بر اساس تعریف IDF پاستوریزاسیون فرایند حرارتی است که به منظور به حداقل رساندن خطرات ناشی از میکروارگانیسم های بیماریزای شیر صورت می گیرد و حداقل تغییرات فیزیکی ، شیمیایی و ارگانولپتیکی را در محصول ایجاد می کند. فرایند حرارتی پیشنهادی IDF برای پاستوریزاسیون شیر 71.7 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه یا 62.7 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه می باشد .

 

 
 
 
 
 
تاریخچه فرایند پاستوریزاسیون شیر

در سال 1924 اولین قوانین مربوط به شیر پاستوریزه منتشر گردید ، بر اساس این قوانین حداقل دمای پاستوریزاسیون 61.1 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه جهت نابودی میکروارگانیسم های بيماريزا اعلام شد. این دما و زمان، شرایط نابودی مایکوباکتریوم توبرکلی سیس در شیر را فراهم می کند.
به هر حال مطالعات بعدی نشان داد کوکسیلا برنتی نسبت به مایکوباکتریوم توبرکلی سیس از مقاوت حرارتی بالاتری برخوردار است و لذا پس از آن استاندارد های مربوط به پاستوریزاسیون تا 62.8 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه افزایش پیدا کرد.
پاستوریزاسیون به روش HTST در سال 1933 معرفی شد. در این روش فرایند پاستوریزاسیون تحت دمای 71.7 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه اعلام گردید این شرایط پس از مطالعات بسیاری در مورد ارزیابی اثرات پاستوریزاسیون بر بقای ميكروارگانيسم هاي بيماريزاي بسیاری نظیر مایکوباکتریوم توبرکلی سیس، مایکوباکتریوم بویس ،بروسلا و استرپتوکوکوس پیشنهاد شد.

شرایط فرایند پاستوریزاسیون

فرایند حرارتی پیشنهادی IDF برای پاستوریزاسیون 71.7 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه یا 62.7 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه می باشد. این قوانین در کشورهای فرانسه ، کانادا ، استرالیا ، ایتالیا ، انگلستان و با اندکی اصلاحات در آلمان و سوئيس اعمال می شود.
ترکیب دما و زمان پیشنهادی FDA در دمای 72 درجه سانتیگراد و 63 درجه سانتیگراد دقیقا مشابه IDF بوده، در حالیکه در دمای بالاتر از 72 درجه سانتیگراد این امر بسیار متفاوت است.
بر اساس قوانین مربوط به شیر پاستوریزه در انگلستان ترکیب دما و زمان پاستوریزاسیون به صورت زیر اعمال می گردد:

  • دمای پاستوریزاسیون در این کشور نباید کمتر از 62.8 درجه سانتیگراد و یا بیشتر از 65.6 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه باشد. ضمنا شیر بلافاصله باید پس از این دما تا زیر 10 درجه سانتی گراد سرد شود.
  • به روش سریع نیز باید پاستوریزاسیون حداقل به مدت 15 ثانیه در دمای 71.7 درجه سانتیگراد اعمال گردد. البته اخیرا در انگلستان به سبب بقای مایکوباکتریوم آویوم زیر گونه پاراتوبرکلی سیس در شرایط معمول پاستوریزاسیون، پاستوریزاسیون در دمای 72 درجه سانتی گراد و به مدت 25 ثانیه پیشنهاد شده است. شرایط پاستوریزاسیون در سراسر جهان تقریبا مشابه می باشد، گرچه تفاوتهایی در مورد ترکیب دما و زمان و دمای سرد کردن وجود دارد .بر اساس قوانین موجود در آمریکا فرایند پاستوریزاسیون در دمای 72 درجه سانتی گراد به مدت 15 ثانیه صورت می گیرد . البته ترکیب دما و زمانهای دیگری نیز در آمریکا به کار می رود.
ترکیب دما و زمان پاستوریزاسیون در آمریکا
63 درجه سانتی گراد 30 دقیقه 94 درجه سانتی گراد 1/0 ثانیه
77 درجه سانتی گراد 15 ثانیه 96 درجه سانتی گراد 05/0 ثانیه
89 درجه سانتی گراد 1 ثانیه 100 درجه سانتی گراد 01/0 ثانیه
90 درجه سانتی گراد 5/0 ثانیه
روشهای عمومی پاستوریزاسیون

روش کند وغیر مداوم (LTLT):
در فرایند حرارتی غیر مداوم شیر تا درجه حرارت 8/62 تا 6/65 درجه سانتی گراد گرم می شود و به مدت 30 دقیقه در این دما باقی می ماند.
در این روش پاستوریزاسیون در یک دیگ دو جداره است که در بین این دو جداره بخار آب یا آب گرم وارد شده است و یک همزن جهت تامین یکنواختی حرارتی در آن، مرتبا شیر را بهم می زند.

پاستوریزاسیون به روش کند وغیر مداوم

پاستوریزاسیون به روش مداوم و سریع (HTST):
این فرایند حرارتی بر اساس پیشنهاد IDF برای پاستوریزاسیون 71.7 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه، و برای ظرفیتهای بالاتر در فرایند حرارتی در دمای بالا و زمان کوتاه مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر پاستوریزاتورهای مورد استفاده در این روش از نوع صفحه ای می باشند، که قادرند سطح انتقال حرارتی زیادی را در فضای محدودی ایجاد کنند. ضمنا فاصله این صفحات کم و در حدود 3 تا 4 میلی متر است تا تلاطم ایجاد شود. این سیستم برای مایعات با ویسکوزیته پایین مناسب است.
این روش برای مایعاتی که در سطح این صفحات رسوب می کنند، مناسب نمی باشد. اما در شرایط معمول شیر این مشکل را ایجاد نمی کند.


شیر استریلیزه

تیمار حرارتی شیر با اهداف مختلفی صورت می گیرد، که دلایل عمده آن شامل : حذف ارگانیسم های پاتوژن ، افزایش عمر ماندگاری ، کمک به اعمال فرایند های بعدی نظیر جداسازی چربی، هموژنیزاسیون و یا فرایندهای حرارتی مورد نیاز قبل از تولید ماست، پنیر، شیر خشک و... می باشد.
یکی از این فرایندهای حرارتی، فرایند استریلیزاسیون است که با هدف نگهداری طولانی مدت شیر صورت می گیرد و برای رسیدن به این هدف باید توسط حرارت کلیه میکروارگانیسم ها و اسپورهای موجود نابود گردد.
در فرایند استریلیزاسیون محصول تحت دمای 135 تا 150 درجه سانتی گراد به مدت چند ثانیه قرار می گیرد.
بر اساس قوانین انگلستان شیر فرایند شده به این روش باید دارای شرایط زیر باشد:

  • شیر باید تحت فرایند مداوم قرار گیرد.
  • فرایند حرارتی اعمال شده باید حداقل 135 درجه سانتی گراد و به مدت 1 ثانیه باشد.
  • تمام میکروارگانیسم های عامل فساد و اسپورشان می بایستی نابود شود.
  • باید حداقل تغییرات فیزیکی ، شیمیایی و ارگانولپتیک در محصول ایجاد گردد.

همچنین بسته بندی شیر تحت شرایط اسپتیک بلافاصله پس از فرایند حرارتی ضرورت دارد. در مورد خامه این موارد تا حدودی متفاوت است . به عنوان مثال در مورد خامه حداقل دمای 140 درجه سانتی گراد و به مدت 2 ثانیه نیاز است.

مصرف شيرهاي پاستوريزه به دليل وجود طعم پختگي در آن با ذائقه برخي از مصرف كنندگان سازگاري ندارد، اين حالت باعث عدم تمايل به مصرف شير در بين كودكان مي‌شود در حالي‌كه بيشترين نياز را به آن دارند. براي ايجاد علاقمندي به مصرف شير و رفع اين نقيصه، بخش بزرگي از توليد شيرهاي آشاميدني به توليد شيرهاي طعم‌دار اختصاص يافته است
از تركيبات مختلفي براي طعم‌داركردن شير استفاده مي‌شود كه از جمله مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:

1. پودر كاكائو، پودر قهوه، پودر يا كنسانتره ميوه‌هايي مانند: موز، نارگيل، توت فرنگي و خرما
2. مواد طعم دهنده مختلف مانند انواع اسانس‌هاي طبيعي و يا مصنوعي مجاز
3. انواع عرقيات گياهي مثل گلاب و همچنين عسل

شير كاكائو

مشخصه‌هاي كيفي شيركاكائو فقط به مزه و طعم محدود نمي‌شود و معمولاً مصرف كننده ويژگي‌هاي ديگري را مانند رنگ، شكل ظاهري، ميزان ذرات معلق و ويسكوزيته، ميزان ژله‌اي بودن و عدم وجود عيوبي نظير مرمري شدن(Marbling)، دلمه شدن و جداشدگي سطح رويي از ساير بخشها را مد نظر قرار مي‌دهد. لذا بايد در توليد آن به تمام عوامل توجه شده تا محصولي با بافت، رنگ و ظاهري مطلوب و نيز طعم مناسب و قابل قبول حاصل شود. توليد شماتيك اين فراورده و نيز شير ميوه اي در ادامه نشان داده شده است.
ترکیب % نوع شیر کاکائو با چربی متفاوت تغییرات
بدون چربی کم چرب پرچرب
چربی صفر 1/5 3/5 0- 3/5
شکر 6 6 6 4-8
پودر کاکائو 0/8 -1/5 0/8- 1/5 0/8-1/5 3- 0/5
پایدارکننده 0/3-0/2 0/25-0/15 0/2-0/1 0/30-0/10
MSNF 3/8 8 7/7 7- 9
ماده خشک 16/1 17/25 18/9 -

شیرکاکائوی استریلیزه در اتوکلاو

شیرکاکائوی UHT

شیرکاکائوی پاستوریزه

مخلوط کردن اجزا

ê

پیش گرم کردن

( 85 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه)

ê

هموژن کردن( بالا دست)

( 85 درجه سانتی گراد فشار200بار)

ê

سرد کردن

ê

بسته بندی

ê

اتوکلاو گذاری

( 212 درجه سانتی گراد به مدت 15 دقیقه)

ê

سرد کردن

(تا 20 درجه سانتی گراد)

مخلوط کردن اجزا

ê

پیش گرم کردن

( 85 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه)

ê

سرد کردن

( 85 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه)

ê

عملیات UHT

( 142 درجه سانتی گراد به مدت 3ثانیه)

ê

هموژن کردن ( پایین دست)

( 70 تا 80 درجه سانتی گرادفشار200بار)

ê

سرد کردن

(تا 20 درجه سانتی گراد)

ê

بسته بندی در شرایط اسپتیک

مخلوط کردن اجزا

ê

پاستوریزاسیون

( 85 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه)

ê

هموژن کردن( پایین دست)

( 75 درجه سانی گراد فشار200بار)

ê

سرد کردن

( تا دمای 3 تا 5 درجه سانتی گراد)

ê

بسته بندی( نگهداری در شرایط سرد خانه)

فرآيند شماتيك توليد شير ميوه‌اي
تهیه محلول پکتین و سایر پایدارکننده (با افزودن 1 قسمت و 5/ 4 برابر شکر جهت حل شدن بهتر در دمای 75 درجه سانتی گراد)

Þ
اضافه کردن محلول به شیر و هم زدن آرام حداقل به مدت 15 دقیقه

Þ

افزودن شکر و همزدن تا دستیابی به یکنواختی کامل

Þ

افزودن کنسانتره میوه یا مخلوط کنسانتره و سایر اجزای میوه و بهم زدن تا دستیابی به یکنواختی کامل

Þ

افزودن آب مورد نیاز چنانچه در فرمولاسیون به کار رفته باشد

Þ

تنظیم pH محصول تا حدود 8/3 تا 9/3 با اسید سیتریک

Þ

پاستوریزاسیون در دمای 94 درچه سانتی گراد به مدت 30 ثانیه و یا انجام UHT

Þ

بسته بندی گرم یا سرد
منابع
فرهنودی، ف. ( 1377). صنعت شیر. انتشارات شرکت جهاد تحقیقات و آموزش تهران.