Сверхвысокотемпературная обработка ( UHT ), ультратермическая обработка 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] Ультрапастеризация чаще всего используется при производстве молока, но этот процесс также используется для фруктовых соков, сливок, соевого молока, йогурта, вина, супов, меда и тушеных блюд. [3] Ультрапастеризованное молоко было впервые разработано в 1960-х годах и стало общедоступным для потребления в 1970-х годах. [4] Тепло, используемое во время процесса ультрапастеризации, 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.
У ультрапастеризованного молока, упакованного в стерильный контейнер, типичный срок хранения без охлаждения составляет от шести до девяти месяцев. Напротив, срок хранения молока, подвергнутого быстрой пастеризации, составляет около двух недель с момента обработки или около одной недели с момента поступления в продажу. [6]
Наиболее часто применяемым методом получения безопасного и стабильного при хранении 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 разработан метод непрерывного прямого нагрева смешивания пара с молоком при температуре от 130 до 140°С. ° C (от 266 до 284 ° F; от 403 до 413 К) был запатентован. Однако без коммерчески доступных систем асептической упаковки для упаковки и хранения продукта такая технология сама по себе была не очень полезной, и ее дальнейшее развитие застопорилось до 1950-х годов. В 1953 году компания APV впервые применила технологию впрыска пара, включающую непосредственный впрыск пара через специально разработанное сопло, которое мгновенно повышает температуру продукта под торговой маркой Uperiser; молоко было расфасовано в стерильные банки. В 1960-х годах компания APV выпустила первую коммерческую паровую инфузионную систему под торговой маркой Palarisator. [7] [8]
В 1952 году в Швеции компания Tetra Pak выпустила картонные коробки тетраэдрической формы . Они совершили коммерческий прорыв в 1960-х годах, после технологических достижений, объединивших технологии сборки картонных коробок и асептической упаковки, за которыми последовала международная экспансия. При асептической обработке продукт и упаковка стерилизуются отдельно, а затем объединяются и запечатываются в стерильной атмосфере, в отличие от консервирования, при котором 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 , который не позволил правительству запретить импорт ультрапастеризованного молока. [10]
В июне 1993 года компания Parmalat представила в США свое ультрапастеризованное молоко. [11] На американском рынке потребители беспокоятся о потреблении молока, которое не доставляется в холодильнике, и неохотно его покупают. Чтобы бороться с этим, Parmalat продает свое ультрапастеризованное молоко в старомодных контейнерах, которые без необходимости продаются в холодильниках. [6] Ультрапастеризованное молоко также используется для производства многих молочных продуктов. [ нужна цитата ]
В 2008 году правительство Великобритании предложило к 2020 году производить девять из каждых десяти единиц UHT, [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 от этого предложения отказались. [ нужна цитата ]
Сверхвысокотемпературная обработка осуществляется на комплексных производственных предприятиях, которые автоматически и последовательно выполняют несколько стадий обработки и упаковки пищевых продуктов: [14]
На этапе нагрева обрабатываемая жидкость сначала предварительно нагревается до некритической температуры (70–80 °C [158–176 °F] для молока), а затем быстро нагревается до температуры, необходимой для процесса. Существует два типа технологий нагрева: прямой , когда продукт подвергается непосредственному контакту с горячим паром, и непрямой , когда продукт и греющая среда остаются разделенными контактными поверхностями оборудования. Основные цели конструкции, как с точки зрения качества продукции, 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]
Преимущество прямых систем заключается в том, что продукт выдерживается при высокой температуре в течение более короткого периода времени, тем самым уменьшая термическое повреждение чувствительных продуктов, таких как молоко. Выделяют две группы прямых систем: [15]
В непрямых системах продукт нагревается с помощью твердотельного теплообменника, аналогичного тем, которые используются для пастеризации. Однако при применении более высоких температур необходимо использовать более высокие давления, чтобы предотвратить кипение. [14] Существует три типа обменников: [15]
Для более высокой эффективности в качестве среды для нагрева самих теплообменников используется вода или пар под давлением, а также блок регенерации, который позволяет повторно использовать среду и экономить энергию. [14]
После нагрева горячий продукт подается в выдержочную трубку, а затем в вакуумную камеру , где он внезапно теряет температуру и испаряется. Процесс, называемый мгновенным охлаждением , снижает риск термического повреждения, инактивирует термофильные микробы из-за резкого падения температуры, удаляет часть или всю избыток воды, полученной при контакте с паром, а также удаляет некоторые летучие соединения, которые отрицательно влияют на качество продукта. Скорость охлаждения и количество удаляемой воды определяется уровнем вакуума, который необходимо тщательно калибровать. [14]
Гомогенизация является частью процесса, специально предназначенного для молока. Гомогенизация — это механическая обработка, которая приводит к уменьшению размера и увеличению количества и общей площади поверхности жировых шариков в молоке. Это снижает склонность молока к образованию сливок на поверхности, а при контакте с контейнерами повышает его стабильность и делает его более привлекательным для потребителей. [16]
Ультрапастеризованное молоко пользуется большим успехом в большей части Европы, где по всему континенту семь из десяти человек потребляют его регулярно. [17] В странах с более теплым климатом, таких как Испания, ультрапастеризованное молоко предпочтительнее из-за высокой стоимости перевозки в рефрижераторе и «неэффективных холодильных шкафов». [18] Ультрапастеризация менее популярна в Северной Европе и Скандинавии, особенно в Дании, Финляндии, Норвегии, Швеции, Великобритании и Ирландии. Оно также менее популярно в Греции, где наиболее популярно свежее пастеризованное молоко из-за законодательства и отношения общества. [19]
В то время как большая часть обычного молока, продаваемого в Соединенных Штатах, пастеризована, значительная часть органического молока, продаваемого в США, подвергается ультрапастеризованной обработке (органическое молоко производится в меньшем количестве мест и, следовательно, проводит больше времени в цепочке поставок и, следовательно, может испортиться до или вскоре после продаются в пастеризованном виде). [6]
Ультрапастеризованное молоко содержит такое же количество калорий и кальция , как и пастеризованное молоко . В молоке, подвергнутом ультрапастеризации, может произойти некоторая потеря витамина B 12 , витамина C (которого молоко не является существенным источником) и тиамина . [21] Ультрапастеризованное молоко содержит1 мкг фолата на100 г , а пастеризованное молоко содержит9 мкг . [4] [ сомнительно – обсудить ]
Белковая структура ультрапастеризованного молока отличается от структуры пастеризованного молока , что предотвращает его расслоение при производстве сыра. [22]
Два исследования, опубликованные в конце 20-го века, показали, что обработка UHT приводит к тому, что белки, содержащиеся в молоке, разворачиваются и сглаживаются, а ранее «скрытые» сульфгидрильные (SH) группы, которые обычно замаскированы в природном белке, вызывают сильное приготовление или подгорание молока. вкусы, которые можно ощутить человеческим нёбом. В одном исследовании содержание тиолов снизилось за счет иммобилизации сульфгидрилоксидазы в обезжиренном молоке, нагретом до ультрапастеризации, и сообщалось, что после ферментативного окисления вкус улучшился. [5] Два автора из США перед нагреванием добавили в молоко флавоноидное соединение эпикатехин и сообщили о частичном уменьшении термически генерируемых ароматов. [23]
