Mjölk: Hur och varför vi värmebehandlar mjölk

Som med alla livsmedelsprodukter är hälsa och säkerhet av högsta prioritet. För att skydda folkhälsan behandlar mejeriindustrin mjölk med värme och förstör patogena bakterier som kan orsaka sjukdom hos människor. Processen har sitt ursprung i 1800-talet då det var vanligt att mjölk överförde sjukdom som tuberkulos och tyfus. Den franska forskaren Louis Pasteur (1822–1895) upptäckte att värmebehandling dödar patogena bakterier samt bakterier som gör att mjölken förstörs. Sedan mitten av 1900-talet har det varit vanligt att pastörisera mjölken för att göra den säker för människor att konsumera. I de flesta länder finns det lagstiftning som reglerar värmebehandling av mjölk och mejeriprodukter för att se till att mjölkprodukterna är fria från patogena bakterier.

Bättre för hälsan och längre hållbarhetstid

All värmebehandling förlänger hållbarhettiden för livsmedel och drycker. Flera metoder för värmebehandling används för att förstöra mikroorganismer som bakterier, sporer, jäst, mögel och virus. Det som främst skiljer dessa metoder åt skillnader i tid och temperatur, vilka är de viktigaste faktorerna under en värmebehandling. Förutom att döda mikrober inaktiverar uppvärmning även enzymer som finns i mjölk som kan påverka smaken och utseendet negativt under förvaring.

Hållbarhetstiden avser hur lång tid livsmedelsprodukter är stabila och hållbara för konsumtion. Det finns fyra huvudsakliga stabilitetsaspekter som påverkar gränserna för en livsmedelsprodukts hållbarhetstid: mikrobiologi och tillväxt av mikroorganismer, enzymatiska reaktioner och förändringar, kemiska nedbrytningsreaktioner såsom oxidering av livsmedelskomponenter och slutligen fysiska fenomen såsom separering och sedimentering som uppstår i produkten.

Den mikrobiologiska hållbarhetstiden för mjölk avgörs först av antalet mikroorganismer som redan finns i råmjölken. För det andra avgör effektiviteten för att minska mikroorganismerna med den valda konserveringstekniken – i detta fall värme – hur många mikrober som kommer att överleva och finnas kvar efter förpackning. Slutligen kommer förvarings- och distributionstemperaturen att styra hur och om några överlevande mikrober växer och förökas.

Råmjölkskvalitet – från starten

Om den ko som mjölken kommer ifrån är frisk är hennes mjölk i stort sett helt bakteriefri. Så fort mjölkningsprocessen börjar är den sårbar för kontaminering av mjölkförstörande mikroorganismer i mjölkningsområdet. Eftersom mjölk är en gynnsam miljö för mikrobiell tillväxt är det viktigt att hälla mjölkningsområdet och utrustningen mycket rent för att upprätthålla en god råmjölkskvalitet. Det är också viktigt att kyla råmjölken så fort som möjligt och hålla den kall innan värmebehandlingen kan göras på mejeriet. Europeiska standarder för bakterieinnehållet i råmjölk är mindre än 100 000 kolonibildande enheter (CFU) per milliliter. Det är möjligt att processa mjölk med högre bakterietal men resultatet blir då mjölk av sämre kvalitet.

Distributionskedja, kommersiellt steril och ESL

För att göra det möjligt att driva stora moderna mejerier och centraliserade utökade distributionsnät som kräver längre tid har mjölkprodukter med lång hållbarhet blivit allt vanligare. Kyld distribuerad mjölk med förlängd hållbarhetstid (ESL) ger återförsäljare och konsumenter en enklare hantering och mindre svinn under distribution och i hemmet tack vare att dessa produkter håller sig säkra och välsmakande under längre tid.

Mjölk som förvaras och levereras rumstempererad möjliggör en ännu kostnadseffektivare distributionsmetod. Distribution kan också ske till avlägsna platser och delar av världen där kyld distribution inte är möjlig eller en kyld distributionskedja inte har utvecklats.

För att kunna distribuera rumstempererad mjölk behöver den vara kommersiellt steril, vilket betyder att den inte innehåller några mikroorganismer som kan växa under rådande förhållanden. De mikrobiella livsformerna som är svårast att förstöra under sterilisering är sporer på grund av deras tjocka skyddande yttre hinna som ökar deras motståndskraft mot uppvärmning, torkning, frysning, kemiska medel och strålning.

Värmebehandla rätt – olika uppvärmningssätt

När rätt typ av värmebehandling för en viss livsmedelsprodukt ska fastställas, till exempel mjölk, bör kraven på hållbarhetstiden och förhållandena under förvaring och distribution tas i beaktande. Den uppnådda hållbarhetstiden för processad mjölk beror på både tiden och temperaturen för värmebehandlingen. Det finns tre huvudkategorier när det gäller uppvärmningsmetoder: pastörisering, behandling för förlängd hållbarhetstid (ESL) och behandling vid ultrahög temperatur (UHT). Tetra Pak erbjuder kontinuerliga processer med snabb uppvärmning och kylning och en exakt uträknad hålltid, vilket resulterar i en mycket lägre värmebelastning på mjölken jämfört med traditionella batchmetoder.

På grund av värmens potentiella effekt på smak, lukt, färg och näringsvärde är det bra om mjölken kan processas så lite som möjligt men ändå tillräckligt för att uppnå nödvändig livsmedelssäkerhet och önskad hållbarhet. Även om värmebehandling kan försämra näringsämnen i vissa produkter är detta ingen större fråga vid värmebehandling av mjölk under kontinuerlig behandling.

Det finns två grundprinciper för uppvärmning – indirekt och direkt. Indirekt uppvärmning använder en skiljevägg för att separera produkten från uppvärmningsmediet (eller kylningsmediet). Skiljeväggen överför värmen från mediet till produkten. På så sätt undviks all direkt kontakt mellan medium och produkt. Indirekt uppvärmning görs med olika typer av värmeväxlare. Valet beror på olika faktorer, till exempel produktens fysiska egenskaper, flödeshastighet, körtid och rengöringskrav.

  • Plattvärmeväxlare (PHE) används i huvudsak för släta lättflytande produkter.
  • Tubvärmeväxlare (THE) kan även hantera produkter med partiklar upp till en viss storlek och erbjuder längre körtider. Maximal partikelstorlek beror på rörets diameter.
  • Skrapvärmeväxlare (SSHE) är specialkonstruerade för uppvärmning och kylning av viskösa, klibbiga och klumpiga produkter med eller utan partiklar.

Direkt uppvärmning sätter produkten i direktkontakt med varm ånga under strikt kontrollerade förhållanden så att den snabbt kommer upp i måltemperaturen. Efter att ha måltemperaturen upprätthållits en bestämd tid sänks den också snabbt genom snabbkylning i ett vakuumkärl. Denna snabba uppvärmning och kylning minimerar värmebelastningen, vilket resulterar i en högkvalitativ produkt.

Grundstandarder för pastörisering

Mjölk pastöriseras vanligtvis i plattvärmeväxlare vid 72–75 °C i 15 sekunder. Denna temperatur är tillräcklig för att förstöra alla patogena bakterier samtidigt som antalet organismer som kan förstöra produkten minskar kraftigt. Om ett test med alkalisk fosfatas visar ett negativt resultat bekräftar det att mjölken har pastöriserats tillräckligt så att den är säker att använda som livsmedel. Hållbarhetstiden för pastöriserad mjölk varierar beroende på råmjölkens kvalitet och distributionstemperaturen. I genomsnitt är hållbarhetstiden 7–10 dagar i Europa.

ESL – värmebehandling för förlängd hållbarhetstid

ESL-behandling med hög temperatur utförs för att förstöra alla mikroorganismer som orsakar livsmedelsförstöring och kan förökas under kylning. Högtemperaturbehandling (HTT) omfattar uppvärmning av mjölk vid 120–135 °C i 0,5–4 sekunder. En vanlig standard för ESL-behandling är uppvärmning vid 127 °C i 2 sekunder. I Europa är den genomsnittliga hållbarhetstiden för mjölk som behandlas vid höga temperaturer över 30 dagar.

Medan värmebelastning är proportionell i förhållande till mikrobiologisk reducering gäller samma sak för sensoriska förändringar som smak och färg. ESL-behandling kan uppnås genom både direkt och indirekt uppvärmning. Förutom med värmebehandling går det även att producera ESL-mjölk med mikrofiltrering eller baktofugering i kombination med pastörisering.

UHT – ultrahög temperaturbehandling

Syftet med UHT-behandling är att förstöra alla mikroorganismer som kan växa och förökas under förvaring eller transport i rumstemperatur och förstöra produkten. UHT-behandling steriliserar mjölken genom att behandla den vid en mycket hög temperatur under en kort tid. Denna process förstör alla mikroorganismer, inklusive sporer som är de mest värmebeständiga och som, om de inte utrotas, kan börja utvecklas i och förstöra förpackad mjölk.

UHT-behandling består normalt av att värma upp produkten till 137–142 °C i 2–4 sekunder, vanligtvis till 137 °C i 4 sekunder. Efter kylning förpackas produkten aseptiskt i en aseptisk förpackning som ger kommersiell sterilitet, vilket betyder att den kan förvaras i rumstemperatur i flera månader. Både direkt och indirekt uppvärmning (se ovan) används vid UHT-behandling beroende på önskad kvalitet och produktionsbudget. Om driftskostnaderna är viktiga används indirekt uppvärmning med platt- eller tubvärmeväxlare. Eftersom direkt uppvärmning genom ånginjektion eller infusion ger mycket låg värmebelastning används denna metod för att säkerställa minimala sensoriska förändringar och högsta produktkvalitet.

Häller upp mjölk