Nowoczesne technologie w przetwórstwie i analizie żywności
Pasteryzacja HTST oraz sterylizacja UHT
Pasteryzację definiuje się jako obróbkę cieplną produktów, a zwłaszcza tych o konsystencji płynnej lub półpłynnej w określonej temperaturze i przez konkretny okres ekspozycji, tak aby do utrwalanego produktu dotarła taka dawka ciepła, która zniszczy niepożądane drobnoustroje bez większych zmian w właściwościach i składzie produktu. Nowoczesne maszyny wykorzystują pasteryzację w przepływie z użyciem wymienników ciepła rurowych lub płytowych dla lepszej efektywności działania i zwiększenia wydajności produkcji.
Pasteryzacja w przepływie HTST (z ang. High Temperature Short Time) to najpowszechniejsza technika pasteryzacji płynów w przemyśle mleczarskim, owocowo-warzywnym czy fermentacyjnym. Pasteryzacja HTST oznacza obróbkę cieplną z użyciem wysokiej temperatury (72-100oC), ale z ekspozycją przez krótki czas kilkunastu-kilkudziesięciu sekund (zazwyczaj 15 sekund). Jest stosowana ze względu na dużą wydajność i zapewnienie bezpieczeństwa mikrobiologicznego utrwalonemu produktowi. Pasteryzacja HTST sprawia, że produkt jest bezpieczny, znacznie wydłuża się czas przydatności do spożycia w porównaniu z produktami niepasteryzowanymi. Technologia HTST została wprowadzona do stosowania w przemyśle po raz pierwszy w 1993 roku, ponieważ wstępne wyniki badań wykazały, że redukcja drobnoustrojów osiągała poziom 99,99%. W porównaniu do tradycyjnej pasteryzacji tunelowej lub wannowej jest to metoda szybsza i bardziej energooszczędna, pozwalająca lepiej zachować kolor i smak większości produktów.
Natomiast sterylizacja w przepływie UHT (z ang. Ultra High Temperature) to obróbka cieplna w ultrawysokiej temperaturze (powyżej 100oC do nawet 140oC) przez bardzo krótki czas od 2 do 15 sekund. Pozwala na szybkie i wydajne utrwalanie z pewnymi stratami w zawartości związków biologicznie aktywnych. Zwykle obróbka UHT obejmuje ogrzewanie mleka lub śmietanki do 135°C przez kilka sekund, a następnie bardzo szybkie schłodzenie do temperatury bliskiej pokojowej. Najczęściej proces UHT stosuje się do mleka i produktów mlecznych o płynnej konsystencji (śmietany, jogurtu, napojów mlecznych), ale często znajduje wykorzystanie do utrwalania soków owocowych, napojów roślinnych, wina, zup, miodu, a nawet gulaszu. Pierwsze mleko UHT zostało wyprodukowane w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku.
Stosując utrwalanie w przepływie HTST lub UHT technolog może bardzo szybko schłodzić produkt, a następnie skierować go do rozlewu aseptycznego, w celu zachowania czystości mikrobiologicznej. Przed samą pasteryzacją lub sterylizacją zazwyczaj produkt homogenizuje się (zazwyczaj do 50 MPa) w celu uzyskania jednorodności produktu w objętości oraz podniesienia stabilności podczas przechowywania. Wszystkie jednostki: zarówno te w skali półtechnicznej, jak i pełni przemysłowej, wyposażone są w systemy CIP (Cleaning in Place) i SIP (Sterilization in Place).
Pulsacyjne światło (PL)
Pulsacyjne światło (z ang. pulsed light), inaczej nazywane białym pulsacyjnym światłem, stosowane jest do dezynfekcji powierzchni żywności, opakowań, wody oraz urządzeń produkcyjnych, jak i sprzętu laboratoryjnego. Zasada działania metody polega na uwalnianiu zgromadzonej w kondensatorze energii elektromagnetycznej za pośrednictwem lampy w postaci impulsów świetlnych o dużym natężeniu, krótkim okresie trwania (nano- lub milisekundy) i szerokim spektrum długości fal (100-1100 nm). W przemyśle spożywczym stosuje się zazwyczaj światło o częstotliwości pulsacji rzędu 1-20 na sekundę i gęstości energetycznej w zakresie 0,01-50 J/cm2.
Utrwalanie mikrobiologiczne żywności metodą PL uzyskuje się dzięki dostarczaniu wysokiej energii, a także działaniu promieniowania UV, którego szerokie spektrum mieści się w spektrum emitowanego światła, a które jest szczególnie efektywne w inaktywacji drobnoustrojów. Naświetlanie pulsacyjnym światłem powoduje tzw. efekt fotochemiczny uszkadzający DNA komórki, co zapobiega kopiowaniu DNA, a tym samym uniemożliwia namnażanie drobnoustrojów. Jako dodatkowe, poboczne efekty traktowania pulsacyjnym światłem podaje się efekt fototermiczny i fotofizyczny. Efekt fototermiczny polega na lokalnym przegrzaniu komórki (temperatura wewnętrzna > 100oC) pod wpływem zaadsorbowania bardzo dużej ilości energii w krótkim czasie. Natomiast efekt fotofizyczny objawia się dużym zniszczeniem błony komórkowej.
Zaletami utrwalania pulsacyjnym światłem są: brak stosowania wysokiej temperatury (metoda nietermiczna), niskie koszty stosowania technologii, niższe koszty urządzeń w porównaniu do innych metod, wysoka wydajność energetyczna procesu, możliwość stosowania w trybie okresowym lub w procesie ciągłym. Natomiast za wady PL można uznać wysoki koszt i utrzymanie lamp niezawierających rtęci, płytkie działanie powierzchniowe w przypadku ciał stałych, ograniczenie zastosowania w przypadku cieczy do klarownych lub mało mętnych, konieczność dostosowania parametrów urządzenia do konkretnego produktu/opakowania.
Komentarze