denaturace syrovátkových proteinů mezi 30 až 40 % a trvanlivost okolo 2 týdnů při 10 ’C s tzv. čistým plněním během balení. Přímý ohřev se může výhodným způsobem provádět infúzí páry, kdy je výrobek vstřikován do parní atmosféry a udržován při teplotě mezi 133 až 145 °C po dobu kratší než 1 sekunda, zejména mezi 0,5 až 1 sekundou. Ve světle použití teploty 133 až 145 C, přesnost udržovací doby není kritická, zejména při udržovacích časech 0,5 až 1 sekunda. Ohřátý výrobek může být udržován při udržovací teplotě 135 až 143 °C.

Tekutý mléčný výrobek může být nepasterizované mléko nebo smetana nebo nízkopasterizované mléko nebo smetana nebo nepasterizované nebo nebo nizkopasterizované mléko se sníženým obsahem tuku.

Příklady provedení vynálezu

Nepasterizované čerstvé mléko se podrobí tepelnému zpracováni, po němž se mléko zabalí do kartónů a potom rozváží a skladuje při teplotě chladícího řetězu s výhodou pod 6 °C, ale při teplotě, která se může měnit se až do 10 ’C. Tepelné zpracování přímý ohřev tzv. parní infúzí, při které se mléko vstřikuje do parní atmosféry. Zařízeni pro provádění tohoto způsobu je například popsáno ve spisu AU-B-610 233. Kondenzovaná pára a mléko se rychle odstraní z tohoto zařízení pomocí vakua, přičemž pára a mléko proudí do vakuové komory, ze které se odebírá voda vzniklá kondenzováním páry. Pokles tlaku kondenzované páry způsobje okamžitý pokles teploty. Celková udržovací doba při udržovací teplotě je kratší než 1 sekunda. Udržovací teplota je v rozshau 133 až 145 *C, s výhodou 135 až 143 ’C. Bylo zjištěno, že lze dosáhnout snížení obsahu psychrotroních, aerobních spor v mléce nejméně 10⁶ krát s tím účinkem, že se dosáhne požadovaná delší trvanlivost mléka během následného skladování a rozvozu.

Aby se porovnal rozsah denaturace syrovátkových proteinů (a následně vytvořených volných skupin primárních sirníků) a trvanlivost během následujícího skladování při teplotě okolo 10 °C, byly provedeny zkoušky s různými způsoby tepelného zpracování při použití nepasterizovaného mléka ze stejné šarže. Zkoušky a jejich výsledky jsou uvedeny v následující Tabulce 1.

Tabulka 1

Udržovací teplota ( ’C)	Udržovací Denaturace	Volné sirnikové skupiny (μιηοΐ/kg)	Trvanlivost Svařená
doba (s)	syrovátky (%)	při 10 “C (čisté plnění	příchuť (body nad 10 na zkušebním panelu)
75	15	0 až 18	—	2 až 3	dny	1,75
127	2	46	43	1,5 až	2 týd. 5,25
143	2-3	55 až 57	52	4 týd.		5,5
125 až 143	0,8	28 až 41	24 až 31	1,5 až	2 týd. 2,25

-4CZ 281292 B6

Pro účely porovnání, byly dány do tabulky hodnoty sterilizovaného mléka s dlouhou trvanlivostí a vyrobeného zařízení tzv. způsobem tepelného zpracování při velmi vysoké teplotě přímým ohřevem.

Jak je z tabulky jasně patrné, denaturace syrovátkových proteinů novým způsobem je mezi 30 a 40 %, tj. hodnoty jsou podobné jako hodnoty získané u vysoko pasterizovaného a dále tepelně zpracované mléko si udrželo určité dobré smyslové vlastnosti stejné tak jako trvanlivost po dobu 1,5 až 2 týdnů.

Je nutno upozornit, že trvanlivost závisí zvláště na způsobu plnění, tj. balení výrobku. Jsou známy následující způsoby plnění:

Běžné plnění: s účinkem okolního vzduchu

Čisté plnění: chráněné vzduchovými filtry a sterilizací kartónu Aseptické plnění: úplné sterilní plnění

U mléka vyrobeného způsobem podle vynálezu se dosáhlo následující trvanlivosti:

Tabulka 2

Způsob plnění	Teplota skladování	Doba skladování
Běžné plnění	10 ’C	do 1,5 týdne
Čisté plnění	10 °C	1,5 až 2 týdny
Velmi čisté plněni	10 ’C	2 až 3 týdny
Aseptické plněni	10 ’C	3 až 5 týdnů

Je nutno poznamenat, že lze provádět řadu modifikací aniž by se odchýlilo z rozsahu vynálezu. Například může být použit i způsob vstřikování páry, při kterém se pára vstřikuje do proudu mléka .

Claims (11)

1. Způsob tepelného zpracování nesterilovaného tekutého mléčného výrobku, který se po zabaleni rozváží a skladuje při teplotách nepřevyšujících teploty běžného chladicího řetězu, vyznačený tím, že se vyrobí nesterilní výrobek tepelným zpracováním výrobku přímým ohřevem a následujícím udržením ohřátého výrobku při udržovací teplotě v rozsahu 130 až 145 °C po dobu maximálně 1 sekunda.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že udržovací teplota je v rozsahu 133 až 145 ’C a doba méně než 1 sekunda.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že přímý ohřev se provádí stykem výrobku s párou.

4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že přímý ohřev se provádí metodou parní infúze, při které se výrobek vstřikuje do parní atmosféry.

5. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 4, vyznačený tím, že se ohřátý výrobek udržuje při udržovací teplotě 135 až 143 °C.

6. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 5, vyznačený tím, že se výrobek udržuje při udržovací teplotě po dobu maximálně 0,25 sekundy.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že se výrobek udržuje na udržovací teplotě po dobu 0,5 až 0,9 sekund.

8. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 7, vyznačený tím, že výrobek se vybere ze skupiny obsahující nepasterizované mléko a smetanu, nízkopasterizované mléko a smetanu a nepasterizované a nizkopasterizované mléko se sníženým obsahem tuku.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že výrobkem je nepasterizované mléko.

10. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 9, vyznačený tím, že po tepelném zpracování následuje balení za nižších než aseptických podmínek plněni.

11. Způsob podle nároku 10, vyznačený tím, že balení se provádí za podmínek čistého plnění.