پردازش در دمای فوق بالا

A تترا پاک خط فوق پاستوریزاسیون.

پردازش با دمای فوق بالا (به انگلیسی: Ultra-high-temperature processing)، روش حرارت فوق بالا یا فوق پاستوریزه. - یک روش پردازش غذا است که غذای مایع را با حرارت دادن تا دمای ۱۴۰ درحه سیلسیوس (۲۸۴ درجه فارنهایت) گندزدایی می‌کند-دمای لازم برای از بین بردن اندوسپورهای باکتریایی - برای مدت دو تا پنج ثانیه است. UHT بیشتر در تولید شیر استفاده می‌شود، اما این فرایند برای آب میوه، خامه، شیر سویا، ماست، شراب، سوپ، عسل و خورش‌ها نیز استفاده می‌شود. شیر UHT اولین بار در دهه ۱۹۶۰ تولید شد و در دهه ۱۹۷۰ به‌طور کلی برای مصرف در دسترس قرار گرفت. گرمای استفاده شده در فرایند UHT می‌تواند باعث قهوه ای شدن مایلارد و تغییر طعم و بوی لبنیات شود. یک فرایند جایگزین پاستوریزاسیون فلاش است که در آن شیر تا ۷۲ درجه سلسیوس (۱۶۲ درجه فارنهایت) گرم می‌شود برای حداقل پانزده ثانیه.

شیر UHT بسته‌بندی شده در یک کانتینر ضدعفونی کننده یک زندگی متوسط یخچالی انباری بین شش تا نه ماه را دارد. در مقابل، شیر سریع-پاستوریزه شده زندگی قفسه ای تقریبی دو هفته ای از پردازش شدن یا تقریباً یک هفته پس از قرار گرفتن برای فروش را دارد.

تاریخچه

متداول‌ترین روش استفاده شده برای تهیه شیر امن و با عمر انباری مناسب عملیات حرارتی است. اولین سیستم دربارهٔ گرم کردن غیرمستقیم با جریان پایدار (۱۲۵ درجه سیلسیوس یا ۲۵۷ درجه فارنهایت برای ۶ دقیقه) در سال ۱۸۹۳ تولید شد. در سال ۱۹۱۲ یک روش حرارت مستقیم با جریان پیوسته همراه با مخلوط کردن هوا با شیر در دماهای ۱۳۰ تا ۱۴۰ درجه(۲۶۶ تا ۲۸۴ درجه فارنهایت) اختراع شد. با این حال، بدون سیستم‌های بسته‌بندی آسپتیک تجاری موجود برای بسته‌بندی و نگهداری محصول، چنین فناوری به خودی خود چندان مفید نبود و توسعه بیشتر تا دهه ۱۹۵۰ متوقف شد. در سال ۱۹۵۳، APV پیشگام فناوری تزریق بخار بود که شامل تزریق مستقیم بخار از طریق یک نازل مخصوص طراحی شده بود که دمای محصول را فوراً با نام تجاری Uperiser بالا می‌برد. شیر در قوطی‌های استریل بسته‌بندی شده بود. در دهه 1960 APV اولین سیستم تزریق بخار تجاری را با نام تجاری Palarisator راه اندازی کرد.

در سال ۱۹۵۲ و در سوئد، تتراپک جعبه‌های مقوایی چهارضلعی را عرضه کرد. آن‌ها در دهه ۱۹۶۰ بعد از پیشرفت‌های تکنولوژیک همراه با جمع‌آوری جعبه و تکنولوژی‌های جمع‌آوری ضدعفونی شده همراه با گسترش بین‌المللی، به یک پیشرفت تجاری دست یافتند. در فرآوری آسپتیک، محصول و بسته‌بندی به‌طور جداگانه استریل می‌شوند و سپس در یک فضای استریل ترکیب و مهر و موم می‌شوند، برخلاف کنسرو که ابتدا محصول و بسته‌بندی با هم ترکیب می‌شوند و سپس استریل می‌شوند.

قانون واردات شیر ۱۹۸۳ به دست پارلمان بریتانیا تصویب شد، همراه با شکایت موفقیت‌آمیز به دادگاه دادگستری اروپا که مانع از ممنوعیت واردات شیر UHT توسط دولت شد.

شرکت پارمالات شیر UHT خود در ژوئن ۱۹۹۳ را به ایالات متحده عرضه کرد. در بازار ایالات متحده، مشتریان از مصرف شیری که در شرایط تبرید تحویل داده نشده ناراضی هستند و تمایلی به خرید آن ندارند. برای مبارزه با این موضوع، شرکت پارمالات شیر UHT خود را در ظروف قدیمی به فروش می‌رساند که به‌طور غیرضروری از راهروی یخچال فروخته می‌شود. شیر UHT همچنین برای بسیاری از محصولات لبنی استفاده می‌شود.

دولت انگلستان در سال ۲۰۰۸ پیشنهاد تولید ۹ واحد از هر ۱۰ واحد به روش UHT را تا پایان سال ۲۰۲۰ را داد. این روش به اعتقاد آنها نیاز به تبرید را به‌طور محسوسی کاهش داده و در نتیجه با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به محیط زیست کمک می‌کند. با این حال صنعت شیر با این امر مخالفت کرد و این پیشنهاد رها شد.

تکنولوژی

پردازش در دمای فوق بالا در کارخانه‌های تولیدی پیچیده صورت می‌گیرد به شکلی که چندین مرحله پردازش غذا و بسته‌بندی به صورت خودکار و به ترتیب انجام می‌شود:

• گرمایش فلاش
• خنک‌کننده فلاش
• یکسان‌سازی
• بسته‌بندی اسپتیک

در مرحله حرارت دادن، مایع اصلاح شده ابتدا ا تا دمای غیر بحرانی (برای شیر،۷۰–۸۰ درجه سلسیوس (۱۵۸–۱۷۶ درجه فارنهایت) پیش گرم می‌شود و سپس به سرعت تا دمای مورد نیاز فرایند گرم می‌شود. دو نوع فناوری گرمایش وجود دارد: مستقیم، که در آن محصول در تماس مستقیم با بخار داغ قرار می‌گیرد، و غیر مستقیم، که در آن محصول و محیط گرمایش توسط سطوح تماسی تجهیزات جدا می‌شوند. اهداف اصلی طراحی، هم از نظر کیفیت محصول و هم از نقطه نظر بازدهی، حفظ دمای بالای محصول برای کوتاه‌ترین مدت ممکن و اطمینان از توزیع یکنواخت دما در سراسر مایع است.

سیستم‌های گرمایش مستقیم

سیستم‌های مستقیم این مزیت را دارند که محصول برای مدت زمان کوتاه تری در دمای بالا نگهداری می‌شود و در نتیجه آسیب حرارتی محصولات حساس مانند شیر را کاهش می‌دهد. دو گروه از سیستم‌های مستقیم وجود دارد:

• مبتنی بر تزریق، که در آن بخار با فشار بالا به مایع تزریق می‌شود. اجازه گرمایش و سرمایش سریع را می‌دهد، اما فقط برای برخی از محصولات مناسب است. از آنجایی که محصول با نازل داغ تماس پیدا می‌کند، احتمال گرم شدن بیش از حد موضعی وجود دارد.
• مبتنی بر تزریق (Infusion)، که در آن مایع از طریق یک نازل به محفظه ای با بخار فشار بالا در غلظت نسبتاً کم پمپ می‌شود و سطح تماس بزرگی را فراهم می‌کند. این روش گرمایش و سرمایش تقریباً لحظه ای و توزیع یکنواخت دما را ایجاد می‌کند و از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری می‌کند. برای مایعات با ویسکوزیته کم و زیاد مناسب است.

سیستم‌های گرمایش غیر مستقیم

در سیستم‌های غیر مستقیم، محصول توسط یک مبدل حرارتی جامد مشابه آنچه برای پاستوریزاسیون استفاده می‌شود، گرم می‌شود. با این حال، با اعمال دماهای بالاتر، به منظور جلوگیری از جوشش، باید فشارهای بالاتری اعمال شود. سه نوع مبدل در حال استفاده وجود دارد:

• مبدل‌های صفحه ای،
• مبدل‌های لوله ای
• مبدل‌های سطح خراشیده.

برای راندمان بالاتر، از آب یا بخار تحت فشار به عنوان وسیله ای برای گرم کردن خود مبدل‌ها استفاده می‌شود، همراه با یک واحد احیا که امکان استفاده مجدد از محیط و صرفه جویی در انرژی را فراهم می‌کند.

خنک‌کننده فلاش

پس از گرم شدن، محصول داغ به یک لوله نگهدارنده و سپس به یک محفظه خلاء منتقل می‌شود، جایی که به‌طور ناگهانی دما را از دست می‌دهد و تبخیر می‌شود. این فرایند که به عنوان خنک‌کننده فلاش شناخته می‌شود، خطر آسیب حرارتی را کاهش می‌دهد، میکروب‌های گرمادوست را به دلیل کاهش ناگهانی دما غیرفعال می‌کند، مقداری یا تمام آب اضافی حاصل از تماس با بخار را از بین می‌برد و برخی از ترکیبات فرار را که تأثیر منفی دارند بر روی کیفیت محصول حذف می‌کنند. میزان خنک سازی و مقدار آب حذف شده توسط سطح خلاء تعیین می‌شود که باید به دقت کالیبره شود.

یکسان‌سازی

هموژنیزاسیون بخشی از فرایند به خصوص برای شیر است. هموژنیزاسیون یک عملیات مکانیکی است که منجر به کاهش اندازه و افزایش تعداد و سطح کل گلبول‌های چربی در شیر می‌شود. این امر تمایل شیر به تشکیل خامه در سطح را کاهش می‌دهد و در تماس با ظروف، پایداری آن را افزایش می‌دهد و آن را برای مصرف‌کنندگان خوش طعم تر می‌کند.

استفاده در سراسر جهان

شیر UTH یک موفقیت بزرگ را در اروپا تجربه کرده است به طوری که در قارهٔ اروپا از هر ده نفر، هفت نفر به‌طور مرتب آ را مصرف می‌کنند. در کشورهایی با آب و هوای گرمتر مانند اسپانیا، شیر UHT به دلیل هزینه بالای حمل و نقل یخچالی و «کابینت‌های خنک ناکارآمد» ترجیح داده می‌شود. UHT در شمال اروپا و اسکاندیناوی، به ویژه در دانمارک، فنلاند، نروژ، سوئد، انگلستان و ایرلند کمتر محبوب است. همچنین در یونان، جایی که شیر پاستوریزه تازه، به دلیل قوانین و نگرش‌های اجتماعی، محبوبیت کمتری دارد.

در حالی که اکثر شیرهای معمولی فروخته شده در ایالات متحده پاستوریزه هستند، سهم قابل توجهی از شیر ارگانیک فروخته شده در ایالات متحده تحت درمان با UHT است (شیر ارگانیک در مکان‌های کمتری تولید می‌شود و در نتیجه زمان بیشتری را در زنجیره تأمین می‌گذراند و بنابراین ممکن است قبل یا مدت کوتاهی پس از آن فاسد شود. در صورت پاستوریزه به فروش می‌رسد).

مصرف شیر UHT در اروپا به عنوان درصد از کل مصرف، از سال 2007

کشور	درصد
Austria	۲۰٫۳
Belgium	۹۶٫۷
Croatia	73
Czech Republic	۷۱٫۴
Denmark	۰٫۰
Finland	۲٫۴
France	۹۵٫۵
Germany	۶۶٫۱
Greece	۰٫۹
Hungary	۳۵٫۱
Ireland	۲٫۱
Italy	۴۹٫۸
Netherlands	۲۰٫۲
Norway	۵٫۳
Poland	۴۸٫۶
Portugal	۹۲٫۹
Slovakia	۳۵٫۵
Spain	۹۵٫۷
Sweden	۵٫۵
Switzerland	۶۲٫۸
Turkey	۵۳٫۱
United Kingdom	۸٫۴

اثرات روی کیفیت

کپسول‌های شیر UHT

شیر UHT حاوی همان مقدار کالری و کلسیم شیر پاستوریزه است. مقداری از ویتامین B ₁₂، ویتامین C (که شیر منبع قابل توجهی نیست) و تیامین می‌تواند در شیر UHT از بین برود. شیر UHT حاوی ۷۰۰۰۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱ فولات در ۷۰۰۲۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰۰، در حالی که شیر پاستوریزه حاوی ۷۰۰۰۹۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۹ </link>

ساختار پروتئین شیر UHT با ساختار پروتئین شیر شیر پاستوریزه متفاوت است، که مانع از جدا شدن آن در پنیر سازی می‌شود.

دو مطالعه منتشر شده در اواخر قرن بیستم نشان داد که UHT محافظت شده باعث می‌شود پروتئین‌های موجود در شیر گسترش یابد و صاف شود، و گروه‌های سولفیدریل (SH) که قبلاً «دفن شده» هستند، که معمولا در پروتئین طبیعی پنهان می‌شوند، باعث می‌شوند طعم‌های بسیار پخته یا سوخته توسط دهان انسان حس شود. یک مطالعه با بی حرکت کردن سولفیدریل اکسیداز در شیر خیس گرم UHT، محتوای تیول را کاهش داد و پس از اکسیداسیون آنزیماتیک طعم بهبود یافته را گزارش کرد. دو نویسنده آمریکایی قبل از گرم شدن، ترکیب افلاونوئید ایپیکاتچین را به شیر اضافه کردند و کاهش جزئی آرائشی تولید شده از طریق ترم را گزارش دادند.

برای مطالعه بیشتر

• پردازش بی نظمی
• حفظ مواد غذایی
• ذخیره‌سازی مواد غذایی
• بسته‌بندی مواد غذایی
• مهندسی مواد غذایی
• پسترسازی
• پستر کردن فلاش

منابع

1. "CFR - Code of Federal Regulations Title 21". FDA. 1 April 2016.
2. "Introduction | Food Science". University of Guelph. Archived from the original on 2021-03-22. Retrieved 2019-03-17.
3. "UHT Processing". University of Guelph, Department of Dairy Science and Technology. Archived from the original on 2008-01-12. Retrieved 2008-01-07.
4. Elliott, Valerie (2007-10-15). "Taste for a cool pinta is a British Tradition". The Times. London. Retrieved 2008-04-03.
5. Clare, D.A.; W.S. Bang; G. Cartwright; M.A. Drake; P. Coronel; J. Simunovic (1 December 2005). "Comparison of Sensory, Microbiological, and Biochemical Parameters of Microwave Versus Indirect UHT Fluid Skim Milk During Storage". Journal of Dairy Science. 88 (12): 4172–4182. doi:10.3168/jds.S0022-0302(05)73103-9. PMID 16291608.
6. "Why does organic milk last so much longer than regular milk?". scientificamerican.com. 2008-06-06.
7. "Long Life Dairy, Food and Beverage Products" (PDF). SPX Flow Technology. 2013. p. 16. Archived from the original (PDF) on 2018-06-19.
8. Chavan, R. S.; Chavan, S. R.; Khedkar, C. D.; Jana, A. H. (2011). "UHT Milk Processing and Effect of Plasmin Activity on Shelf Life: A Review". Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 10 (5): 251–268. doi:10.1111/j.1541-4337.2011.00157.x.
9. Kaye, Leon (2011-05-10). "Tetra Pak vs Plastic Water Bottles?". The Guardian. Retrieved 2016-05-11.
10. Jukes, D. J. (2013-09-11). Food Legislation of the UK: A Concise Guide. ISBN 978-1-4831-8263-6.
11. Janofsky, Michael (1993-06-26). "Seeking to Change U.S. Tastes; Italian Company Sings The Praises of UHT Milk". The New York Times print archive. Retrieved 2008-04-03.
12. "Dairy Road Map outlines target for greenhouse gas cut". Farmers Guardian. 2008-05-02. Archived from the original on 2008-12-14. Retrieved 2008-04-03.
13. Elliott, Valerie (2007-10-15). "The UHT route to long-life planet". London: Times Online. Archived from the original on 2011-08-13. Retrieved 2008-04-03.
14. Alan H. Varnam (6 December 2012). Milk and Milk Products: Technology, chemistry and microbiology. Springer Science & Business Media. pp. 58–62. ISBN 978-1-4615-1813-6.
15. Duizer, Lisa. "UHT Methods". The Dairy Science and Technology eBook. University of Guelph, Food Science. Archived from the original on 2021-08-02.
16. Duizer, Lisa. "Homogenization of Milk and Milk Products". The Dairy Science and Technology eBook. University of Guelph, Food Science. Archived from the original on 2021-05-17.
17. Solomon. Zaichkowsky, Polegato.Consumer Behavior: Pearson, Toronto. 2005. p. 39
18. "Without prejudice". Dairy Industries International. 1995. Archived from the original on 2009-07-09. Retrieved 2008-04-03.
19. "Fresh milk: a controversial subject between the government and the EU". irtea.gr. 2016-09-09.
20. "Udio trajnog mlijeka veći od 70%" (به کروات). Zagreb: Ja Trgovac. 2009-09-08. Archived from the original on 2010-09-09. Retrieved 2010-03-05.
21. Morago, Greg (27 December 2003). "UHT: Milking it for all it's worth". Hartford Courant.
22. "How To Make Paneer Cheese in 30 Minutes". The Kitchn. Retrieved 2014-02-19.
23. Colahan-Sederstrom, P. M.; Peterson, D. G. (2005). "Inhibition of key aroma compound generated during ultrahigh-temperature processing of bovine milk through epicatechin addition". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53 (2): 398–402. doi:10.1021/jf0487248. PMID 15656679.

پیوند به بیرون

Milk in a Box – Losing the bottle توسط Wayback Machine (بایگانی‌شده ۲۰۱۷-۰۴-۰۲) From: Interesting Thing of the Day