ST RNLER TEKNOLOJS Prof Dr GKNUR TERZ GLEL

SÜT ÜRÜNLERİ TEKNOLOJİSİ Prof. Dr. GÖKNUR TERZİ GÜLEL

Sterilizasyonun Tanımı ve Amacı n n n Türk Gıda Kodeksi- Çiğ Süt ve Isıl İşlem Görmüş Sütleri Tebliği’ne göre **** Sterilizasyon; oda sıcaklığında saklanabilen ticari olarak steril bir ürün elde etmek amacı ile normal depolama şartlarında bozulmaya neden olacak tüm mikroorganizmaları ve sporlarını yok eden hermetik ambalajlı ürüne, en az 115ºC’de 13 dakika veya 121ºC’de 3 dakika gibi uygun zaman sıcaklık kombinasyonunda, yüksek sıcaklıkta uzun süreli uygulanan ısıl işlemdir. Sterilize içme sütü, hermetik olarak kapatılmış opak ambalajlarda sterilizasyon işlemi uygulanarak bozulma yapan tüm mikroorganizmaların ve bunların sporlarının yok edildiği süt

STERİL SÜT n n n n Uzun süre bozulmadan saklanabilen, Saklama sırasında sütün niteliklerini bozacak veya Tüketici sağlığı tehdit edecek mikroorganizmaları içermeyen süt olarak tanımlanır. Steril süt üretimine ülkemizde 1975 den itibaren başlanmıştır. 2 metotdan yararlanılır. Ambalajında (şişede) sterilizasyon, UHT sterilizasyon.

AMBALAJINDA STERİLİZE EDİLMİŞ SÜT Teneke kutu, ya da cam şişedeki süte uygulanır. n 105 -112 o. C de 20 -30 dk ısı işlemi uygulanır. Aşamalar; n Süt önce 43 o. C ye kadar plakalı ısıtıcıda ısıtılır, filtre edilerek kirlerinden arınır. n Sonra plakalı ısıtıcıda 74 -77 o. C ye kadar ısıtılan süt homojenize edilir. Homojenizasyon ile: n Şişenin boyun tabakasında yağ tabakası oluşması engellenir, n Yağ homojen bir şekilde dağılır, n Yağın kolay sindirilmesi sağlanır. n n Süt daha sonra küçük şamandıralı makinasına sevk edilir. tanka ve doldurma

n n n Doldurma makinasından süt şişelere doldurulur. Şişenin üst kısmında yeterli boşluk bırakılarak, ısıtma ile sütün genleşmesinden ileri gelen basınçla şişenin kırılması engellenir. Şişe dolduktan sonra hava ve basınca dayanıklı kapakla kapatılır. Daha sonra süte ısı işlemi uygulanır. Isı işlemi ya buhar basıncı ile ya da sıcak hava ile uygulanır.

Buharla sterilizasyon n n Şişelenmiş süt buhar basıncıyla ya otoklavda ya da sterilizatörde kapalı sistemde sterilize edilir. Süt şişeleri kasalar içinde odalara konur. Gerekli basınçta ve ısıda buhar sevkedilir. Sonra şişeler hava akımı veya suyla soğutulur. Isı Buhar basıncı Su tabakası yüksekliği (o. C) (atm) (kg/cm 2) (m) 105 0. 192 0. 199 110 0. 299 0. 309 3. 09 115 0. 668 0. 690 6. 90

Sıcak hava ile sterilizasyon n n Bu metotda basınçlı buhar odasına ihtiyaç yoktur. Sıcak hava ile ısı transferi, buhara göre daha az olduğundan havanın sıcaklığı daha yüksek olmalıdır. Şişeler kasalar içinde tünel biçimindeki sterilizatöre sevk edilir. Tünelde önce kasalar sıcak sudan geçirilerek ısıtılır, sonra da buhar borularıyla ısıtılan sıcak havaya maruz bırakılır (100 o. C) Sıcak hava bölümünden sonra şişelere sıcak su püskürtülerek kısmen soğutulur. Sterilizasyon işlemi sırasında süt ileri geri çalkalanarak ısı transferi sağlanır.

Kusurlar n n n Kısa dayanıklılık süresi: Isı işleminin yetersizliğinden kaynaklanır. Kahverengi görünüm: Aşırı ısı işlemi Krema tabakası oluşumu: Hatalı homojenizasyon Karbolik lezzet ve gaz oluşumu: Bakteri sporlarının varlığı. Prespitasyon: Anormal süt kullanımı. Kolostrum sütü, mastitis (immun globünlerin fazlalığı ile katyonları (Ca, Mg) anyonlara (fosfat, sitrat) dengesizliği, ortamdaki Ca iyonunun kazeinle birleşerek kazeinin kolloidal dengesini bozar. Sedimentasyon: Hatalı filtrasyon, hücre, kan ve kirin varlığı

UHT Steril süt

UHT Steril süt n n UHT sözcüğü ultra-heat treatment (ultra ısı işlemi) veya ultra high temparature (ultra yüksek sıcaklık) anlamına gelmektedir. UHT-sterilizasyon ısının yükseltilmesi ve zamanın elverişli bir şekilde kısaltılması ile bakterisit etkinin artırılması ve yüksek ısının etkisinden oluşacak kimyasal değişikliklerin azaltılması ilkesine dayanmaktadır.

n. Türk n n Gıda Kodeksi-Çiğ Süt ve Isıl İşlem Görmüş Sütleri Tebliği’ ne göre **** UHT; oda sıcaklığında saklanabilen ticari olarak steril bir ürün üretmek amacı ile normal depolama şartlarında bozulmaya neden olacak tüm mikroorganizmaları ve sporlarını yok eden, en az **135°C'de 1 saniyede**, uygun zaman sıcaklık kombinasyonunda yüksek sıcaklıkta kısa süreli sürekli akış altında uygulanan ısıl işlemdir. UHT içme sütü ise çiğ sütün kimyasal, fiziksel ve duyusal özelliklerinde en az değişikliğe yol açarak, bozulma yapabilen tüm mikroorganizmaların ve bunların sporlarının UHT işlemi ile yok edilerek opak ambalaj veya paketleme ile opak hâle getirilen ambalajlara aseptik koşullarda dolum yapılması ile elde edilen içme sütüdür.

n n n UHT sterilizasyonda süt yüksek sıcaklıkta 135 -150 o. C (ort 140 o. C) de kısa bir süre (1 -4 sn) tutulur. Soru *** Süt aseptik olarak paketlere doldurulur. Bu işlemde kimyasal değişiklikler (vitaminlerin parçalanması, serum proteinlerinin denatürasyonu, lezzet ve renk değişiklikleri) diğer sterilizasyon işlemlerine göre daha azdır. Isı işleminin artması ile sütte başlıca değişiklikler renk değişikliği ve mikroorganizmaların sayısında görülür. Renk kahverengileşir, Bacillus stearotermophilus sporlarının sayısı azalır. UHT işleminin bakterisit etkinliğinin değerlendirilmesi için sütte bulunan ısıya dayanıklı bakteri sporlarının varlığı değerlendirilir. Isıya en dayanıklı sporlar Bacillus stearotermophilus ve Bacillus subtilis dir. ****

n Sterilize eden etki SE= Log 10 ilk spor sayısı son spor sayısı Ör: İşlemin sterilize eden etkisi 6 demek 1 milyon (106) mikroorganizmadan 1 nin canlı kalacağı anlaşılır. Normal çiğ sütün 1 ml sinde 0. 01 -100 arasında B. Subtilis ve B. licheniformis sporlarının olduğu bilinmektedir. Yapılan araştırmalarda B. Subtilis sporları için sterilize eden etkinin 8 olduğu belirtilmiştir.

UHT sterilizasyon metotları 1. Direk ısıtma metodu n a. Buharın süte enjeksiyonu n b. Sütün buhara enjeksiyonu 2. Endirekt ısıtma metodu n a. Tubuler tip n b. Yüzeyi kazınan tip n c. Plakalı tip

1. Direk ısıtma metodu aşamaları Her iki sistemde de ısıtma işlemi anında süt buharla yoğunlaşan buharla seyreltilir. Süt 150 o. C de kısa bir süre (1 -5 sn) tutulduktan sonra Vakum kazanına sevk edilir. Vakum kazanında buhardan süte karışan suyun bir kısmı evaporasyonla alınır. Evoporatif soğutma esnasında sütün istenmeyen kokuları da çıkarılır. Aşamalar şu şekildedir: n Ön ısıtma: 80 o. C ye kadar n Sterilizasyon 140 -150 o. C de 1 -4 sn n İlk soğutma 77 -80 o. C n Homojenizasyon 76 o. C n Son soğutma 20 o. C n

A) Buharın Süte Enjeksiyonu n n Bu metotta süte basınç altında (2 atm) buhar özel bir delikten enjekte edilir, süt, 1 -2 dakikada 110 °C ısıya maruz bırakılır. Süttte kondanse olan buhar, işlem sonunda vakumla ortamdan uzaklaştırılır. Bu yönteme ‘uperizasyon’ da denilmektedir. Bu yöntemin aşamaları şunlardır: Süt öncelikle 80ºC’ye kadar ön ısıtmaya tabi tutulmaktadır. Daha sonra bir pompa vasıtasıyla buhar enjeksiyon bölümüne gönderilir ve burada basınç altında (2 atm) içine buhar enjekte edilmektedir. Bu bölümde su buharı, ısısını çok kısa sürede süte vererek onu 135 - 150ºC gibi yüksek derecelere kadar ısıtmaktadır. Süt, bu sıcaklıkta 2 -4 saniye kadar bekletilmekte ve hemen vakum tankına alınarak ani bir genleşme ile içerisindeki su buharı buharlaştırılmaktadır. Burada sütün sıcaklığı 80ºC’ye düşmektedir. Süt ayrı bir tanka sevk edildikten sonra homojenize edilir, soğutulur ve doğrudan doğruya doldurma cihazına sevk edilerek kutulara veya karton ambalajlara doldurulur. Sterilizasyondan hemen sonra uygulanan homojenizasyon aseptik çalışan hassas homojenizatörlerde yapılır. Bu da oldukça pahalı bir işlemdir. Fakat, homojenizasyonun Sterilizasyondan sonra yapılması kaçınılmaz bir işlemdir.

Sütün Buhara Enjeksiyonu n n n n Bu sistemler sütün buharla karışma şekli dışında diğer yönlerden enjeksiyon sistemlerine benzerlik göstermektedir. Bu metotta basınç altında buhar içeren kazana süt zerrecikler halinde püskürtülür. Bu yöntemin aşamaları şunlardır: Süt, buhar enjeksiyon sistemlerindeki gibi balans tankından ön ısıtıcılara gönderilir, rejeneratif ısıtma yapılır. Ön ısıtıcıda pastörize edildikten sonra, ileri derecede ısıtılmış bir odaya püskürtüler. Bu odaya buhar sevk edilir. Burada buhar yardımıyla 140 °C ısıya maruz kalan süt, odanın tabanında toplanır. Buradan sterilizasyon sıcaklığındaki süt, buhar basıncının etkisiyle bekletme borusu ve buradan soğutucuya geçer. Soğuyan süt, aseptik bir pompayla aseptik homojenizatöre pompalanır ve burada homojenizasyon işlemi yapılır. Homojenizatörden iki kademeli soğutucuya gelen süt, önce soğuk su ile sonra buzlu su ile 25ºC ye soğutulur.

Endirekt Isıtma (plakalı sistem) n n n Süt paslanmaz çelikten yapılmış plakalar üzerinden transfer edilir. Isıtıcı yüzeyler HTST pastörizatöründe olduğu gibidir. Isıtıcı yüzeyler sütün ön ısıtmaya (65 -85 o. C de birkaç dk) tutulmasıyla azaltılabilir. Ön ısıtmadan sonra homojenizasyon işlemi yapılır. Ön ısıtma işlemi bu yöntemde ön sterilizatör olarak uygulanır. Bu uygulama sonucu süt proteinlerinin denatürasyonu ve lezzet bozulması şekillenir. Isıdan maksimum tasarruf için sütün soğutulmasında elde edilen sıcak su ön ısıtmada kullanılır. Ön ısıtması tamamlanan süt sterilizasyon bölümüne gönderilir. Burada, plakalı ısı değişticideki buhar yardımıyla sterilizasyon sıcaklığı olan 135 -150 ºC’ye getirilerek bu sıcaklıkta bir kaç saniye tutulmaktadır. Son ısıtmada yüksek basınç altında sıcak su ya da buhar kullanılır. Plakalı ısıtıcıdan gelen süt rejenerasyon bölümüne gelir ve ön soğutma yapılır. Esas soğutma ise soğuk su ile plakalı soğutucuda gerçekleştirmektedir. Bu metotda pastörizasyona ek olarak süt 135 o. C ye kadar son ısıtma işlemine maruz bırakılır.

Endirekt ısıtma metodu aşamaları n n n Ön ısıtma: 85 o. C ye kadar Homojenizasyon 30 o. C İkinci ısıtma 108 o. C ye kadar Sterilizasyon 140 o. C de İlk soğutma 37 o. C Son soğutma 20 o. C

Dolaylı UHT Yöntemi n n n Dolaylı UHT yönteminde süt, ön ısıtmadan sonra kural olarak homojenize edilmektedir. Sütün yüksek derecelere kadar ısıtılması ısı değiştiriciler içinde gerçekleştirilmektedir. Sterilizasyondan sonra süt, içerisinde oluşmuş arzulanmayan aroma maddelerinin ve gazların uzaklaştırılması amacıyla vakum altındaki deaeratöre gönderilmektedir. Dolaylı yöntemle çalışan bazı UHT tesislerinde sterilize edilmiş süt, sterilizasyondan sonra genleştirme kabına gönderilerek burada sıcaklığı çok kısa sürede 138ºC’den 112ºC’ye düşürülmektedir. Balans tankından pompa ile alınan çiğ süt, sterilizasyon halkasının ilk bölümünden geçerek rejenerasyon bölümüne gider ve burada ön ısıtma gerçekleştirilmektedir. Ön ısıtma iki kademeli yapılmaktadır. Birinci kademede sıcaklık 65ºC’ye yükseltilmektedir. 65ºC’ye ısıtılan süt bir bypass yardımıyla homojenizatöre gönderilmekte ve homojenizasyon işleminden sonra, basınçla ikinci kademeye gelerek ön ısıtma işlemi tamamlanmaktadır. Ön ısıtması tamamlanan süt sterilizasyon bölümüne gönderilir. Burada, plakalı ısı değişticideki buhar yardımıyla sterilizasyon sıcaklığı olan 135150 ºC’ye getirilerek bu sıcaklıkta bir kaç saniye tutulmaktadır.

Direk ve endirek ısıtma metodları karşılaştırılması Isıtma-soğutma n Direk ısıtmada ısıtma ve soğutma aniden olur. n Endirek ısıtmada sıcaklığın yükselme oranı az ise soğutma da oldukça çabuk olur. Kalıntı n Direk ısıtma sisteminde metal yüzeyler sütten daha sıcak, ısıtma ve soğutma arasındaki zaman çok kısa olduğundan kalıntılar daha ufaktır. n Endirek ısıtma metodunun uygulandığı ünitelerin ısıtma yüzeylerinde kalıntı birikimi oluşur ve üretimi kısıtlar. Kokular n Direk ısıtmada evaporasyonel soğutma safhasında sütte istenmeyen kokular giderilir. n Endirek ısıtmada bu işlem için bazı ilave aletler eklenmelidir.

AMBALAJLAMA n n Teneke kutular için: Martin Dole Özel tabakalı ambalajlar için: Tetra Pak ve Pure Pak sistemler kullanılır. Tetra Pak sistemde kullanılan ambalajlar mum, aliminyum folye, polietilenle kapalı traft kağıdı tabakalarından oluşur. Bakteriolojik kalitesi yüksektir (0. 02 -0. 04 bakteri/cm 2) Soru: ****Ambalaj materyalinin sterilizasyonu için önce 80 o. C de 8 -9 sn %17 lik hidrojen peroksit ile muamele edilir. Sonra silindir şeklindeki ısıtıcının etrafından geçirilerek kısa bir sürede 200 o. C sıcaklığa çıkartılır. **** n n Yüksek sıcaklığın etkisi ile materyalde kalan hidrojen peroksit kalıntıları parçalanır. Sterilizasyon işlemi tamamlanan kartonlara UHT steril süt aseptik şartlarda doldurulur.

Aseptik ambalaj, altı katmanlı yapısı sayesinde ürünün hava ve ışıkla temasını önlemektedir. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Bu katmanlar şu şekilde sıralanır Neme karşı koruyucu polietilen Yapıştırıcı polietilen Oksijen, koku ve ışığı engelleyen aseptik alüminyum folyo Yapıştırıcı polietilen Sıvı tutucu, polietilen Bu katmanlardan karton, esas malzeme

Kusurlar n n n UHT steril sütte kusurlara mikrobiyolojik, anormal çiğ sütlerin kullanılması, üretimden kaynaklanan hatalar neden olmaktadır. Bunlar: Dayanıklılık süresinin az olması: Yetersiz ısı işlemi Krema tabakasının oluşumu: Hatalı homojenizasyon Karbolik lezzet, gaz: Isıya dayanıklı sporların sayısının fazla olması Sedimentasyon ve jelasyon: Sütün kimyasal bileşiminin normal olmaması, hatalı homojenizasyon sonucu sütte birkaç ay sonra pütürlü, tebeşire benzer bir jel oluşur. Jel oluşumuna sterilizasyon sonu uygulanan homojenizasyonla sodyum nitrat ve sodyum bikarbonat ilavesi ile engel olunur. Okside lezzet: Pakette fazla havanın kalması, boşluk kalması, sütün ışığa maruz kalması, bakır ile kontaminasyon.

Kalite kontrolü n n Duyusal: Lezzet (tat, koku), renk Fiziksel: Paketin görünümü Kimyasal: Yağ, yağsız kuru madde, asidite, p. H, ısı işleminin etkinliği, homojenizasyonun etkinliği Mikrobiyolojik: Patojen mikroorganizmalar, genel canlı, spor oluşturan mikroorganizmalar

***soru n UHT steril süt; sütün yüksek sıcaklıkta 135 -150 o. C de 1 -4 saniye ısıtıldıktan sonra aseptik olarak paketlere doldurulması ile elde edilir. UHT steril sütün paketlenmesinde kullanılan tetrapak ambalaj materyali evvela 80 o. C deki %17 lik Hidrojen peroksit -içinde 8 -9 sn tutulur, sonra 200 o. C nin üzerindeki silindirin etrafından geçirilerek steril edilir.