Produkcja mleka spożywczego. - HIGIENA MLEKA

Mleko surowe od krowy - schładzane.
Mleko spożywcze - po przetworzeniu, z procesami obróbki termicznej.
CCP - odbiór i selekcja surowca - antybiotyki, chore krowy, smak, zapach, kwasowość.
Pomiar ilości - przepływomierz, tankowagi - urządzenie zamknięte.
W czasie transportu nie więcej niż 10°C.
Chłodzenie do 4°C ± 1°C i odpowietrzanie (bo nieraz 10 to powietrze).
Przechowywanie do 2h.
Ogrzewanie do 43°C ± 1°C i do wirowania.
Oczyszczanie mleka i normalizacja zawartości tłuszczu.
- filtry - szybko się zapychają;
- hydrocyklony - zbierają tylko duże zanieczyszczenia;
- klaryfikatory - wirówki oczyszczająco-odtłuszczające, ale mleko musi być podgrzane do 50°C. Usuwa 20-40% zanieczyszczeń;
- wirówki baktofugacyjne - duże przyspieszenie (8-10tys./min), mleko musi być podgrzane do 60°C, oczyszcza w 99%, ale szlam, który jest zlany zawiera 3% surowca, dlatego jest on sterylizowany powyżej 130°C i trafia znów do mleka, albo na cele paszowe.
Chłodzenie do 4°C ± 1°C, gdy są duże ilości.
Przechowywanie < 1h.
Ogrzewanie do temperatury 53°C ± 1°C.
Homogenizacja - nadciśnieniem rozbija się kuleczki tłuszczu < 2μm. Kuleczki nie podchodzą do góry i nie ma śmietany. Musi być podgrzane mleko.
CCP - pasteryzacja - likwidacja drobnoustrojów chorobotwórczych.
Odgazowanie - zapowietrzone mleko przyczynia się do zmian oksydacyjnych w mleku, powoduje również problemy z wirowaniem.
Chłodzenie i normalizacja końcowa.
CCP - pakowanie - musi być opakowanie dobrej jakości, sterylne; pasteryzowane nie może długo leżeć.
Magazynowanie w 4°C ± 1°C.
Dystrybucja i sprzedaż.

Procesy termiczne:
• Termizacja - 62-63°C, 15s - niszczenie mikroflory psychrotrofów, przechowywanie.
• Pasteryzacja niska - 65°C, 30minut - rzadko stosowana, bo powstaje dużo kamienia mlecznego.
• Pasteryzacja wysoka (HTST) - 72°C, 15s.
• Pasteryzacja śmietanki 18% - 75°C, 15s.
• Pasteryzacja śmietanki 30% - 80°C, 15s.
• Sterylizacja - 89-90°C, 2-25s.
• UHT - 130-150°C, 2-9s.

Mleko UHT. - HIGIENA MLEKA -

Po oczyszczeniu i pasteryzacji, odgazowaniu, homogenizacji, jest sterylizacja, a zaraz potem chłodzenie aseptyczne, pakowanie aseptyczne, przechowywanie aseptyczne - magazynowanie w temperaturze powyżej 20°C i dystrybucja.
Mleko UHT nie musi być jałowe, ale musi być w stanie dobrym do wpuszczenia na rynek (dobrej jakości handlowej).

Zmiany w mleku pod wpływem ogrzewania:
- unieczynnienie mikroflory;
- straty witamin;
- w procesie sterylizacji i pasteryzacji denaturacja białek serwatkowych, odsłonięcie grup -SH i interakcje z kazeiną;
- posmak mleka gotowanego;
- zmiany w kazeinie - defosofrylacja, hydroliza kappa-kazeiny;
- inaktywacja enzymów;
- brunatnienie mleka (reakcja Maillarda) - proces karmelizacji mleka do produkcji krówek;
- precypitacja fosforanu wapnia:
3 Ca 2+ + 2HPO2-4 → Ca(PO4)2 + H2
- spadek pH;
- zmniejszenie właściwości koagulacyjnych mleka pod wpływem podpuszczki (sery podpuszczkowe - sery francuskie; sery szwajcarskie - nie chcą stosować pasteryzacji, bo sery tracą smak i aromat);
- zmniejszenie zdolności podstojowej (powstawania tłuszczu).

W czasie pasteryzacji nie ginie cała flora. Pasteryzację przeżywają:
- bakterie ciepłooporne (termofile), w tym też psychrotrofy;
- bakterie z rodzaju Lactobacillus;
- Streptococcus salivarius ssp. thermophilus;
- enterokoki - paciorkowce kałowe (ważna jest ich obecność i ilość);
- Microbacterium - drobnoustrój rzekomomlekowy;
- Micrococcus - rzekomomlekowe, fermentujące;
- Artherobacter;
- Alcaligenes;
- przetrwalniki bakterii zarodnikujących - Clostridium.

Mikroflora z reinfekcji (zanieczyszczenie dobrego mleka):
- bakterie Gramm- z grupy Coli;
- Proteus;
- psychrotrofy: Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes;
- bakterie kwaszące - powodują fermentację;
- grzyby: drożdże, pleśnie - nie rozwijają się szybko, ale są widoczne i zajmują dużo miejsca; wytwarzają bardzo niebezpieczne toksyny.

Mleko UHT.
Mleko pasteryzowane jest lepsze niż sterylizowane - jest świeższe. Mleko UHT można bardzo długo przechowywać, a pasteryzowane trzeba chłodzić do 8°C (czas spożycia - do 2 tygodni). Mleko UHT można przechowywać do 0,5 roku. Przy braniu pod uwagę wartości odżywczych i zdrowia - lepsze jest pasteryzowane.
Są 2 rodzaje sterylizacji:
- 135-150°C przez 2 - 9 sekund;
- metoda pośrednia - nie styka się bezpośrednio z parą, tylko z gorącą rurą;
- metoda bezpośrednia - podgrzewane przez gorącą parę; jeżeli woda jest skażona, to mleko też będzie.

Obróbka UHT - wpływ na cechy mleka:
Barwa - powyżej 60°C tzw. „bielenie mleka”, nieodwracalne; denaturacja białek serwatkowych i ich interakcje z kazeiną; im wyższa temperatura, tym większe zmiany.

Smak - powyżej 70°C smak ogrzewanego mleka - przez obecność wolnych grup -SH, które pochodzą z laktoglobuliny β. Te wolne grupy -SH utleniają się do siarkowodoru (jest to gaz, który się ulatnia → posmak może zniknąć). Żeby pozbyć się posmaku podajemy środki utleniające, np. jodek potasu (zgodnie z przepisem dotyczącym dodatków do żywności, tzw. „listy pozytywne” - substancje, które można dodać).
Powyżej 90°C - wolne grupy -SH zanikają, ale dochodzi do reakcji Maillarda - nadaje mleku posmak sterylizowany. Na posmak sterylizacji wpływa: diacetyl, laktony, alkohole ketonowe (wanilina). Posmak ogrzewanego mleka po sterylizacji przechodzi w posmak mleka sterylizowanego, a ten z czasem w posmak stalowy.

Zmiana struktur micel komórkowych - w czasie ogrzewania wymiary micel zwiększają się; zjawisko to jest spowodowane przyłączaniem zdenaturowanych białek serwatkowych do micel kazeinowych oraz przyłączaniem fosforanu wapnia. Wzrost micel w mleku UHT jest niewielki, a w mleku poddawanym sterylizacji w puszce - 2- x większe.

Reakcja Maillarda - reakcja biochemiczna; w czasie podgrzewania brązowienie mleka, spowodowane reakcjami między białkiem a cukrem. Wykazano, że reakcja ta dotyczy grup aminowych lizyny i karbonylowych cukrów. Mleko jest szczególnie podatne na tę reakcję, bo białko zawiera lizynę i obecne są węglowodany - laktoza, galaktoza, glukoza. W czasie przerobu jest wystawiane na wysokie temperatury, produkty są przechowywane przez dłuższy czas. Barwę brunatną nadaje HMF - hydroksymetylofurfural. Zakres reakcji zależy od struktury reagentów, pH, zawartości wody, czasu reakcji, temperatury przechowywania.
Brunatnienie może być zahamowane dodatkiem cysteiny w czasie ogrzewania - powstaje laktuloza (epimer laktozy), a także postępują straty dostępnej lizyny. Straty uzależnione są od obróbki termicznej - najmniejsze w czasie pasteryzacji (50mg/ml produktu), sterylizacji UHT (100-500mg/ml), największe podczas sterylizacji w puszkach (900-1400mg/ml).
Laktuloza jest słabo absorbowana w przewodzie pokarmowym człowieka, wykorzystywana przez mikroorganizmy w przewodzie pokarmowym; wpływa dodatnio na wykorzystujące ją Bifidobacterium (u dzieci karmionych preparatami mlekozastępczymi).
Lizyna mleka przez ogrzanie staje się niedostępna dla człowieka, bo łączy się z innymi związkami chemicznymi.

Białko - w zależności od temperatury, pH i mechanizmu dochodzi do przemiany odwracalnej lub nieodwracalnej.
Aglutyniny na micelach tłuszczowych ulegają denaturacji w temperaturze pasteryzacji, co pociąga za sobą zmiany w strukturze kuleczek tłuszczowych. Kuleczki nie tworzą dużych skupisk i wolniej przemieszczają się ku powierzchni mleka, co obniża tempo powstawania tłuszczu.
Albumina serum krwi, laktoalbumina α, laktoglubulina β ulegają stopniowo denaturacji. Wpływ na denaturację mają parametry zastosowanej obróbki cieplnej. W czasie sterylizacji UHT białka serwatkowe denaturują w 60-70%. Pomimo tego, nie wpływa to na obniżenie wartości biologicznej białka, bo są one łatwiej przyswajalne dla człowieka. Powód - łatwiejszy dostęp enzymów do wiązań peptydowych cząsteczki.
W temperaturze powyżej 70°C dochodzi do denaturacji białek serwatkowych i interakcji z kazeiną i innymi związkami. Stają się zdolne do sedymentacji z kazeiną, wytrącania w punkcie izoelektrycznym (produkcja serów).

Azot - azot kazeinowy zwiększa się po sterylizacji, zaś azot białek serwatkowych obniża się. Duże ilości białek serwatkowych na powierzchni micel kazeinowych mają wpływ na ograniczenie procesu żelifikowania się mleka UHT w czasie przechowywania.

Enzymy - są rozkładane enzymy rodzime wskazują na skuteczność pasteryzacji. Najszybciej fosfataza alkaliczna. W czasie dłuższego przechowywania może ulegać reaktywacji, ale nie zajdzie ona poniżej 10°C (należy przechowywać w niskiej temperaturze). Powyżej 20°C w ciągu 2 tygodni może się zreaktywować.
Lipazy, proteazy - oporne na ciepło, mogą przetrwać obróbkę UHT. Większość ciepłoopornych enzymów wydzielają bakterie psychrotropowe (Pseudomonas). Są one niebezpieczne dla przetwórstwa mlecznego.

Witaminy - dużo witamin jest opornych na obróbkę cieplną, do nich należy A, D, E, K, β-karoten, ryboflawina (B2), kwas nikotynowy (PP), kwas pantotenowy, biotyna. Wrażliwe na ciepło są:
- witamina C (nawet łagodna obróbka ją niszczy); przed obróbką może ją zniszczyć utlenianie;
- witamina B12, kwas foliowy - ciepłolabilne; destrukcja przyspieszona w obecności tlenu, kwasu askorbinowego, wolnych grup -SH;
- witamina B6 - obróbka cieplna nie ma wpływu, ale straty są w czasie przechowywania mleka;
- witamina B1 - bardzo wrażliwa na działanie ciepła, często stosowana jako wskaźnik zmian chemicznych spowodowanych sterylizacją.

Tłuszcz - ciepło nie wywołuje zmian chemicznych, fizycznych, które wpływają na zmiany frakcji tłuszczowej. Czasem straty wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (linolowy, linolenowy). W czasie obróbki może dojść do zmiany właściwości fizycznych i chemicznych kuleczek tłuszczowych - spadek zdolności podstojowych mleka (ze wzoru Stockesa).

---