HUT66459A - A method of heat-treating liquid milk product - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás folyékony tejtermékek hőkezelésére, amelyeket csomagolás után szokásos hűtőlánci hőmérsékletet meg nem haladó hőmérsékleten szállítanak és tárolnak. A találmány szerinti megoldás alkalmazásával a pszichrotróp, aerob spórák mennyiségét a termékben csökkentjük úgy, hogy a terméket megfelelően magas hőmérsékleten tartva hevítjük egy előre meg-’ határozott hőntartási ideig.

A pasztőrözetlen tej hőkezelésére különböző módszerek ismeretesek. Általánosságban a tej magasabb hőfokon tartása fokozottabban csökkenti annak baktériumtartalmát, és ennek következtében a többi tényezők azonossága esetén hosszabb eltarthatóságot biztosít neki a kezelést követő tárolás során. A magasabb hőfokú hőkezelés azonban sajnos felerősíti a kémiai változásokat, és ennek következtében a hőkezelt tej érzékszervi tulajdonságai fokozottabb mértékben romlanak.

Az érzékszervi tulajdonságok romlását okozó kémiai változások - így például az úgynevezett főtt íz létrejötte - mértékét egyebek között a savóproteinek denaturálódásának mértéke jelzi, mely denaturálódás tőbbé-kevésbé párhuzamosan követi a főtt íz kialakulását. A savóprotein denaturálódását kémiai analízissel könnyen ki lehet mutatni.

Ha a pasztőrözetlen tejet alacsony hőfokon pasztőrözik, a hevített tejet 7 5°C körüli hőmérsékleten tartják legalább 15 másodpercig, és az így hőkezelt tej érzékszervi tulajdonságai külö3 nősen jók. A savóprotein denaturálódásának mértéke ilyen eljárásnál 18-20 %. Nem mutatkozik azonban csökkenés a pszichrotróp, aerob spórák mennyiségében, aminek az a következménye, hogy az alacsony hőfokon pasztőrözött tej eltarthatósági ideje 1θ9ζ-οη tárolva csak 2-3 nap.

Ha a pasztőrözetlen tejet magas hőfokon pasztőrözik, a tejet 85-90°C körüli hőmérsékleten tartják körülbelül 15 másodpercig, így a hőkezelt tej érzékszervi tulajdonságai hasonlóak az alacsony hőfokon pasztőrözött tejéihez. Ez az eljárás körülbelül 3035 % savóprotein denaturálódást okoz. Ezen a magasabb hőmérsékleten való pasztőrözés azonban meglepően gyakran megnöveli a pszichrotróp, aerob spórák baktériumokká alakulását és ezeknek a baktériumoknak a növekedését is, aminek következtében az eltarthatósági idő csökken, különösen 10°C körüli tárolási hőmérséklet esetén. Ezért az óvatos eljárási mód szerint a pasztőrözetlen tejet magas hőmérsékleten tartva hőkezelik, és így olyan tejet állítanak elő, amelyet csak a szokásos hűtőlánci hőmérsékleten szállítanak és tárolnak.

Ezért a fenti eljárások ismert alternatívája a pasztőrözetlen tej olyan sterilizálása, hogy azt szobahőmérsékleten és hűtőlánci hőmérsékleten egyaránt lehessen szállítani és tárolni. Ezt a sterilizálást szokásosan egy ultra magas hőmérsékletű hőkezeléssel, azaz az úgynevezett UHT-kezeléssel érik el. Az IDF (Nemzetközi Tejipari Szövetség) által adott definíció szerint (DDocument, 191., 1989) az UHT-kezelés egy hőkezelés valamennyi olyan mikroorganizmus elpusztítására, amely a tejben és a tej tér4 mékekben szaporodni tud, mimellett a hőkezelés során a hőmérsékletet 100°C fölé emelik, úgy, hogy a Fo-érték legalább 3 legyen. Ezt az Fo-értéket 140°C-on 2-3 másodperc alatt érik el, de a gyakorlatban erősebb hőkezelést szokásos alkalmazni 14392-on 3-4 másodpercig, hogy megbízhatóan elpusztítsák az igen hőtűrő termofil spórákat. Az UHT-kezelt tej különösen hosszú eltarthatósági idejű és 10°C-on vagy annál magasabb hőmérsékleten is több mint 4 hétig eltartható, ha a töltést úgynevezett aszeptikus körülmények, azaz steril körülmények között végzik, ami a csomagolási módszerek legdrágábbika. A savóprotein denaturálódása azonban az ilyen hőkezelésnél különösen magas, így legalább 55-80 %, és a hőkezelt tej jelentősen rosszabb érzékszervi tulajdonságokkal rendelkezik az alacsony hőfokon pasztőrözött tejjel összehasonlítva, és fő baja a domináns főtt íz.

A 4 161 909. számú USA-beli és az AU-B-610 233. számú ausztráliai szabadalmi leírás olyan UHT-kezelési rendszereket ismertetnek, amelyeknél közvetlen hevítést alkalmaznak gőz befecskendezéssel, és a sterilizálatlan tejet bepermetezik a gőzatmoszférába.

Az 1 187 766. számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban olyan UHT-kezelést írnak le, amelynek során tejet, például homogénezett, pasztőrözött tehéntejet sterilizálnak legalább 150°Con, a másodperc töredékéig végzett hőkezeléssel, előnyösen 180¾ és 220°C közötti hőmérsékleten 0,4 és 0,1 másodperc közötti ideig. így például azt közük, hogy egy oszlopon áthaladó tej hevítése mikrohullámú sugárzással - a tej áthaladása során egy kerámia hullámterelő lemezen - 193^1-ra és ezen a hőmérsékleten tartása 0,15 másodpercig elendő ahhoz, hogy a tejet bármilyen érzékelhető, íz-, szín- vagy állagváltozás nélkül sterilizálják. Ilyen magas hőmérséklet esetében azonban a gyakorlatban a hőntartási idő szabályozása ilyen kicsi értékeknél nagymértékben kritikus, és bármilyen csekély hiba a szükséges rövid időtartam fenntartásában szinte azonnal elégtelen sterilizáláshoz vezet, ha az idő túl rövid, vagy igen gyenge érzékszervi tulajdonságokat eredményez, ha az idStartam túl hosszú.

Az NO-B-143 416. számú norvég szabadalmi leírás tejnél vagy hasonló proteintartalmú folyékony élelmiszereknél - különösen olyanoknál, amelyek mikroorganizmustartalma magas - alkalmazható sterilizálási módszert ismertet, amellyel elkerülhető, hogy a termék főtt ízt kapjon.

A terméket előhevítik, például lemezes hőcserélőben, 70 9: és 90°C közötti hőmérsékletre, előnyösen 8592-ra, a patogén mikroorganizmusok elpusztítására, valamint annak elérésére, hogy a baktériumspórák nedvességet abszorbeáljanak, majd egy második kezelési lépésben centrifugálják, például 55°C-on 10-20 másodpercig, hogy a jelenlevő spórák többsége és más mikroorganizmusok kicentrifugálódjanak. Egy harmadik kezelési lépésben a terméket 35-40°C hőmérsékleten tartják 10-20 percig, hogy a spórák kicsírázását kiváltsák, és így könnyebben elpusztíthatóvá tegyék őket, végezetül pedig rövid időre 110-140°C körüli, előnyösen 130 92-os hőmérsékletre hevítik - például gőz befecskendezéssel - 1-3 másodpercre, a megmaradt mikroorganizmusok inaktiválására. Ez a módszer időigényes és bonyolult, ezért gyakorlati célra drága, különösen olyan pasztőrizálatlan tej esetén, amelynek mikroorganizmustartalma viszonylag kicsi.

A 4 684 531. számú USA-beli szabadalmi leírás a technika állását ismertető részében leírják, hogy por vagy koncentrátum formájában levő élelmiszertermékeket vízzel eredeti formájukra állítanak vissza, majd tartósító kezelésnek vetnek alá (sterilizálás, pasztörizálás, forrón tartás és más hasonlók), majd az eredeti formájára visszaállított élelmiszerterméket, például gyümölcs juice-t vagy tejet steril körülmények között csomagolják. Az alkalmazott eljárások az élelmiszertermék előzetes visszaállításából, majd sterilizálásra vagy pasztörizálásra szolgáló hőkezelésből állnak, mely hőkezelés egyik formája közvetve, a falakon át történhet, másik formája közvetlenül, magas hőmérsékletű gőz befecskendezésével vagy a termék cseppecskéit magas hőfokú gőzbe juttatva történhet.

A 4 684 531. számú USA-beli szabadalmi leírásban a szerzők saját találmányukként ismertetik azt az ötletet, hogy a termék eredeti formájának visszaállítására szolgáló víz legalább egy részét felhasználják a sterilizáló vagy pasztőrizáló hőkezelés végrehaj tására.

Az egyik megvalósítási módnál túlhevített vizet fecskendeznek be körülbelül 18 · 10⁵ Pa nagyságrendű nyomáson, 400 1/óra áramlási sebességgel, így a 135°C nagyságrendjébe eső hőmérsékletet érnek el a folyékony élelmiszertermék in situ kezelésére, miközben a berendezés csőszerű keverőkamrájában uralkodó nyomás 5*10⁵ Pa nagyságrendű.

Az alapos összekeverést egy másodperc törtrésze alatt, például 1/4 másodperc alatt végzik, és a sterilizáló hőkezelés például tej esetében 2-5 másodperc nagyságrendű idő alatt van kész. Egy másik megvalósítási módnál, amellyel nem steril terméket állítanak elő, a túlhevített vizet befecskendezik 100°C nagyságrendű hőmérsékleten, úgy, hogy a kezelt folyadék hőmérséklete ténylegesen 100°C alatt legyen, mimellett ebben az esetben a terméket pasztőrizáló kezelésnek vetik alá.

Jól ismert, hogy a tej átalakítása porrá vagy koncentrátummá komolyan megváltoztatja annak érzékszervi tulajdonságait.

Találmányunk célkitűzése az olyan folyékony tejtermékek eltarthatóságának jelentős növelése, amelyeket nem sterilizált formában tárolnak és szállítanak kizárólag a hagyományos hűtőlánci hőmérsékletet meg nem haladó hőmérsékleten; ezt az eltarthatóságnövelést anélkül akarjuk megvalósítani, hogy a termék érzékszervi tulajdonságai, különösen az íze, jelentősen megváltozna az alacsony hőfokon pasztőrözött tejtermékekével összehasonlítva. Ilyen termék iránt különösen nagy igény jelentkezik.

Találmányunk egy folyékony tejtermékek hőkezelésére szolgáló eljárásra vonatkozik, mely termékeket csomagolás után a szokásos hűtőlánci hőmérsékletet meg nem haladó hőmérsékleten szállítanak és tárolnak, és amelyben a pszichrotróp, aerob spórák mennyiségét lecsökkentettük úgy, hogy megfelelően magas hőmérsékleten tartjuk egy előre meghatározott hevítési ideig. A találmányunk szerinti megoldást az jellemzi, hogy a termék közvetlen hevítéssel végzett hőkezelésével nem steril terméket állítunk elő, majd a hevített terméket körülbelül 130-145°C hőmérsékleten tartjuk legfeljebb 1 másodpercig.

A kapott hőkezelt termék meglepő módon jó érzékszervi tulajdonságok és hosszabb eltarthatóság új kombinációjával rendelkezik. A jó érzékszervi tulajdonságok annak köszönhetők, hogy a 130-145°C-os hőkezelési hőmérsékleten elhanyagolható mértékű kémiai változások játszódnak le, és így az érzékszervi tulajdonságok versenyezhetnek az alacsony hőmérsékletű pasztőrözéssel kapott folyékony tejtermékek tulajdonságaival.

Azt találtuk, hogy a találmányunk szerinti eljárás körülbelül 30-40 % közötti mértékű savóprotein denaturálódást okoz és a termék eltarthatósága 10°C-on körülbelül 2 hét az úgynevezett tiszta töltéses csomagolási eljárás alkalmazása esetén. A közvetlen hevítést különösen előnyösen hajthatjuk végre a gőz infúziós módszer alkalmazásával, amelynek során a terméket befecskendezzük egy gőzatmoszférába és körülbelül 133-145°C hőmérsékleten tartjuk legfeljebb 1 másodpercig, előnyösen több, mint 0,25 másodpercig, különösen előnyösen 0,5-1 másodpercig. Figyelembe véve, hogy 133°C és 145°C közötti hőmérsékletet alkalmazunk, a hőntartási idő pontossága nem nagyon kritikus, különösen ha 0,5 és 1 másodperc közötti hőntartási időket alkalmazunk. A hevített terméket 135°C és 143°C közötti hőmérsékleten tarthatjuk.

• · · ·· ♦ · · 4 • · * · • · · · *** ··♦· ···· ·· ««

A folyékony tejtermék lehet pasztőrizálatlan tej vagy tejszín, alacsony hőfokon pasztőrizált tej vagy tejszín, vagy pasztőrizálatlan vagy alacsony hőfokon pasztőrizált, csökkentett zsírtartalmú tej.

A találmány legelőnyösebb megvalósítási módjának szemléltetésére az alábbiakban bemutatunk egy kiviteli példát.

Példa

Pasztőrizálatlan friss tejet hőkezelésnek vetjük alá, ami után a tejet kartonokba csomagoljuk és hűtőláncban tároljuk, előnyösen 6°C alatti hőmérsékleten, de ez a hőmérséklet változó lehet és 10°C-ig terjedhet. A hőkezelés közvetlen hevítést jelent az úgynevezett gőz infúziós módszerrel, amelynek során a tejet befecskendezzük egy gőzatmoszférába. A tej ilyen hőkezelésére alkalmazható berendezést írnak le például a AU-B-610 233. számú osztrák szabadalmi leírásban. A kondenzált gőzt és a tejet vákuum segítségével gyorsan eltávolítjuk a berendezésből, amelynek során a gőz és a tej egy vákuumkamrába folyik, amelyben eltávolítjuk a lecsapódott gőzből származó vizet. A kondenzált gőz nyomásesése azonnali hőmérsékletesést eredményez. A hevítési hőmérsékleten való teljes tartózkodási idő kevesebb, mint 1 másodperc. A hevítési hőmérséklet a 133°C és 145°C közötti tartományban van.

előnyösen 135-143°C. Azt találtuk, hogy legalább 10⁶-szoros csökkenés érhető el a tejben levő pszichrotróp, aerob spórák menynyiségében, aminek a hatására a tej rendelkezik a kívánt hosszabb eltarthatósággal a pasztőrözést követő tárolás és szállítás

során.

Annak érdekében, hogy összehasonlíthassuk a savóprotein denaturálódás mértékét (és az ennek következtében képződött szabad szulfhidrilcsoportok számát) és az eltarthatóságot a pasztőrözést követő, körülbelül lO^Z-on végzett tárolás során, különböző hokezelési módszerekkel végeztünk vizsgálatot, ugyanabból az adagból származó friss pasztőrizálatlan tej alkalmazásával. A vizsgálatokat és eredményeiket az I. táblázat mutatja.

I. táblázat

Heví-	Hőntar-	Savó	Szabad szulf-	Eltart		Főtt íz
tési hő-	tási idő	dena-	hidrilcsopor-	hatóság	(10-es
mérsék-		turá-	tok (gmól/kg)	10°C-on	skálán,
let		lódás		(tiszta	csopor-
				töltés)	tos vizs-
		(%)				gálát)
75°C	15 sec.	0-18	-	2-3	nap	1,75
127°C	2 sec.	46	43	1,5-2	hét	5,25
143°C	2-3 sec.	55-57	52	4	hét	5,5
135-	0,8 sec.	28-41	24-31	1,5-2	hét	2,25

143°C

Összehasonlítási célokból a táblázat adatokat tartalmaz egy hosszú eltarthatóságú sterilizált tejre vonatkozóan, amit ugyan• · ·· ·» abban a berendezésben állítottunk elő az úgynevezett UHT közvetlen hevítéses módszerrel.

Amint az a táblázatból világosan látható, az új módszerrel a savóprotein denaturálódás körülbelül 30 és 40 % között van, azaz hasonló a magas hőmérsékletű pasztőrözéssel kapott értékhez és ezen túlmenően a hőkezelt tej különösen jó érzékszervi tulajdonságokat tartott meg, továbbá eltarthatósága 1,5-2 hét.

Azt is meg kell jegyezni, hogy az eltarthatóság nagy mértékben függ a töltéstől, azaz a termék csomagolásától. A következő töltési módszerek ismeretesek:

Szokásos töltés: befolyásolja a környezeti levegő.

Tiszta töltés: légszűrőkkel védve és a karton sterilizálásával. Aszeptikus töltés: teljesen steril töltés.

A találmány szerinti eljárással előállított tej esetén a következő eltarthatósági értékeket kaptuk:

II. Táblázat

Töltési módszer	Tárolási hőmérséklet	Tárolási idő
szokásos töltés	10°C	legfeljebb 1,5 hét
tiszta töltés	10°C	1,5-2 hét
ultratiszta töltés	10°C	2-3 hét
aszeptikus töltés	10°C	3-5 hét

Megjegyezzük, hogy a leírtakhoz képest számos módosítás lehetséges anélkül, hogy a találmány oltalmi körén kívül kerülnénk. így például alkalmazhatunk egy gőz befecskendezéses módszert is a leírt módszer helyett, amelynek során a gőzt az áramló tejbe fecskendezzük be.

Claims (13)

1. Eljárás folyékony tejtermékek hőkezelésére, mely termékeket csomagolás után a szokásos hűtőlánci hőmérsékletet meg nem haladó hőmérsékleten szállítanak és tárolnak, és amelyben a pszichrotróp, aerob spórák mennyiségét lecsökkentettük úgy, hogy a hevített terméket megfelelően magas hőmérsékleten tartjuk egy előre meghatározott hevítési ideig, azzal jellemez v e, hogy a termék közvetlen hevítéssel végzett hőkezelésével nem steril terméket állítunk elő, majd a hevített terméket körülbelül 130-145°C hőmérsékleten tartjuk legfeljebb 1 másodpercig.

2. Az 1.igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez v e, hogy a hevítési hőmérséklet a 133¾ és 145°C közötti hőmérséklettartományban van, és legfeljebb 1 másodpercig hevítünk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a közvetlen hevítést a terméket gőzzel érintkeztetve végezzük.

4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez v e, hogy a közvetlen hevítést gőz infúziós módszerrel végezzük, a terméket befecskendezve a gőz atmoszférába.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal j ellemezve, hogy a hevített terméket 135-143°C hőmérsék leten tartjuk.

_J ·· ·* ·*·4 · ·· · * 4 ·« « • * ·V « «

4 · · · « «·«« ··* ··*· ···« ·«4

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal j ellemezve, hogy a terméket legalább 0,25 másodpercig a hevítési hőmérsékleten tartjuk.

7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez v e, hogy a terméket 0,5-0,9 másodpercig tartjuk a hevítési hőmérsékleten.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal j ellemezve, hogy a savóprotein denaturálódása körülbelül 30-40 %-os.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal j ellemezve, hogy a pszichtróp, aerob spórák mennyiségét legalább 10^-szorosára csökkentjük.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal j ellemezve, hogy kiindulási anyagként pasztőrizálatlan tejet vagy teszínt, alacsony hűfokon pasztőrizált tejet vagy tejszínt, vagy pasztőrizálatlan vagy alacsony hőfokon pasztőrizált, csökkentett zsírtartalmú tejet alkalmazunk.

11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme zv e, hogy kiindulási anyagként pasztőrizálatlan tejet alkalmazunk.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzá.

j ellemezve, hogy a pasztörizálást követő csomagolás az aszeptikusnál kisebb sterilitású körülmények között történik.

13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jelleme zv e, hogy a csomagolás tiszta töltési körülmények között történik.