Επεξεργασία εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας

Η επεξεργασία εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας (αγγλικά: Ultra High Temperatυre [UHT]) ή επεξεργασία [υπέρ|άκρως|πολύ] υψηλής θερμοκρασίας ή υπερθερμική επεξεργασία ή υπερπαστερίωση  είναι μια τεχνολογία επεξεργασίας τροφίμων που αποστειρώνει τα υγρά τρόφιμα θερμαίνοντάς τα πάνω από 135 °C (δηλ. τη θερμοκρασία που απαιτείται για να σκοτωθούν τα βακτηριακά ενδοσπόρια) για 2 έως 5 δευτερόλεπτα. Το UHT χρησιμοποιείται πιο συχνά στην παραγωγή γάλακτος, αλλά η διαδικασία χρησιμοποιείται επίσης για χυμούς φρούτων, κρέμες, γάλα σόγιας, γιαούρτι, κρασί, σούπες, μέλι και συσκευασμένα μαγειρευτά φαγητά. Το γάλα UHT αναπτύχθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960 και έγινε γενικά διαθέσιμο για κατανάλωση τη δεκαετία του 1970.

Η θερμότητα που χρησιμοποιείται κατά τη διαδικασία UHT μπορεί να προκαλέσει ένα πιο σκούρο χρώμα λόγω της ατίδρασης Μαϊγιάρ και να αλλάξει τη γεύση και τη μυρωδιά των γαλακτοκομικών προϊόντων. Μια εναλλακτική διαδικασία είναι η παστερίωση υψηλής θερμοκρασίας σύντομου χρόνου (HTST ή flash pasteurization), κατά την οποία το γάλα θερμαίνεται στους 72 °C για τουλάχιστον 15 δευτερόλεπτα.

Το γάλα UHT που είναι συσκευασμένο σε αποστειρωμένο δοχείο, έχει τυπική διάρκεια ζωής εκτός ψυγείου, από έξι έως εννέα μήνες. Αντίθετα, το παστεριωμένο γάλα υψηλής θερμοκρασίας σύντομου χρόνου (flash pasteurized), έχει διάρκεια ζωής περίπου δύο εβδομάδες από την επεξεργασία ή περίπου μία εβδομάδα από τη διάθεσή του στην αγορά.

Ιστορία 
Η πιο συχνά εφαρμοζόμενη τεχνική για την παροχή ενός ασφαλούς και μακράς διαρκείας γάλακτος, είναι η θερμική επεξεργασία. Το πρώτο σύστημα που περιλάμβανε έμμεση θέρμανση με συνεχή ροή (125 °C για 6 λεπτά) κατασκευάστηκε το 1893. Το 1912, μια μέθοδος συνεχούς ροής, άμεσης θέρμανσης για ανάμειξη ατμού με γάλα σε θερμοκρασίες 130-140 °C, κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Ωστόσο, χωρίς εμπορικά διαθέσιμα συστήματα ασηπτικής συσκευασίας για τη συσκευασία και την αποθήκευση του προϊόντος, αυτή η τεχνολογία δεν ήταν πολύ χρήσιμη από μόνη της και η περαιτέρω ανάπτυξή της σταμάτησε μέχρι τη δεκαετία του 1950. Το 1953, η APV καινοτόμησε με μια τεχνολογία, που περιελάμβανε άμεση έγχυση ατμού μέσω ενός ειδικά σχεδιασμένου ακροφυσίου, το οποίο ανέβαζε άμεσα τη θερμοκρασία του προϊόντος, με την επωνυμία Uperiser. Με αυτήν την μέθοδο, το γάλα μπορούσε πλέον να συσκευαστεί σε αποστειρωμένα κουτιά. Τη δεκαετία του 1960, η APV κυκλοφόρησε το πρώτο εμπορικό σύστημα έγχυσης ατμού με την επωνυμία Palarisator. 

Στη Σουηδία, η Tetra Pak κυκλοφόρησε τετραεδρικά χαρτοκιβώτια το 1952, ενώ την δεκαετία του 1960, μετά από τεχνολογικές προόδους, έκαναν μια πρωτοποριακή ανακάλυψη, συνδυάζοντας τεχνικές συναρμολόγησης χαρτοκιβωτίων και ασηπτικής συσκευασίας, το οποίο είχε διεθνή απήχηση. Στην ασηπτική επεξεργασία, το προϊόν και η συσκευασία αποστειρώνονται χωριστά και στη συνέχεια συνδυάζονται και σφραγίζονται σε αποστειρωμένο περιβάλλον, σε αντίθεση με την κονσερβοποίηση, όπου το προϊόν και η συσκευασία πρώτα συνδυάζονται και μετά αποστειρώνονται.

Ο νόμος περί εισαγωγής γάλακτος του 1983 ψηφίστηκε από το κοινοβούλιο του Ηνωμένου Βασιλείου, μετά από επιτυχή προσφυγή στο Ευρωπαϊκό Δικαστήριο που εμπόδισε την κυβέρνηση να απαγορεύσει την εισαγωγή γάλακτος UHT.

Τον Ιούνιο του 1993, η Parmalat παρουσίασε το δικό της γάλα UHT στις Ηνωμένες Πολιτείες. Στην αμερικανική αγορά, οι καταναλωτές είναι επιφυλακτικοί αναφορικά με την κατανάλωση γάλακτος, που δεν πωλείται υπό συνθήκες ψύξης και διστάζουν να το αγοράσουν. Για να το αντιμετωπίσει αυτό, η Parmalat πουλάει το UHT γάλα της σε παλιομοδίτικα δοχεία, που πωλούνται, χωρίς να υπάρχει λόγος, στα ράφια των ψυγείων. Το γάλα UHT χρησιμοποιείται επίσης για πολλά άλλα γαλακτοκομικά προϊόντα.

Το 2008 η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου πρότεινε να παραχθούν 9 στις 10 πίντες ως UHT μέχρι το 2020, κάτι που πίστευαν ότι θα μείωνε σημαντικά την ανάγκη για ψύξη και επομένως θα ωφελούσε το περιβάλλον, μειώνοντας τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Ωστόσο, η βιομηχανία γάλακτος αντιτάχθηκε σε αυτό και η πρόταση εγκαταλείφθηκε.

Τεχνολογία 
Η επεξεργασία σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες πραγματοποιείται σε σύνθετες μονάδες παραγωγής, οι οποίες εκτελούν διάφορα στάδια επεξεργασίας και συσκευασίας τροφίμων αυτόματα και διαδοχικά: 

 Θέρμανση σύντομου χρόνου (flash heating)
 Ψύξη σύντομου χρόνου (flash cooling)
 Ομογενοποίηση
 Ασηπτική συσκευασία

Στο στάδιο θέρμανσης, το υπό επεξεργασία υγρό προθερμαίνεται πρώτα σε μια μη κρίσιμη θερμοκρασία (70-80 °C για το γάλα) και στη συνέχεια θερμαίνεται γρήγορα στη θερμοκρασία που απαιτείται από τη διαδικασία. Υπάρχουν δύο τύποι τεχνολογιών θέρμανσης: η άμεση, όπου το προϊόν έρχεται σε άμεση επαφή με τον ζεστό ατμό και η έμμεση, όπου το προϊόν και το θερμαντικό μέσο παραμένουν χωρισμένα από τις επιφάνειες επαφής του εξοπλισμού. Οι κύριοι στόχοι του σχεδιασμού, τόσο από άποψη ποιότητας του προϊόντος, όσο και από άποψη απόδοσης, είναι να διατηρηθεί η υψηλή θερμοκρασία του προϊόντος για όσο το δυνατόν συντομότερο χρονικό διάστημα και να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία κατανέμεται ομοιόμορφα καθ' όλη την διάρκεια της διαδικασίας.

Συστήματα άμεσης θέρμανσης 
Τα συστήματα άμμεσης θέρμανσης έχουν το πλεονέκτημα ότι το προϊόν διατηρείται σε υψηλή θερμοκρασία για μικρότερο χρονικό διάστημα, μειώνοντας έτσι τη θερμική βλάβη για τα ευαίσθητα προϊόντα, όπως το γάλα. Υπάρχουν δύο κατηγορίες άμεσων συστημάτων: 

 Με έγχυση ατμού στο υγρό (direct injection).  Σε αυτήν την μέθοδο, ατμός υψηλής πίεσης εγχέεται στο υπό επεξεργασία υγρό (πχ γάλα), το οποίο επιτρέπει γρήγορη θέρμανση και ψύξη, αλλά είναι κατάλληλο μόνο για ορισμένα προϊόντα. Όταν το προϊόν έρχεται σε επαφή με το ζεστό ακροφύσιο, υπάρχει πιθανότητα τοπικής υπερθέρμανσης.
 Με έγχυση του υγρού σε ατμό (direct infusion). Σε αυτήν την μέθοδο το υγρό διοχετεύεται μέσω ενός ακροφυσίου (εκνέφωση), σε ένα θάλαμο με ατμό υψηλής πίεσης σε σχετικά χαμηλή συγκέντρωση, το οποίο παρέχει μεγάλη επιφάνεια επαφής. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται σχεδόν στιγμιαία θέρμανση και ψύξη και ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας, αποφεύγοντας την τοπική υπερθέρμανση. Η μέθοδος είναι κατάλληλη για υγρά τόσο χαμηλού όσο και υψηλού ιξώδους .

Συστήματα έμμεσης θέρμανσης 
Στα συστήματα έμμεσης θέρμανσης, το προϊόν θερμαίνεται με στερεό εναλλάκτη θερμότητας, παρόμοιο με εκείνους που χρησιμοποιούνται για την παστερίωση. Ωστόσο, καθώς εφαρμόζονται υψηλότερες θερμοκρασίες, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν υψηλότερες πιέσεις για να αποφευχθεί ο βρασμός. 

Υπάρχουν τρεις τύποι εναλλάκτη που χρησιμοποιούνται: 

 Εναλλάκτες θερμότητας πλάκας
 Εναλλάκτες θερμότητας σωλήνων
 Εναλλάκτες θερμότητας απόξεσης επιφάνειας.

Για επίτευξη  καλύτερης απόδοσης, χρησιμοποιείται νερό ή ατμός υπό πίεση, ως μέσο για τη θέρμανση των ίδιων των εναλλακτών, συνοδευόμενα από μια μονάδα αναδημιουργίας, που επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση του μέσου θέρμανσης, οδηγώντας σε εξοικονόμηση ενέργειας.

Ψύξη σύντομου χρόνου (flash cooling) 
Μετά τη θέρμανση, το ζεστό προϊόν περνά σε ένα σωλήνα συγκράτησης και στη συνέχεια σε ένα θάλαμο κενού, όπου ξαφνικά χάνει τη θερμοκρασία του και εξατμίζεται. Η διαδικασία, που αναφέρεται ως ψύξη σύντομου χρόνου (flash cooling), μειώνει τον κίνδυνο θερμικής βλάβης, αδρανοποιεί τα θερμόφιλα μικρόβια λόγω απότομης πτώσης της θερμοκρασίας, αφαιρεί μέρος ή όλο το πλεονάζον νερό, που λαμβάνεται κατά την επαφή με τον ατμό και αφαιρεί ορισμένες από τις πτητικές ενώσεις που επηρεάζουν αρνητικά την ποιότητα του προϊόντος. Ο ρυθμός ψύξης και η ποσότητα του νερού που αφαιρείται καθορίζεται από το επίπεδο του κενού, το οποίο πρέπει να βαθμονομηθεί προσεκτικά.

Ομογενοποίηση 
Η ομογενοποίηση είναι μέρος της διαδικασίας που πραγματοποιείται ειδικά για το γάλα. Είναι μια μηχανική διαδικασία που αποσκοπεί στη μείωση του μεγέθους των σφαιριδίων λίπους στο γάλα, το οποίο συνεισφέρει στην αύξηση του αριθμού τους και της συνολικής επιφάνειάς τους. Αυτό μειώνει την τάση του γάλακτος να σχηματίζει κρέμα στην επιφάνειά του, ενώ όταν έρθει σε επαφή με δοχεία, ενισχύει τη σταθερότητά του και το καθιστά πιο εύγευστο για τους καταναλωτές.

Παγκόσμια χρήση 
Το γάλα UHT γνώρισε μεγάλη επιτυχία σε μεγάλο μέρος της Ευρώπης, αφού σε όλη την ήπειρο 7 στους 10 ανθρώπους το καταναλώνουν τακτικά. Σε χώρες με θερμότερο κλίμα, όπως η Ισπανία, προτιμάται το γάλα UHT λόγω του υψηλού κόστους μεταφοράς με φορτηγά-ψυγεία και των αναποτελεσματικών "ραφιών συντήρησης θερμοκρασίας". Το UHT είναι λιγότερο δημοφιλές στη Βόρεια Ευρώπη και τη Σκανδιναβία, ιδιαίτερα στη Δανία, τη Φινλανδία, τη Νορβηγία, τη Σουηδία, το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ιρλανδία. Λιγότερο δημοφιλές είναι και στην Ελλάδα, όπου το φρέσκο παστεριωμένο γάλα είναι το πιο δημοφιλές. 

Ενώ το μεγαλύτερο μέρος του κανονικού γάλακτος που πωλείται στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι παστεριωμένο, ένα σημαντικό ποσοστό του βιολογικού γάλακτος που πωλείται στις ΗΠΑ είναι κατεργασμένο με UHT (το βιολογικό γάλα παράγεται σε λιγότερες τοποθεσίες και κατά συνέπεια απαιτείται περισσότερος χρόνος στην αλυσίδα εφοδιασμού και επομένως μπορεί να χαλάσει πριν ή λίγο μετά την πώληση, εάν είναι παστεριωμένο).

Πηγή:

Θρεπτικά αποτελέσματα 

Το γάλα UHT περιέχει τον ίδιο αριθμό θερμίδων και ασβεστίου με το παστεριωμένο γάλα , ενώ μπορεί να υπάρξουν απώλειες σε βιταμίνη Β12, βιταμίνη C και θειαμίνη.  Περιέχει 1 μg φυλλικού οξέος ανά 100 g, ενώ το παστεριωμένο γάλα περιέχει 9 μg. 

Η πρωτεϊνική δομή του γάλακτος UHT είναι διαφορετική από αυτή του παστεριωμένου γάλακτος, γεγονός που εμποδίζει τον διαχωρισμό του στην τυροκομία. 

Δύο μελέτες που δημοσιεύθηκαν στα τέλη του 20ου αιώνα έδειξαν ότι η επεξεργασία με UHT αναγκάζει τις πρωτεΐνες που περιέχονται στο γάλα να ξεδιπλώνονται και να ισοπεδώνονται και οι πρώην «θαμμένες» ομάδες σουλφυδρυλίου (SH), οι οποίες συνήθως καλύπτονται στη φυσική πρωτεΐνη, αφήνουν μια γεύση  παραψημένου ή καμμένου. Μια μελέτη μείωσε την περιεκτικότητα σε θειόλη, ακινητοποιώντας την σουλφυδρυλοοξειδάση σε αποβουτυρωμένο γάλα θερμαινόμενο με UHT και ανέφερε, μετά από ενζυματική οξείδωση, ότι παρουσίασε βελτιωμένη γεύση. Δύο Αμερικανοί συγγραφείς πριν από τη θέρμανση, πρόσθεσαν τη φλαβονοειδή ένωση επικατεχίνη στο γάλα και ανέφεραν μερική μείωση των θερμικά παραγόμενων αρωμάτων.

Δείτε επίσης
 Παστερίωση
 Ομογενοποίηση

Αναφορές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Γάλα σε κουτί. Από: Interesting Thing of the Day

Γάλα
Τρόφιμα
Συντήρηση τροφίμων
Εργαστηριακές τεχνικές
Επιστήμη τροφίμων
Φυσικές διεργασίες
Σελίδες με μη επιθεωρημένες μεταφράσεις