آشنایی با شیر فراپاستوریزه ؛ مروری اجمالی بر نسل تازه شیر - وبلاگ ایتالیا

به گزارش وبلاگ ایتالیا، شیر فراپاستوریزه (شیر ESL) با برچسب ماندگاری طولانی این روزها در بازار محصولات لبنی به خصوص بازار شیر در سراسر جهان بر سر زبان ها افتاده است. ایران هم از این رویه رو به رشد مستثنی نبوده است و مدتی می شود که این نوع شیر در ایران نیز اولید می شود. شیر ESL یا شیر با ماندگاری طولانی که به صورت ویژگی شاخص این نوع از شیرها بر روی بسته بندی درج می شود، به سرعت شیر تازه و فراتر از آن به سرعت سایر انواع شیرهای تولید شده فاسد نمی شود.

اما این فراوری چه ویژگی هایی به شیر اضافه می نماید که آن را به عنوان یک فناوری تازه و بهتر نسبت به فرایند فرادما می شناسند؟ در این مقاله به مرور شیر فراپاستوریزه و مواردی که پیرامون این تکنولوژی تازه مطرح می گردد می پردازیم؛ با ما همراه باشید.

مقدمه ای بر شیر فراپاستوریزه

شیر تازه یک ماده غذایی بسیار حساس است که بسیار سریع فاسد می گردد. فاسد شدن سریع شیر تا حدی به ساختار طبیعی آن و میکروارگانیسم های موجود در شیر مربوط می گردد. وجود میکروارگانیسم ها باعث فاسد شدن زود هنگام شیر یا حتی در بعضی موارد ایجاد بیماری در مصرف نماینده می گردد.

به منظور جلوگیری از روند فاسد شدن شیر، احتیاج است تا بیشتر میکروارگانیسم های موجود در آن از بین بروند. این اتفاق به طور سنتی به وسیله عملیات حرارتی حاصل می گردد. تأثیری که حضور میکروارگانیسم ها بر کیفیت و سلامت شیر دارند به دو عامل کلیدی دما و زمان حین فراوری شیر بستگی دارد. به این معنی که در فراوری شیر، آن را در معرض چه دمایی و ظرف چه بازه زمانی قرار می دهند. در خصوص شیر فراپاستوریزه در جهان بحث و جدال زیادی وجود دارد.

بعضی افراد ادعا می نمایند روش فراپاستوریزاسیون فرایندی بی فایده است , معتقد هستند پاستوریزاسیون تمام باکتری های مفید شیر را از بین می برد. این در حالی است که افراد دیگر باور دارند که این روش تنها راه ایمن سازی شیر برای مصرف است و در غیر این صورت باکتری های بیماری زای شیر از بین نخواهند رفت.

هر دو نظریه هواداران زیادی در سراسر جهان دارد. نخست این را باید اضافه نمود که هر دو گروه در اشتباه هستند. اما این که چرا هر دو گروه در اشتباهند و همچنان بر عقایدشان پافشاری دارند، پاسخ ساده ای دارد. هیچ کدام در خصوص روش فراپاستوریزه اطلاعات کاملی ندارند. در این مقاله قصد داریم تا شما را با فناوری تازه شیر فراپاستوریزه بیشتر آشنا کنیم.

یکی از مسائل اصلی در بحث نگه داری شیر، وجود میکروارگانیسم های موجود در شیر است. حضور میکروارگانیسم ها باعث فاسد شدن زود هنگام شیر یا حتی ایجاد بیماری های عفونی می گردد. محققان همیشه در پی پیدا کردن برترین راه برای افزایش ماندگاری شیر با حفظ کیفیت و طعم و مزه آن هستند. در این میان، آخرین یافته پیروز محققان دستیابی به شیر فراپاستوریزه بوده است.

فرایند پاستوریزاسیون در مقابل فرایند فراپاستوریزاسیون

برای درک بهتر فرایند شیر فراپاستوریزه بد نیست کمی بیشتر با دو فرایند پاستوریزاسیون و فراپاستوریزاسیون آشنا شوید. پاستوریزاسیون یک عملیات حرارت دهی است که طی آن شیر در دمای حداقل 63 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه (در یک سیستم بسته) قرار داده می گردد. نوع دیگری از پاستوریزاسیون وجود دارد که شیر را در دمای 72 درجه سانتی گراد به مدت 15 ثانیه حرارت می دهند که آن را پاستوریزاسیون HTST یا پاستوریزاسیون دمای بالا در مدت زمان کوتاه می نامند.

این عملیات حرارتی به منظور حذف باکتری های شیر به عنوان عوامل بیماری زا صورت می گیرد. ناگفته نماند ماندگاری شیر پاستوریزه در کشورها و منطقه ها مختلف بسیار با یک دیگر فرق دارد. با توجه به آنچه گفته می شد، می توان اینطور نتیجه گرفت که انواع مختلف روش های پاستوریزاسیون در دو دسته کلی دمای پایین یا بالا تقسیم می گردد.

پاستوریزاسیون دمای پایین

در روش پاستوریزاسیون دمای پایین شیر تا 63 درجه سانتی گراد حرارت می بیند و به مدت 30 دقیقه در این دما قرار می گیرد. در این روش ماندگاری شیر بین 2 تا 3 هفته تخمین زده می گردد.

درجه حرارت بالا

این روش شامل دمای بالاتری نسبت به روش قبل است؛ دمایی حدود 72 درجه سانتی گراد که شیر به مدت 15 ثانیه در این دما نگه داشته می گردد. پاستوریزاسیون در دمای بالا یا همان پاستوریزاسیون HTST در صورت نگهداری در یخچال تا 30 روز تازه می ماند.

نوع دیگری از پاستوریزاسیون با دمای بالا وجود دارد که از روش قبل دمای بالاتری دارد. به این روش پاستوریزاسیون با درجه حرارت فوق العاده بالا یا فراپاستوریزاسیون اطلاق می گردد. در این روش، شیر در دمای 140 درجه سانتی گراد حرارت می بیند و به مدت 2 ثانیه در این دما باقی می ماند. سپس، در یک محیط استریل شده بسته بندی می گردد. همینطور، بسته بندی باید با استفاده از پراکسید هیدروژن استریل گردد. ماندگاری این نوع شیر بین 30 تا 90 روز است.

شیر فراپاستوریزه به مدت 2 ثانیه در دمای 140 درجه سانتی گراد قرار داده می گردد. علاوه بر آن با بهره مندی از بسته بندی اسپتیک، شیر ESL می تواند تا 90 روز در دمای حدبیشتر 4 درجه سانتی گراد نگهداری گردد.

فراوری شیر به روش فرادما یا UHT چیست؟

این روش شامل فراوری شیر در دمایی بالا بین 154-135 درجه سانتی گراد است. در این دما، شیر برای مدت کوتاهی بین 1 تا 2 ثانیه نگه داشته می گردد تا در اصطلاح استریلیزه یا ضدعفونی گردد. برای آزمایش کیفیت محصول نهایی، آن را با انکوباسیون (محفظه ای بسته) در دمای 55 درجه سانتی گراد به مدت 7 روز یا در دمای 30 درجه سانتی گراد به مدت 15 روز نگهداری می نمایند. بعد از گذشت این مدت رشد باکتری در شیر مورد آزمایش و آنالیز بیشتر قرار می گیرد.

اما چرا باید به سراغ شیر فراپاستوریزه رفت؟

ماندگاری و کیفیت شیر پاستوریزه می تواند تحت تأثیر عواملی نظیر اسپور شیر خام، شرایط پاستوریزاسیون، آلودگی انتقال یافته به سطوح مواد غذایی از راه تماس با محیط و دمای توزیع قرار گیرد. باکتری های اسپوردار به عنوان عامل آلوده نماینده مکرر شیر خام و شیر پاستوریزه در محصولات لبنی شناخته می گردد. این نوع باکتری ها منبع قابل توجه آلودگی شیر هستند که باعث رشد اسپور می گردد. این مسئله بر کیفیت نهایی شیر تأثیر می گذارد.

برای غلبه بر مسائل فراوری شیر، محققان در پی روش های تازه فراوری شیر هستند تا به این ترتیب میکروب هایی را که می توانند باعث فساد شیر و بیماری شوند را بیشتر کاهش دهند. دو روش فراوری شیر که بر پایه عملیات حرارتی قرار دارند عبارتند از: شیر فرادما (شیر UHT) و شیر فراپاستوریزاسیون (شیر UP).

شیر فرادما مدت زیادی نیست که روانه بازار و صنعت فراوری شیر شده است. با این حال فراوری شیر فراپاستوریزاسیون به علت خلأهای موجود، تنها مدتی پس از این تکنولوژی روانه بازار شد. با ورود این نسل تازه شیر به بازار، تغییرات زیادی در زمینه فراوری شیر و محصولات لبنی، بسته بندی و البته، پویایی بازارهای لبنی ایجاد شده است.

نقش اسپور در فاسد شدن شیر؛ مشکل فراوری شیر با ماندگاری طولانی

یکی از مسائل در بحث نگهداری شیر، وجود باکتری های اسپوردار است. این نوع از باکتری ها منبع اصلی آلودگی شیر محسوب می گردد. وجود این باکتری ها باعث رشد اسپور می گردد و بر کیفیت نهایی شیر تأثیر می گذارد. اسپور یک نوع ساختار مقاوم در سه گونه از باکتری ها شامل: کلوستریدیوم، باسیلوس و اسپوروسارسینا است. در میان سایر انواع باکتری تنها این سه گونه توانایی باکتری اسپورزا هستند. در واقع اسپور یا همان هاگ راهی جهت مقابله و زنده ماندن باکتری در برابر عوامل نامساعد فیزیکی و شیمیایی محیطی است.

از جمله شرایط نامساعد محیطی برای باکتری های نام برده می توان به حرارت 100 درجه سانتی گراد، حرارت پاستوریزاسیون و حرارت تندالیزاسیون (دمای 56 درجه سانتی گراد که در فراوری مواد پروتئینی، انواع واکسن ها و محیط های حاوی سرم و مواد مشابه استفاده می گردد) اشاره نمود. در شرایط مذکور باکتری آغاز به فراوری اسپور می نماید که در اصطلاح به این فرایند، مرحله اسپورگذاری اطلاق می گردد. باکتری های اسپوردار به علت ایجاد مسمومیت های غذایی در میکروبیولوژی مواد غذایی بحثی جدی محسوب می شوند.

یکی از مسائل در نگهداری بلند مدت شیر ، وجود باکتری های اسپوردار در شیر است. این نوع از باکتری ها نسبت به شرایط نامساعد محیطی مانند عملیات گرمادهی مقاوم هستند. باکتری های اسپوردار منبع اصلی آلودگی باکتریایی شیر مسمومیت ها و بیماری های عفونی شیر هستند. برای برطرف این مشکل و از بین بردن کامل میکروب ها، از روش ESL استفاده می گردد.

بسته بندی اسپتیک و شیر فراپاستوریزه

یکی از موارد قابل توجه در نگهداری بلند مدت شیر بحث بسته بندی آن است. با وجود بسته بندی اسپتیک و مهر و موم شده، شیر ای اس ال (ESL) می تواند در دمای حدبیشتر 4 درجه سانتی گراد بین 6 تا 12 ماه سالم باقی بماند. طی فرایند اسپتیک، شیری که از قبل استریل شده در محیط کاملاً استریل و عاری از میکروارگانیسم داخل بسته بندی استریل شده پر می گردد.

همانطور که پیشتر در متن اشاره شد، یکی از کاربردهای مهم سیستم اسپتیک در روش فرادما یا UHT است. با یاری فرایند اسپتیک، شیر بسته بندی شده از نگهداری در یخچال بی احتیاج خواهد بود. با وجود فرایند اسپتیک در بسیاری از موارد دیگر احتیاجی به انجماد در مواد غذایی مایع از جمله شیر دیگر وجود ندارد. فرایند اسپتیک به صورت کلی شامل سه مرحله است: استریلیزاسیون محصول نهایی، استریلیزاسیون بسته بندی ماده غذایی و در نهایت، استریلیزاسیون تجهیزاتی که در فرایند فراوری و بسته بندی مواد غذایی درگیر هستند.

در فرایند اسپتیک، عملیات حرارتی برای استریلیزه کردن محصول نهایی حتی قبل از بسته بندی هم صورت می گیرد. در حالی که در روش های معمولی استریلیزاسیون، ابتدا بسته بندی محصول انجام می گردد و پس از آن نوبت به استریلیزاسیون می رسد. در روش اسپتیک، به واسطه از بین رفتن تعداد بالاتری از میکروارگانیسم ها، ماندگاری شیر بالاتر می رود. ضمن این که از عفونت های باکتریایی شیر به صورت مؤثرتری جلوگیری می گردد.

مزایای شیر فراپاستوریزه نسبت به سایر انواع شیرهای فراوری شده

مزایای شیر فراپاستوریزه نسبت به سایر روش های فراوری شیر زیاد است که در اینجا به چند مزیت شاخص و البته عمده اشاره می کنیم.

• شاید بتوان شاخصترین خاصیت این روش فراوری را در طعم شیر دانست. خواص ارگانولپتیک شیر (شامل بو، مزه، ظاهر) درست شبیه شیر پاستوریزه است؛ شیر فراپاستوریزه بر خلاف شیر فرادما، طعم شیر پخته نمی دهد. شیر فرادما، در دمای بالاتری استریل شده و در نتیجه، اغلب باعث تغییر طعم شیر می گردد. در شیر فرادما طعم شیر پخته به خوبی حس می گردد. برای بسیاری از افراد که نسبت به طعم شیر حساس هستند، نوشیدن این شیر دیگر عذاب آور نخواهد بود.
• مورد دوم که بارها در متن به آن اشاره نمودیم، ماندگاری طولانی شیر فراپاستوریزه است. در مقایسه با روش پاستوریزاسیون استاندارد، ماندگاری شیر با تکنولوژی تازه بسیار بیشتر است. بسته به محصول لبنی که به این روش فراوری می گردد (در اینجا به شیر ESL پرداخته شد)، مدت زمان فراوری محصول و دمای استفاده شده در فراوری، افزایش قابل توجهی در ماندگاری محصول نهایی مشاهده می گردد. البته متغیرهای دیگری نظیر: دمای ذخیره سازی، پردازش های اضافی که روی محصول صورت می گیرد (مانند: پر کردن محصول در بسته بندی اسپتیک یا استفاده از روش های فیلتراسیون یا باکتوفوگاسیون) نیز در میزان ماندگاری تأثیرگذار است. با توجه به تمام این متغیرها میزان ماندگاری از 30 تا 60 روز متغیر خواهد بود.
• به علت ماندگاری بالای شیر فراپاستوریزه، مصرف نماینده احتیاجی به خرید شیر در بازه های زمانی کوتاه ندارد. همین مسئله، هزینه های ناشی از رفت و آمد یا ارسال پیک را پایین می آورد.
• از نظر هزینه تمام شده برای فراورینماینده، روش فراپاستوریزه از روش فرادما کم هزینه تر است. اگر چه راه اندازی اولیه این روش از هزینه روش پاستوریزاسیون استاندارد گران تر است، اما استفاده از این تکنولوژی تازه شیر نسبت به روش فرادما برای فراورینماینده ساده تر است. علت این سادگی نسبی، دمای کمتر فرایند و البته بسته بندی با دردسر کمتر است. احتیاجی به بسته بندی اسپتیک نیست و همین که محیط و تجهیزات حین بسته بندی استرلیزه باشد کفایت می نماید.

از جمله مزایای شاخص شیر ESL ، عدم تغییر طعم شیر و البته ماندگاری بیشتر شیر است. همینطور، کاهش هزینه های مصرف نماینده برای خرید شیر در بازه های زمانی کوتاه مدت به واسطه ماندگاری طولانی از مزیت دیگر شیر ای اس ال است.

ارزش غذایی و طعم شیر فراپاستوریزه

هرگونه گرما دادن به مواد غذایی باعث تغییراتی در آن می گردد. میزان این تغییرات به میزان حرارت، مدت زمان حرارت دهی و میزان آب موجود در ماده غذایی، بستگی دارد. این تغییرات می تواند شامل از دست رفتن ویتامین های مواد غذایی و تغییر در طعم و بو باشد. در فرایند پاستوریزاسیون شیر تا 5 درصد از ویتامین های گروه ب و ث از بین می رود.

برای شیر UHT یا شیر فرادما، این میزان تا 20 درصد هم افزایش می یابد. در اینجا این سؤال به وجود می آید که آیا در شیر فراپاستوریزه این تغییرات همچنان وجود دارد. اگر این طور است تا چه میزان مواد مغذی و طعم تحت تأثیر قرار می گیرد؟ برای یافتن پاسخ، تحقیقات زیادی از سوی مراکز تحقیقاتی مختلف در سراسر جهان صورت گرفته است. بیشتر قریب به اتفاق آن ها به نتایج یکسانی دست یافتند. نتایج نشان دادند که تفاوت بسیار کمی بین کیفیت نهایی شیر ای اس ال و شیر پاستوریزه وجود دارد.

کاربردهای دیگر شیر فراپاستوریزه

از تکنولوژی تازه فراوری شیر می توان در تهیه شیرهای طعم دار، غذاهای تخمیر شده نظیر: خامه، دسرهای لبنی، نوشیدنی های سویا و همینطور در تهیه شیر چای و شیر قهوه استفاده کرد.