Сверхвысокотемпературная обработка ( UHT ), ультрапастеризация или ультрапастеризация [1] — это технология обработки пищевых продуктов , которая стерилизует жидкую пищу путем нагревания ее выше 140 °C (284 °F) — температуры, необходимой для уничтожения бактериальных эндоспор — в течение двух-пяти секунд. [2] UHT чаще всего используется в производстве молока, но этот процесс также используется для фруктовых соков, сливок, соевого молока, йогурта, вина, супов, меда и рагу. [3] UHT-молоко было впервые разработано в 1960-х годах и стало общедоступным для потребления в 1970-х годах. [4] Тепло, используемое во время процесса UHT, может вызвать потемнение Майяра и изменить вкус и запах молочных продуктов. [5] Альтернативным процессом является мгновенная пастеризация , при которой молоко нагревается до 72 °C (162 °F) в течение как минимум пятнадцати секунд.
Молоко UHT, упакованное в стерильную тару, имеет типичный срок хранения без охлаждения от шести до девяти месяцев. Напротив, молоко, подвергнутое мгновенной пастеризации, имеет срок хранения около двух недель с момента обработки или около одной недели с момента поступления в продажу. [6]
Наиболее часто применяемым методом для обеспечения безопасного и длительного хранения молока является термическая обработка. Первая система, включающая непрямой нагрев с непрерывным потоком (125 °C [257 °F] в течение 6 минут), была изготовлена в 1893 году. В 1912 году был запатентован метод непрерывного прямого нагрева, заключающийся в смешивании пара с молоком при температуре от 130 до 140 °C (от 266 до 284 °F; от 403 до 413 K). Однако без коммерчески доступных асептических упаковочных систем для упаковки и хранения продукта такая технология сама по себе была не очень полезна, и дальнейшее развитие было приостановлено до 1950-х годов. В 1953 году APV впервые применила технологию впрыска пара, включающую прямой впрыск пара через специально разработанную насадку, которая мгновенно повышает температуру продукта, под торговой маркой Uperiser; молоко было упаковано в стерильные банки. В 1960-х годах APV запустила первую коммерческую систему впрыска пара под торговой маркой Palarisator. [7] [8]
В 1952 году в Швеции Tetra Pak выпустила тетраэдральные картонные коробки. Они совершили коммерческий прорыв в 1960-х годах, после технологических достижений, объединив технологии сборки картона и асептической упаковки, за которыми последовало международное расширение. При асептической обработке продукт и упаковка стерилизуются отдельно, а затем объединяются и запечатываются в стерильной атмосфере, в отличие от консервирования, где продукт и упаковка сначала объединяются, а затем стерилизуются. [9]
В 1983 году парламент Великобритании принял Закон об импорте молока 1983 года после успешной апелляции в Европейский суд, которая не позволила правительству запретить импорт ультрапастеризованного молока. [10]
В июне 1993 года Parmalat представила свое UHT-молоко в Соединенных Штатах. [11] На американском рынке потребители обеспокоены потреблением молока, которое не поставляется в охлажденном виде, и неохотно покупают его. Чтобы бороться с этим, Parmalat продает свое UHT-молоко в старомодных контейнерах, которые без необходимости продаются в отделе холодильников. [6] UHT-молоко также используется для многих молочных продуктов. [ требуется цитата ]
В 2008 году правительство Великобритании предложило производить девять из десяти единиц продукции в качестве ультрапастеризованной к 2020 году, [12] что, по их мнению, значительно сократит потребность в охлаждении и, таким образом, принесет пользу окружающей среде за счет сокращения выбросов парниковых газов . [13] Однако молочная промышленность выступила против этого, и предложение было отклонено. [ необходима цитата ]
Сверхвысокотемпературная обработка осуществляется на сложных производственных предприятиях, которые автоматически и последовательно выполняют несколько этапов обработки и упаковки пищевых продуктов: [14]
На этапе нагревания обрабатываемая жидкость сначала предварительно нагревается до некритической температуры (70–80 °C [158–176 °F] для молока), а затем быстро нагревается до температуры, требуемой процессом. Существует два типа технологий нагрева: прямой , когда продукт находится в прямом контакте с горячим паром, и косвенный , когда продукт и нагревающая среда остаются разделенными контактными поверхностями оборудования. Главные цели конструкции, как с точки зрения качества продукта, так и с точки зрения эффективности, заключаются в поддержании высокой температуры продукта в течение как можно более короткого периода времени и обеспечении равномерного распределения температуры по всему объему. [14] [15]
Прямые системы имеют преимущество в том, что продукт удерживается при высокой температуре в течение более короткого периода времени, тем самым уменьшая термическое повреждение для чувствительных продуктов, таких как молоко. Существует две группы прямых систем: [15]
В косвенных системах продукт нагревается твердым теплообменником, похожим на те, которые используются для пастеризации. Однако, поскольку применяются более высокие температуры, необходимо использовать более высокие давления, чтобы предотвратить кипение. [14] Используются три типа теплообменников: [15]
Для повышения эффективности в качестве среды для нагрева самих теплообменников используется вода под давлением или пар, а также блок регенерации, который позволяет повторно использовать среду и экономить энергию. [14]
После нагрева горячий продукт поступает в трубку-держатель, а затем в вакуумную камеру , где он резко теряет температуру и испаряется. Процесс, называемый мгновенным охлаждением , снижает риск термического повреждения, инактивирует термофильные микробы из-за резкого падения температуры, удаляет часть или всю избыточную воду, полученную при контакте с паром, и удаляет некоторые летучие соединения, которые отрицательно влияют на качество продукта. Скорость охлаждения и количество удаляемой воды определяются уровнем вакуума, который должен быть тщательно откалиброван. [14]
Гомогенизация является частью процесса, предназначенного специально для молока. Гомогенизация — это механическая обработка, которая приводит к уменьшению размера и увеличению количества и общей площади поверхности жировых шариков в молоке. Это снижает тенденцию молока образовывать сливки на поверхности, а при контакте с контейнерами повышает его стабильность и делает его более вкусным для потребителей. [16]
UHT-молоко пользуется большим успехом в большей части Европы, где на всем континенте семь из десяти человек потребляют его регулярно. [17] В странах с более теплым климатом, таких как Испания, предпочтение отдается UHT-молоку из-за высокой стоимости холодильной транспортировки и «неэффективных холодильных шкафов». [18] UHT менее популярно в Северной Европе и Скандинавии, особенно в Дании, Финляндии, Норвегии, Швеции, Великобритании и Ирландии. Оно также менее популярно в Греции, где свежее пастеризованное молоко является наиболее популярным из-за законодательства и общественных установок. [19]
В то время как большая часть обычного молока, продаваемого в Соединенных Штатах, пастеризована, значительная доля органического молока, продаваемого в США, проходит ультрапастеризацию (органическое молоко производится в меньшем количестве мест и, следовательно, проводит больше времени в цепочке поставок, а потому может испортиться до или вскоре после продажи, если его пастеризовать). [6]
UHT-молоко содержит столько же калорий и кальция , сколько и пастеризованное молоко . В UHT-молоке может наблюдаться некоторая потеря витамина B12 , витамина C (которого молоко не является значительным источником) и тиамина . [21] UHT-молоко содержит1 мкг фолата на100 г , в то время как пастеризованное молоко содержит9 мкг . [4] [ сомнительный – обсудить ]
Структура белка ультрапастеризованного молока отличается от структуры белка пастеризованного молока , что предотвращает его расслоение при производстве сыра. [22]
Два исследования, опубликованные в конце 20-го века, показали, что обработка UHT заставляет белки, содержащиеся в молоке, разворачиваться и сглаживаться, а ранее «скрытые» сульфгидрильные (SH) группы, которые обычно замаскированы в натуральном белке, вызывают ощущение экстремально приготовленных или горелых вкусов человеческим нёбом. В одном исследовании содержание тиолов было снижено за счет иммобилизации сульфгидрилоксидазы в обезжиренном молоке, нагретом UHT, и сообщалось об улучшении вкуса после ферментативного окисления . [5] Два американских автора перед нагреванием добавляли в молоко флавоноидное соединение эпикатехин и сообщали о частичном снижении термически генерируемых ароматов. [23]
