Войти
Пастеризованное молоко в Японии 
Плакат Министерства здравоохранения Чикаго объясняет матерям домашнюю пастеризацию Пастеризация or пастеризация - это процесс, при котором упакованные и неупакованные пищевые продукты (например, молоко и фруктовый сок ) обрабатываются мягким теплом, обычно чем 100 ° C (212 ° F), чтобы устранить патогены и продлить срок хранения . Процесс предназначен для уничтожения или деактивации организмов и ферментов, которые способствуют порче или риску заболевания, включая вегетативные бактерии, но не бактериальные споры. Поскольку пастеризация не является стерилизацией и не убивает споры, вторая «двойная» пастеризация повысит качество, уничтожив проросшие споры.
Процесс был назван в честь французского микробиолога Луи Пастера, чьи исследования в 1860-х годах продемонстрировали, что термическая обработка дезактивирует нежелательные микроорганизмы в вине. Ферменты порчи также инактивируются во время пастеризации. Сегодня пастеризация широко используется в молочной и других пищевой отраслях для достижения сохранения пищевых продуктов и безопасности пищевых продуктов.
. термообработка в непрерывной системе, в которой тепло может подаваться с использованием пластинчатого теплообменника или путем прямого или косвенного использования горячей воды и пара. Из-за умеренной жары пищевые качества и сенсорные характеристики обработанных пищевых продуктов меняются незначительно. Паскализация или обработка под высоким давлением (HPP) и импульсное электрическое поле (PEF) являются нетермические процессы, которые также используются для пастеризации пищевых продуктов.
Эксперимент пастеризации Луи Пастера иллюстрирует тот факт, что порча жидкости была вызвана частицами в воздухе, а не воздухом сам. Эти эксперименты были важными свидетельствами, подтверждающими идею микробной теории болезни. Процесс нагревания вина для консервации известен в Китае с 1117 г. и был задокументирован в Японии в дневнике Тамонин-Никки, написанном серией монахов между 1478 и 1618 годами.
Много позже, в 1768 году, исследование, проведенное итальянским священником и ученым Лаззаро Спалланцани, доказало, что продукт можно сделать «стерильным» после термической обработки. Спалланцани варил мясной бульон в течение часа, сразу после закипания закрывал емкость и заметил, что бульон не испортился и не содержал микроорганизмов. В 1795 году парижский шеф-повар и кондитер по имени Николя Апперт начал экспериментировать со способами консервирования продуктов, добившись успеха с супами, овощами, соками, молочными продуктами, желе, джемами и сиропами. Он поместил еду в стеклянные банки, запечатал их пробкой и сургучом и поместил в кипящую воду. В том же году французские военные предложили денежную премию в размере 12 000 франков за новый метод сохранения продуктов. После 14 или 15 лет экспериментов Апперт представил свое изобретение и выиграл приз в январе 1810 года. Позже в том же году Апперт опубликовал «Искусство сохранения животных и растений» (L'Art de conserver les sizes animales et végétales). Это была первая в своем роде поваренная книга о современных методах консервирования пищевых продуктов.
La Maison Appert (англ.: The House of Appert) в городе Масси, недалеко от Парижа, стала первой фабрикой по розливу пищевых продуктов в мир, сохраняя разнообразные продукты в закрытых бутылках. Метод Апперта заключался в наполнении толстых стеклянных бутылок с большим горлом продуктами любого типа, от говядины и мяса птицы до яиц, молока и готовых блюд. Он оставил воздушное пространство в верхней части бутылки, после чего пробка была плотно закрыта в банке с помощью тисков. Затем бутылку заворачивали в холст, чтобы защитить ее, окунали в кипящую воду и кипятили столько времени, сколько Апперт считал подходящим для тщательной варки содержимого. Апперт запатентовал свой метод, который в его честь иногда называют аппертизацией.
Метод Апперта был настолько прост и работоспособен, что быстро получил широкое распространение. В 1810 году британский изобретатель и торговец Питер Дюран, тоже французского происхождения, запатентовал свой собственный метод, но на этот раз в жестяной банке, создав современный процесс консервирование продуктов. В 1812 году англичане Брайан Донкин и Джон Холл приобрели оба патента и начали производство консервов. Всего лишь десять лет спустя метод консервирования Апперта пришел в Америку. Производство консервных банок не было обычным явлением до начала 20 века, отчасти потому, что для открывания банок требовались молоток и долото, пока Роберт Йейтс не изобрел консервный нож в 1855 году.
Менее агрессивный метод был разработан французским химиком Луи Пастером во время летних каникул 1864 года в Арбуа. Чтобы исправить частую кислотность местных выдержанных вин, он экспериментально выяснил, что достаточно нагреть молодое вино только до 50–60 ° C (122–140 ° F) на короткое время, чтобы убивают микробы, и что вино впоследствии может быть выдержано без ущерба для конечного качества. В честь Пастера этот процесс известен как «пастеризация». Первоначально пастеризация использовалась как способ предотвращения скисания вина и пива, и прошло много лет, прежде чем пастеризовали молоко. В Соединенных Штатах в 1870-х годах, до введения регулирования молока, было обычным делом, чтобы молоко содержало вещества, предназначенные для маскировки порчи.
180 кг (400 фунтов) молока в сырном чане Молоко - отличная среда для роста микробов, и когда оно хранится при комнатной температуре, бактерии и другие патогены быстро размножаются. Центры по контролю за заболеваниями (CDC) США заявляют, что неправильное обращение с сырым молоком является причиной почти в три раза большего количества госпитализаций, чем любой другой источник болезней пищевого происхождения, что делает его одним из самых опасных пищевых продуктов в мире. Заболевания, предотвращаемые пастеризацией, могут включать туберкулез, бруцеллез, дифтерию, скарлатину и Q-лихорадку ; он также убивает вредные бактерии Salmonella, Listeria, Yersinia, Campylobacter, Staphylococcus aureus и Escherichia coli O157: H7 и другие.
До начала индустриализации молочных коров содержали в городских районах, чтобы ограничить время между производством и потреблением молока, поэтому риск передачи болезней через сырое молоко был снижен. По мере увеличения плотности населения в городах и увеличения расстояния от страны до города сырое молоко (часто бывшее в употреблении) стало признанным источником болезней. Например, в период с 1912 по 1937 год только в Англии и Уэльсе от туберкулеза умерло около 65 000 человек, заразившихся от потребления молока. Поскольку у человека туберкулез имеет длительный инкубационный период, было трудно связать потребление непастеризованного молока с заболеванием. В 1892 году химик экспериментально привил молоко от больных туберкулезом коров морским свинкам, что вызвало у них заболевание. В 1910 году Ледерле, в то время занимавший должность уполномоченного по здравоохранению, ввел обязательную пастеризацию молока в Нью-Йорке.
Развитые страны приняли пастеризацию молока для предотвращения таких заболеваний и гибели людей, и в результате молоко теперь подвергается пастеризации. считается более безопасной пищей. Традиционная форма пастеризации путем ошпаривания и процеживания сливок для повышения сохраняемости сливочного масла применялась в Великобритании в 18 веке и была внедрена в Бостон в Британских колониях к 1773 году., хотя в последующие 20 лет он не практиковался широко в США. Франц фон Сокслет в 1886 году предложил пастеризацию молока. В начале 20-го века были установлены стандарты - то есть низкотемпературное медленное нагревание при 60 ° C (140 ° F) в течение 20 минут - для пастеризация молока в Морском госпитале США, особенно в его публикации «Молочный вопрос» (1912). Вскоре штаты США начали принимать законы об обязательной пастеризации молочных продуктов, первый из которых был принят в 1947 году, а в 1973 году федеральное правительство США потребовало пастеризацию молока, используемого в любой межгосударственной торговле.
Срок годности охлажденного пастеризованного молока больше. чем у сырого молока. Например, высокотемпературное кратковременное (HTST ) пастеризованное молоко обычно имеет охлажденное срок хранения от двух до трех недель, тогда как ультрапастеризованное молоко может длиться намного дольше, иногда два-три месяца. Когда ультратермическая обработка (UHT ) сочетается с технологией стерильного обращения и контейнеров (например, асептическая упаковка ), ее можно даже хранить без охлаждения до 9 месяцев.
По данным Центров по контролю за заболеваниями, в период с 1998 по 2011 год 79% вспышек болезней, связанных с молочной продукцией, в США были вызваны сырым молоком или сырными продуктами. Они сообщают о 148 вспышках и 2384 заболеваниях (из которых 284 потребовали госпитализации), а также о двух случаях смерти из-за сырого молока или сырных продуктов за тот же период времени.
Медицинское оборудование, в частности респираторное и анестезиологическое оборудование часто дезинфицируют горячей водой в качестве альтернативы химической дезинфекции. Температуру повышают до 70 ° C (158 ° F) на 30 минут.
Общий обзор процесса пастеризации. Молоко начинается слева и попадает в трубопровод с функционирующими ферментами, которые при термообработке денатурируются и останавливают работу ферментов. Это помогает остановить рост болезнетворных микроорганизмов, останавливая функциональность клетки. Процесс охлаждения помогает предотвратить реакцию молока Майяра и карамелизацию. Процесс пастеризации также позволяет нагревать клетки до такой степени, что они лопаются от повышения давления. Пастеризация - это мягкая термическая обработка жидких пищевых продуктов (как упакованных, так и неупакованных), при которой продукты обычно нагреваются до температуры ниже 100 °. С. Процесс термической обработки и охлаждения предназначен для предотвращения фазового перехода продукта. кислотность пищевого продукта определяет параметры (время и температура) термообработки, а также продолжительность срока хранения. Параметры также учитывают питательные и сенсорные качества, чувствительные к теплу.
В кислых пищевых продуктах (pH <4.6), such as fruit juice and пиво тепловая обработка предназначена для инактивации ферментов (пектин метилэстераза и полигалактуроназа во фруктовых соках) и уничтожения порчи. микробы (дрожжи и лактобациллы ). Из-за низкого pH кислых продуктов патогены не могут расти. Таким образом, срок хранения увеличивается на несколько недель. В менее кислых продуктах (pH>4,6), таких как молоко и жидкие яйца, термическая обработка предназначена для уничтожения патогенов и организмов, вызывающих порчу (дрожжи и плесень). Не все организмы, вызывающие порчу, уничтожаются при параметрах пастеризации, поэтому необходимо последующее охлаждение.
Пищевые продукты можно пастеризовать двумя способами: либо до, либо после упаковки в контейнеры. Когда пища упаковывается в стекло, для снижения риска теплового шока используется горячая вода. Пластмассы и металлы также используются для упаковки пищевых продуктов, и они обычно пастеризуется паром или горячей водой, так как риск теплового удара невелик.
M Остальные жидкие пищевые продукты пастеризуются с использованием систем непрерывного действия, которые имеют зону нагрева, удерживающую трубку и зону охлаждения, после чего продукт заливается в упаковку. Пластинчатые теплообменники используются для продуктов с низкой вязкостью, таких как молоко животных, ореховое молоко и соки. Пластинчатый теплообменник состоит из множества тонких вертикальных пластин из нержавеющей стали, которые отделяют жидкость от нагревающей или охлаждающей среды. Скребковые теплообменники содержат внутренний вращающийся вал в трубе и служат для соскабливания вязкого материала, который может скапливаться на стенках трубы.
Кожухотрубные или трубчатые теплообменники предназначены для пастеризации Неньютоновские продукты, такие как молочные продукты, томаты кетчуп и детское питание. Трубчатый теплообменник состоит из концентрических трубок из нержавеющей стали. Пища проходит через внутреннюю трубку, а нагревательная / охлаждающая среда циркулирует по внешней или внутренней трубке.
Преимущества использования теплообменника для пастеризации неупакованных пищевых продуктов по сравнению с пастеризацией пищевых продуктов в контейнерах:
После нагрева в теплообменнике, продукт проходит через приемную трубку в течение заданного периода времени для достижения требуемой обработки. Если температура или время пастеризации не достигаются, используется клапан переключения потока для отвода недостаточно обработанного продукта обратно в резервуар для сырого продукта. Если продукт обработан должным образом, он охлаждается в теплообменнике, а затем заливается.
Высокотемпературная кратковременная пастеризация (HTST), например пастеризация молока (71,5 ° C (160,7 ° F) в течение 15 секунд), обеспечивает безопасность молока и обеспечивает срок хранения в холодильнике примерно две недели.. При пастеризации при сверхвысокой температуре (UHT) молоко пастеризуется при 135 ° C (275 ° F) в течение 1-2 секунд, что обеспечивает такой же уровень безопасности, но вместе с упаковкой увеличивает срок хранения до трех месяцев ниже
Прямые микробиологические методы являются окончательным средством измерения контаминации патогенными микроорганизмами, но они являются дорогостоящими и требуют много времени, а это означает, что продукты имеют сокращенный срок хранения к моменту пастеризации. проверено.
Из-за непригодности микробиологических методик эффективность пастеризации молока обычно контролируется путем проверки наличия щелочной фосфатазы, которая денатурируется пастеризацией. Уничтожение щелочной фосфатазы обеспечивает уничтожение обычных молочных патогенов. Таким образом, присутствие щелочной фосфатазы является идеальным показателем эффективности пастеризации. Для жидких яиц эффективность термической обработки измеряется остаточной активностью α-амилазы.
В начале 20-го века было нет точных сведений о том, какие комбинации времени и температуры могут инактивировать патогенные бактерии в молоке, поэтому использовалось несколько различных стандартов пастеризации. К 1943 году оба условия пастеризации HTST 72 ° C (162 ° F) в течение 15 секунд, а также условия периодической пастеризации 63 ° C (145 ° F) в течение 30 минут были подтверждены исследованиями полной термической смерти (как лучшее, что можно было измерить в то время) для ряда патогенных бактерий в молоке. Полная инактивация Coxiella burnetii (которая в то время считалась причиной Ку-лихорадки при пероральном приеме инфицированного молока), а также Mycobacterium tuberculosis (которая вызывает туберкулез ). Для всех практических целей эти условия были подходящими для уничтожения почти всех дрожжей, плесени и обычных бактерий порчи, а также для обеспечения адекватного уничтожения обычных патогенных, тепловых -резистентные организмы. Однако микробиологические методы, использовавшиеся до 1960-х годов, не позволяли подсчитать фактическое сокращение количества бактерий. Демонстрация степени инактивации патогенных бактерий пастеризацией молока была получена в результате исследования выживших бактерий в молоке, которое подвергалось термической обработке после преднамеренного добавления высоких уровней наиболее термостойких штаммов наиболее значимых переносимых с молоком патогенов. 130>
Среднее значение log 10 снижения и температуры инактивации основных болезнетворных микроорганизмов, передающихся через молоко, во время 15-секундной обработки составляют:
(уменьшение log 10 между 6 и 7 означает, что 1 бактерия из 1 миллиона (10) до 10 миллионов (10) бактерий выживает
В Кодексе Codex Alimentarius гигиенической практики в отношении молока отмечается, что пастеризация молока предназначена для достижения как минимум 5 log 10 сокращения Coxiella burnetii. В Кодексе также отмечается, что: «Минимальные условия пастеризации - это те, которые оказывают бактерицидное действие, эквивалентное нагреванию каждой частицы молока до 72 ° C в течение 15 секунд (непрерывная пастеризация в потоке) или 63 ° C в течение 30 минут (периодическая пастеризация)» и что «Чтобы каждая частица была достаточно нагрета, поток молока в теплообменниках должен быть турбулентным, т. Е. число Рейнольдса должно быть достаточно высоким». Пункт о турбулентном потоке важен, потому что упрощенные лабораторные исследования тепловой инактивации, в которых используются пробирки без потока, будут иметь меньшую бактериальную инактивацию, чем крупномасштабные эксперименты, направленные на воспроизведение условий промышленной пастеризации.
В качестве меры предосторожности. Современные процессы пастеризации HTST должны быть разработаны с ограничением скорости потока, а также с отводными клапанами, которые гарантируют, что молоко нагревается равномерно и что никакая часть молока не подвергается более короткому времени или более низкой температуре. Обычно температура превышает 72 ° C на 1,5 ° C или 2 ° C.
Из-за мягкой термической обработки пастеризация увеличивает срок годности от нескольких дней до недель. Однако такая мягкая жара также означает, что в продуктах есть лишь незначительные изменения в термолабильных витаминах.
Согласно систематическому обзору и метаанализу, было обнаружено, что появилась пастеризация. для снижения концентрации витаминов B12 и E, но также увеличивает концентрацию витамина A. Помимо метаанализа, невозможно сделать выводы о влиянии пастеризации на витамины A, B12 и E, основываясь только на изучении обширной доступной литературы. Молоко не является важным источником витаминов B12 или E в диете Северной Америки, поэтому влияние пастеризации на суточное потребление этих витаминов взрослыми незначительно. Однако молоко считается важным источником витамина А, и, поскольку пастеризация, по-видимому, увеличивает концентрацию витамина А в молоке, влияние тепловой обработки молока на этот витамин не является серьезной проблемой для общественного здравоохранения. Результаты метаанализов показывают, что пастеризация молока приводит к значительному снижению содержания витамина C и фолиевой кислоты, но молоко также не является важным источником этих витаминов. После пастеризации было обнаружено значительное снижение концентраций витамина В2. Витамин B2 обычно содержится в коровьем молоке в концентрации 1,83 мг / л. Поскольку рекомендуемая суточная доза для взрослых составляет 1,1 мг в день, потребление молока значительно увеличивает рекомендуемую суточную дозу этого витамина. За исключением B2, пастеризация, по-видимому, не является проблемой для снижения питательной ценности молока, поскольку молоко часто не является основным источником этих изученных витаминов в рационе питания Северной Америки.
Пастеризация также оказывает небольшое, но измеримое влияние на сенсорные характеристики обрабатываемых пищевых продуктов. Пастеризация фруктовых соков может привести к потере летучих ароматических соединений. Фруктовые соки перед пастеризацией проходят процесс деаэрации, что может быть причиной этих потерь. Деаэрация также сводит к минимуму потерю питательных веществ, таких как витамин С и каротин. Чтобы предотвратить снижение качества в результате потери летучих соединений, извлечение летучих, хотя и является дорогостоящим, может использоваться для производства более качественных соковых продуктов.
Что касается цвета, то процесс пастеризации не имеет большого эффекта на пигментах, таких как хлорофиллы, антоцианы и каротиноиды в тканях растений и животных. В фруктовых соках полифенолоксидаза (PPO) является основным ферментом, вызывающим потемнение и изменение цвета. Однако этот фермент дезактивируется на этапе деаэрации перед пастеризацией с удалением кислорода.
В молоке разница в цвете пастеризованного и сырого молока связана с этапом гомогенизации, который требует место перед пастеризацией. Перед пастеризацией молоко гомогенизируется для эмульгирования его жирных и водорастворимых компонентов, в результате чего пастеризованное молоко имеет более белый цвет по сравнению с сырым молоком. Для растительных продуктов ухудшение цвета зависит от температурных условий и продолжительности нагревания.
Пастеризация может привести к некоторой потере текстуры в результате ферментативных и неферментативных преобразований в структуре пектина, если в результате температура обработки слишком высока. Однако при мягкой пастеризации при термообработке размягчение тканей овощей, вызывающее потерю текстуры, не вызывает беспокойства, пока температура не превышает 80 ° C (176 ° F).
Для пастеризации пищевых продуктов были разработаны другие термические и нетермические процессы, позволяющие снизить влияние на питательные и сенсорные характеристики пищевых продуктов и предотвратить деградацию термолабильных питательных веществ. Паскализация или обработка под высоким давлением (HPP) и импульсное электрическое поле (PEF) являются примерами этих нетермических методов пастеризации, которые в настоящее время используются в коммерческих целях.
Объемный микроволновый нагрев (MVH) - новейшая доступная технология пастеризации. Он использует микроволны для нагрева жидкостей, суспензий или полутвердых тел в непрерывном потоке. Поскольку MVH равномерно и глубоко передает энергию всему телу текущего продукта, он обеспечивает более щадящий и короткий нагрев, так что почти все термочувствительные вещества в молоке сохраняются.
(LTST) - это запатентованная технология. метод, который подразумевает распыление капель в камере, нагретой ниже обычных температур пастеризации. Обработка жидких продуктов занимает несколько тысячных долей секунды, поэтому этот метод также известен как миллисекундная технология (MST). Он значительно продлевает срок хранения продуктов (более 50 дней) в сочетании с HTST без повреждения питательных веществ или вкуса. LTST работает на рынке с 2019 года.
Пищевой портал 
Технологический портал  | Викискладе есть материалы, связанные с пастеризацией. |
