در ادامه، به این سوالات پاسخ خواهیم داد که پاستوریزه یعنی چه و در چه صنایعی مورد استفاده قرار میگیرد؟ چرا این فرایند از اهمیت ویژهای برخوردار است؟ انواع روشهای پاستوریزه کدامند و این فرایند با استفاده از چه دستگاههایی انجام میشود؟ دستگاه پاستوریزه چیست؟ و... . با ما همراه باشید تا با جزئیات این فرآوری حرارتی در صنعت مواد غذایی آشنا شوید.
فرآیند پاستوریزاسیون چیست؟
ضدعفونی کردن با حرارت یا پاستوریزاسیون (Pasteurization) فرآیندی است که در آن مواد غذایی مایع مانند شیر، آبمیوه و... را برای از بین بردن باکتریهای مضر و افزایش ماندگاری آنها به مدت کوتاهی در دمای مشخصی حرارت میدهند و سپس به سرعت سرد میکنند.
این روش که به نام لویی پاستور، دانشمند فرانسوی، نامگذاری شده است، بدون تغییر قابل توجه در طعم و ارزش غذایی محصول، میکروارگانیسمهای بیماریزا را نابود میکند. فرآوری حرارتی مواد غذایی به وسیله دستگاه پاستوریزاتور نقش مهمی در بهداشت و ایمنی آن ها ایفا میکند و از بروز بسیاری از بیماریهای ناشی از مصرف خوراکی های آلوده جلوگیری مینماید.
هدف از پاستوریزاسیون مواد غذایی چیست؟
- ✔️از بین بردن باکتریهای بیماریزا: یکی از مزایای پاستوریزاسیون در صنایع غذایی از بین بردن میکروارگانسیمهاست؛ این کار خطر ابتلا به بیماریهای ناشی از غذا را به طور قابل توجهی کاهش میدهد.
- ✔️افزایش ماندگاری: با از بین بردن میکروارگانیسمهای عامل فساد، عمر مفید محصول افزایش مییابد.
- ✔️غیرفعال کردن آنزیمها: آنزیمهایی که باعث تغییر طعم، رنگ و بافت مواد غذایی میشوند نیز در این فرآیند غیرفعال میشوند.
توسعه فرایند پاستوریزاسیون در صنایع مختلف
Pasteurization یک فرآیند حرارتی است که به ویژه در صنایع غذایی و آشامیدنی، کاربرد دارد. این عملیات با گرم کردن مایع تا دمای مشخصی برای مدت زمان معین و سپس سرد کردن سریع آن انجام میگیرد. صنایعی که محصولات خود را پاستوریزه می کنند، عبارتند از:
- ✔️ کارخانجات محصولات لبنیاتی: پاستوریزاسیون شیر رایجترین کاربرد این فرآیند است و برای از بین بردن باکتریهای مضر مانند سالمونلا، لیستریا و اشرشیا کلی انجام میشود. همچنین در تولید سایر محصولات لبنی مانند ماست، پنیر و بستنی نیز کاربرد دارد.
- ✔️ کارخانه آبمیوه و نوشیدنی: پاستوریزاسیون آبمیوه، آب سبزیجات، نوشابههای گازدار و غیرگازدار و... هدف اصلی جلوگیری از تخمیر و فساد میکروبی است، بدون اینکه ترکیبات طعمی و عطری از بین برود. به همین دلیل معمولاً از فرآیندهای سریع با زمان تماس کوتاه استفاده میشود تا کیفیت طعم طبیعی حفظ شود.
- ✔️ کارخانه تهیه غذاهای دریایی: محصولات دریایی بهسرعت فاسد میشوند، بنابراین این فرایند برای کاهش بار میکروبی و کند کردن فعالیت آنزیمها استفاده میشود. کنترل کیفیت مواد غذایی دقیق در این بخش اهمیت زیادی دارد چون حتی تأخیر کوچک باعث افت کیفیت میشود.
- ✔️ کارخانه تهیه غذای آماده: برخی از غذاهای آماده بستهبندی شده، مانند سوپها، سسها و غذاهای نیمهآماده مانند سوسیس و کالباس، همبرگر، برای افزایش ماندگاری و ایمنی پاستوریزه میشوند.
- ✔️ کارخانه جات غذای کنسروی: بسیاری از کنسروها همچون کنسرو بادمجان، لوبیا، تن ماهی، کمپوت، رب و... پس از بستهبندی برای از بین بردن میکروب ها و افزایش ماندگاری، تحت فرآیند پاستوریزه قرار میگیرند.
- ✔️ صنعت گوشت: در فرآوردههای گوشتی، پاستوریزاسیون برای کنترل باکتریهای خطرناک و افزایش ایمنی مصرف بهکار میرود. چالش اصلی اینجاست که بافت و پروتئینها حساس هستند و باید از تغییر بافت یا افت کیفیت جلوگیری شود.
- ✔️ صنعت داروسازی و آرایشی بهداشتی: در این صنایع، برای بهداشتی کردن برخی از محصولات مایع، داروها و مواد آرایشی بهداشتی که حاوی آب هستند و مستعد رشد میکروب اند، استفاده میشود.
مراحل کلی یا فرآیند پاستوریزه کردن مواد غذایی
فرایند پاستوریزاسیون مواد غذایی و شیر در کارخانه شامل ۴ مرحله است که در ادامه باهم بررسی میکنیم:
- 1. تهیه مواد غذایی: در این مرحله، ماده اولیه از نظر بار میکروبی، pH و یکنواختی بررسی و در صورت نیاز فیلتر یا تصفیه اولیه میشود.
- 2. انتقال مواد غذایی به سیستم پاستوریزاسیون: مواد از طریق پمپهای بهداشتی وارد سیستم میشوند. در این مسیر، مخزن یا تانک برای نگهداری موقت، واحد حرارتی برای اعمال دما و سیستم کنترل دما برای تنظیم دقیق زمان و دما به کار میرود تا فرایند بهصورت یکنواخت و پایدار انجام شود.
- 3. اعمال دمای حرارت: در این مرحله، ماده غذایی در واحد حرارتی قرار میگیرد تا فرایند اصلی پاستوریزاسیون انجام شود. هدف، کاهش بار میکروبی و افزایش ایمنی محصول است و کنترل دقیق شرایط نقش اصلی در کیفیت خروجی دارد.
- 4. نگهداری مواد غذایی در دمای مشخص: در این مرحله، ماده غذایی برای مدت زمان مشخص در شرایط کنترلشده باقی میماند تا اثر فرایند حرارتی کامل شود. این مدت زمان به نوع محصول، بار میکروبی اولیه و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن بستگی دارد.
- 5. خنک کردن مواد غذایی: در این مرحله، محصول بلافاصله پس از فرایند حرارتی به دمای پایین میرسد تا از رشد مجدد میکروارگانیسمها جلوگیری شود.
انواع پاستوریزاسیون (Pasteurization) در صنعت مواد غذایی
انواع مختلفی از روش های پاستوریزاسیون مواد غذایی وجود دارد که در ادامه به چند روش رایج آن اشاره میکنیم:
1- پاستوریزاسیون طولانی مدت در دمای پایین (LTLT)
در این روش، شیر یا ماده غذایی در یک مخزن بزرگ گرم شده و در دمای نسبتاً پایین (معمولاً 63 درجه سانتیگراد) به مدت طولانیتری (حدود 30 دقیقه) نگهداری شده، سپس به سرعت خنک میشود. این روش قدیمیتر است و معمولاً برای محصولات در حجم کمتری استفاده میشود. مزیت این روش تأثیر کمتر آن بر طعم و مواد مغذی محصول نهایی است.
2- پاستوریزاسیون با دمای بالا در مدت کوتاه (HTST)
پاستوریزاسیون سریع، که اغلب به آن فرآوری حرارتی با دمای بالا-زمان کوتاه (HTST) یا فلش نیز می شناسند. در حال حاضر رایجترین انواع پاستوریزاسیون در کارخانه جات صنایع غذایی است. در این روش، ماده غذایی به سرعت تا دمای بالاتری (معمولاً 72 درجه سانتیگراد برای شیر) به مدت کوتاهی (حدود 15 ثانیه) گرم شده، سپس به سرعت خنک میگردد.
پاستوریزه کردن سریع یا فلش با دستگاه پاستوریزاتور صفحه ای بسیار کارآمد بوده و برای محصولاتی در حجمهای بزرگتر و بیشتر انتخاب مناسبی است، زیرا تأثیری در تغییر طعم و مواد مغذی محصول نهایی ندارد.
3- پاستوریزاسیون در دمای فوقالعاده بالا (UHT)
در این روش، محصولات در دمای بسیار بالاتری (بین 135 تا 150 درجه سانتیگراد) برای مدت زمان بسیار کوتاهی (2 تا 5 ثانیه) گرم شده و سپس در شرایط کاملاً استریل بستهبندی میشود. محصولاتی که از طریق روش UHT با دستگاه پاستوریزاتور لوله ای، پاستور می شوند، قابلیت نگهداری برای مدت طولانی (چند ماه) در دمای اتاق را دارند، تا زمانی که بستهبندی آنها باز شود.
4- پاستوریزاسیون با بخار
در این روش، از بخار داغ برای حرارت دادن به سطح مواد غذایی استفاده میشود. این حرارت باعث از بین رفتن باکتریها، ویروسها و... مضر میشود. بهداشتی کردن با بخار معمولاً برای پاستوریزه کردن سطح گوشت، به ویژه گوشت گاو، استفاده میشود. در این روش، گوشت به مدت کوتاهی در معرض بخار داغ قرار میگیرد و سپس به سرعت سرد میشود. این کار باعث کاهش قابل توجه باکتریهای بیماریزا مانند سالمونلا و اشرشیا کلی میشود.
5- پاستوریزاسیون با اشعه
در این روش، از اشعههای یونیزان مانند اشعه گاما یا اشعه ایکس برای از بین بردن عوال بیماری زا استفاده میشود. این اشعهها با آسیب رساندن به DNA میکروارگانیسمها، آنها را غیرفعال میکنند. پاستوریزه کردن با اشعه میتواند برای انواع مختلفی از مواد غذایی از جمله میوهها، سبزیجات، ادویهجات و گوشت استفاده شود. این روش به طور موثری باعث افزایش ماندگاری خوراکی میشود بدون اینکه تغییرات قابل توجهی در مزه، بافت یا ارزش غذایی آنها ایجاد کند.
انتخاب انواع پاستوریزاسیون بستگی به نوع ماده غذایی، هدف از فرآوری حرارتی (افزایش ایمنی در مقابل افزایش ماندگاری)، حجم تولید و ملاحظات مربوط به کیفیت محصول دارد.
اجزای کلیدی سیستم پاستوریزاسیون
یک سیستم استاندارد شامل چهار بخش اصلی است:
- • مبدل حرارتی (Heat Exchanger): قلب سیستم برای انتقال حرارت با راندمان بالا
- • لوله ماند (Holding Tube): تضمین زمان تماس حرارتی دقیق
- • سنسورهای دما و کنترلر PID: برای حفظ دقت دمایی در حد ±0.5°C
- • سیستم خنککاری: برای تثبیت سریع محصول و جلوگیری از رشد مجدد میکروبی
تفاوت استریلیزاسیون و پاستوریزاسیون و هموژنیزاسیون
استرلیزه و پاستوریزه و هموژنیزه سه فرآیند متفاوت هستند که روی مواد غذایی متنوعی از جمله آبمیوه ها، شیر، فرآوری های گوشتی، سسها و... اعمال میشوند. در ادامه تفاوت های آن ها با بیانی ساده توضیح داده ایم:
| نگاهی کوتاه به تفاوت پاستوریزاسیون با استریلیزه و هموژنیزه |
| ویژگی |
پاستوریزاسیون |
استریلیزاسیون |
هموژنیزه کردن |
| هدف اصلی |
از بین بردن باکتریهای بیماریزا و کاهش باکتریهای عامل فساد برای افزایش ایمنی و ماندگاری |
از بین بردن تمام میکروارگانیسمها (باکتریها، ویروسها، قارچها و اسپورها) برای ایجاد یک محصول کاملاً عاری از میکروارگانیسم |
یکنواخت کردن اندازه ذرات چربی در مایع (بهویژه شیر) برای جلوگیری از جدا شدن خامه و بهبود بافت |
| دما و زمان |
معمولاً در دماهای نسبتاً پایین (زیر 100 درجه سانتیگراد) برای مدت زمان مشخص (از چند ثانیه تا 30 دقیقه) |
معمولاً در دماهای بالا (بالای 100 درجه سانتیگراد) و اغلب تحت فشار برای مدت زمان طولانیتر |
فرآیند مکانیکی است و شامل حرارت دادن نمیشود |
| تاثیر بر میکروارگانیسمها |
از بین بردن باکتریهای بیماریزا و کاهش تعداد باکتریهای عامل فساد، اما ممکن است برخی از اسپورها باقی بمانند |
از بین بردن تمام میکروارگانیسمها و اسپورها |
تاثیری بر میکروارگانیسمها ندارد |
| تاثیر بر کیفیت محصول |
حداقل تغییر در طعم، ارزش غذایی و ظاهر |
ممکن است باعث تغییر در طعم، رنگ و ارزش غذایی شود |
بهبود بافت و ظاهر، جلوگیری از جدا شدن مواد |
| ماندگاری محصول |
افزایش ماندگاری، اما معمولاً نیاز به نگهداری در یخچال دارد |
ماندگاری بسیار طولانی (حتی در دمای اتاق برای محصولات بستهبندی شده به صورت استریل) |
افزایش ماندگاری به دلیل جلوگیری از فساد ناشی از جدا شدن چربی (در مورد شیر) |
| کاربردها |
شیر، آبمیوه، ماءالشعیر، کنسروهای غیر اسیدی |
کنسروهای غذایی، محصولات پزشکی، داروها |
شیر، خامه، بستنی، برخی سسها |
استریلیزاسیون (Sterilization)
هدف از این فرآیند از بین بردن تمام اشکال حیات میکروبی، از جمله باکتریها، قارچها، ویروسها است. به عبارت دیگر، یک ماده استریل شده عاری از هرگونه میکروارگانیسم زنده!
برای استریل کردن محصولات معمولاً از دماهای بالاتر، زمانهای طولانیتر یا روشهای شیمیایی قویتری استفاده میکند. همچنین ممکن است بر کیفیت، طعم، بو یا ارزش غذایی محصول تاثیر بگذارد، به خصوص اگر از حرارت بالا استفاده شود.
محصول استریل شده معمولاً ماندگاری بسیار طولانیتری دارد و میتواند در دمای محیط نگهداری شود (البته تا زمانی که بستهبندی باز نشده باشد). از فرآیند استریلیزه (بخاردهی و جوشاندن) بیشتر در تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، کنسرو کردن مواد غذایی با ماندگاری بسیار بالا و برخی محصولات دارویی استفاده میشود.
هموژنیزه کردن (Homogenization)
هموژنیزه یک فرآیند مکانیکی است که در آن ماده غذایی با فشار بالا از منافذ بسیار کوچک عبور داده میشود. این کار باعث شکستن ذرات بزرگ به ذرات کوچکتر و معلق شدن آنها در سراسر مایع میشود. هدف از این فرآیند کاهش اندازه ذرات چربی یا سایر ذرات معلق در یک مایع و توزیع یکنواخت آنها برای جلوگیری از جدا شدن و ایجاد بافت یکدستتر.
این عملیات بیشتر در تولید شیر (برای جلوگیری از جدا شدن خامه)، خامه، بستنی، سسها، و برخی نوشیدنیها استفاده میشود و بعد از فرآیند پاستوریزاسیون شیر و آبمیوه ها انجام میشود.
تفاوت دمای پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون چگونه است؟
- ✔️ دمای پاستوریزاسیون: معمولاً در دمای زیر 100 درجه سانتیگراد انجام میشود. برای مثال، برای شیر از دمای 63 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه یا 72 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه استفاده میشود.
- ✔️دمای استریلیزاسیون: در دمای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد انجام میشود، معمولاً بین 110 تا 150 درجه سانتیگراد به مدت چند دقیقه. هدف از استریلیزاسیون، از بین بردن تمام میکروارگانیسمها، از جمله اسپورها، است.
فرق پاستوریزه و هموژنیزه
همانطور که در جدول بالا ذکر کردیم در پاستوریزاسیون، هدف اصلی از بین بردن باکتریهای بیماریزا و کاهش میکروارگانیسمهای مضر از طریق حرارتدهی کنترلشده است تا ایمنی و ماندگاری محصول (مثل شیر) افزایش پیدا کند، بدون اینکه تغییر زیادی در طعم و ارزش غذایی ایجاد شود. اما هموژنیزه کردن یک فرآیند حرارتی نیست، بلکه مکانیکی است که در آن چربی موجود در مایعاتی مانند شیر به ذرات بسیار ریز و یکنواخت تبدیل میشود تا از جدا شدن خامه جلوگیری شود و بافت محصول یکدستتر و خوشخوراکتر شود. به طور خلاصه، پاستوریزه برای افزایش ایمنی و کاهش میکروبهاست، در حالی که هموژنیزه برای یکنواختسازی بافت و جلوگیری از جدا شدن چربی به کار میرود.
کدام مواد غذایی پاستوریزه می شوند؟
پاستوریزاسیون در صنایع غذایی نقش مهمی در افزایش ایمنی و ماندگاری محصولات دارد و متناسب با ویژگی هر ماده غذایی طراحی میشود. به همین دلیل، کاربرد پاستوریزایون در صنایع غذایی بیشتر در گروههایی دیده میشود که امکان انتقال حرارت یکنواخت در آنها وجود دارد و نیاز به کنترل دقیق بار میکروبی دارند.
-
- • آبمیوهها و کنسانترهها: برای افزایش ماندگاری و جلوگیری از تخمیر و فساد میکروبی بدون تغییر محسوس در طعم
- • شیر و محصولات لبنی: برای حذف باکتریهای بیماریزا و افزایش ایمنی مصرف بدون آسیب جدی به ارزش غذایی
- • تخممرغ: برای کاهش ریسک آلودگیهای میکروبی مانند سالمونلا در محصولات صنعتی
- • عسل و شربتها: برای کنترل مخمرها و جلوگیری از تخمیر ناخواسته در شرایط نگهداری
- • سسها و مواد غذایی آماده پخت: برای افزایش پایداری محصول و جلوگیری از جداسازی فازها و فساد میکروبی
- • محصولات دریایی حساس (مثل صدفها): برای کاهش بار میکروبی و افزایش ایمنی در محصولات بسیار فسادپذیر
مطلب پیشنهادی
دستگاه پاستوریزاتور شیر چیست؟
دستگاه پاستوریزه عرقيات چیست؟
اگر مواد غذایی پاستوریزه نشوند،چه مشکلاتی به وجود می آید؟
متاسفانه، اگر مواد غذایی بهداشتی نشوند، مشکلات زیاد و خطرناکی برای مصرف کننده در بَر دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- ✔️ افزایش خطر بیماریهای ناشی از غذا: عدم پاستوریزه کردن مواد غذایی باعث میشود این میکروب ها در مواد غذایی باقی بمانند و در صورت مصرف، منجر به بیماریهای مختلفی از جمله اسهال، استفراغ، تب، دردهای شکمی و در موارد شدیدتر، نارسایی کلیه، فلج و حتی مرگ شوند. گروههای آسیبپذیر مانند کودکان، سالمندان، زنان باردار و افراد با سیستم ایمنی ضعیف، بیشتر در معرض خطر ابتلا به بیماریهای جدی ناشی از مصرف خوراکی غیربهداشتی هستند.
- ✔️ کاهش ماندگاری مواد غذایی: میکروارگانیسمهای موجود در مواد غذایی غیرپاستوریزه، علاوه بر ایجاد بیماری، باعث فساد زودرس آنها نیز میشوند. این امر منجر به کاهش عمر مفید خوراکی ها، افزایش ضایعات و ضررهای اقتصادی میشود. این عملیات با از بین بردن این میکروارگانیسمها، ماندگاری آن ها را به طور قابل توجهی افزایش میدهد.
- ✔️ احتمال شیوع بیماریهای واگیردار: برخی از بیماریهای واگیردار مانند سل گاوی میتوانند از طریق مصرف شیر غیر پاستوریزه به انسان منتقل شوند. این روش با از بین بردن باکتری ها از انتقال بیماری جلوگیری میکند.
- ✔️ کاهش کیفیت مواد غذایی: در برخی موارد میتوانند باعث تغییر در طعم، بو، رنگ و بافت آنها شوند و کیفیت محصول را کاهش دهند. این فرآیند با کنترل میکروارگانیسمها، به حفظ کیفیت مطلوب مواد غذایی کمک میکند.
به طور خلاصه، یک فرآیند حیاتی برای اطمینان از سلامت و ایمنی مواد غذایی و افزایش ماندگاری آنها است. عدم انجام این فرآیند میتواند منجر به مشکلات جدی برای سلامت مصرفکنندگان و اقتصاد شود.
خرید دستگاه پاستوریزاتور از آرکا تجهیز صدر (سازنده مبدل حرارتی)
شرکت آرکا تجهیز صدر تولید کننده انواع مبدلهای حرارتی صنعتی از جمله مبدلهای حرارتی مورد استفاده در دستگاه پاستوریزاتور است. این مبدلها نقش حیاتی در فرآیند پاستوریزاسیون ایفا میکنند، زیرا به انتقال حرارت بهینه برای از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر در عین حفظ کیفیت محصول کمک میکنند. با ارائه طیف گستردهای از مبدلهای حرارتی متناسب با نیازهای مختلف، آرکا تجهیز صدر میتواند به صنایع گوناگون در سراسر کشور در بهبود کارایی و ایمنی فرآیندهای تولیدی خود یاری رساند.
سوالات متداول کاربران
تفاوت شیر استریلیزه و پاستوریزه چیست؟
شیر استریلیزه کاملاً عاری از میکروب و ماندگاری بسیار بالا دارد، اما شیر پاستوریزه فقط میکروبهای بیماریزا را از بین میبرد و نیاز به یخچال دارد.
دمای پاستوریزه چقدر است؟
معمولاً حدود 63 درجه به مدت 30 دقیقه یا 72 درجه به مدت 15 ثانیه انجام میشود.
آیا شیر استریلیزه ارزش غذایی کمتری نسبت به شیر پاستوریزه دارد؟
خیر، از نظر ارزش غذایی تفاوت معنیداری ندارند؛ شیر استریلیزه فقط به دلیل حرارت بالاتر ممکن است مقدار بسیار کمی از برخی ویتامینهای حساس (مثل B و C) را کمتر از شیر پاستوریزه داشته باشد، اما در کل هر دو ارزش تغذیهای تقریباً مشابهی دارند.
پاستوریزاسیون به انگلیسی چیست؟
به انگلیسی Pasteurization