Hoe Pasteurisatie Werkt

{h1}

Pasteurisatie is het proces waarbij schadelijke pathogenen uit verschillende soorten voedsel worden verwijderd. Meer informatie over het proces van pasteurisatie.

Stel je een tijd voor waarin mensen wijn en bier beschouwden als 'hygiënische' dranken die hen beschermden tegen door water overgedragen ziekten. In het Frankrijk van het begin van de 19e eeuw vergezelde wijn elke maaltijd en werd het beschouwd als een medicinale tonic. Bier werd beschouwd als gezonder dan water omdat het voedingsstoffen bevatte. Dat waren de dagen, toch?

Wat moesten mensen doen toen wijn en andere gefermenteerde dranken hun eigen ziektes begonnen te ontwikkelen? Alcohol kan zuur worden, stinken, verbitteren of zelfs helemaal zijn smaak verliezen. Het kan een vette glans krijgen of troebel worden. De enige voedselconserveringspraktijken in die tijd waren onder meer curing, canning en fermenting. En we wisten hoe we voedselbederf konden uitstellen, maar we wisten weinig over de oorzaak. Het zou een dieper inzicht moeten vergen van wat voedsel gemaakt slecht heeft gemaakt voordat de methode van pasteurisatie kon worden ontwikkeld.

De theorie van spontane generatie diende in die tijd als een populaire verklaring voor de reden waarom bepaalde vormen van leven plotseling tevoorschijn kwamen uit rottende materie - denk aan maden die uit rottend vlees groeien. Maar toen wetenschappers beter begonnen te begrijpen hoe de voortplanting werkte, werd het duidelijk dat spontane generaties niet alles verklaarden. Ze hadden de voortplanting nog niet ontdekt door celdeling, dus geleerden geloofden nog steeds dat kleinere organismen zoals bacteriën en schimmels uit levenloze materie groeiden.

Wat heeft dit allemaal te maken met pasteurisatie? Het was in deze omgeving van wetenschappelijke onzekerheid dat Louis Pasteur werd opgeroepen om de ziekten van wijn te bestuderen. Lees verder om het verschil te leren tussen wijn en azijn en hoe die ontdekking leidde tot massale pathogenocide.

Geschiedenis van pasteurisatie

Er is een dunne lijn tussen wijn en azijn. Dat ontdekte Louis Pasteur in 1856 toen een alcoholfabrikant hem opdracht gaf om te bepalen wat de oorzaak was van bitterawortelcohol.

In die tijd dachten wetenschappers dat fermentatie een puur chemisch proces was. Pasteur's onderzoek naar fermentatie leidde hem tot de ontdekking dat gist, een levend organisme, het bietensap in alcohol veranderde. Onder de microscoop was gist rond en mollig. Maar toen de alcohol verwend was, bevatte het een andere microbe die staafvormig was. Pasteur speculeerde dat deze staafvormige microbe werd genoemd Mycoderma aceti, dat is vaak gebruikt om azijn te maken, heeft de wijn doen bederven [bron: Feinstein].

Deze ontdekkingen vormden de 'kiem' van Pasteur kiemtheorie van gisting. Jaren later paste Pasteur dezelfde concepten toe op de oorsprong van de ziekte, wat leidde tot enkele van zijn grootste bijdragen aan wetenschap en geneeskunde.

In de tussentijd heeft keizer Napoleon III Pasteur ingeschakeld om de Franse wijnindustrie te redden van de "ziekten van wijn" [bron: Lewis]. In eerdere experimenten had Pasteur ontdekt dat het verwarmen van de gefermenteerde wijn de microben zou doden die ervoor zorgden dat het verging. Hij was niet de eerste die die connectie zag. Nicolas Appert, de uitvinder van in-container sterilisatie, ook bekend als conservering, had al laten zien dat het voedsel met warmte kan worden geconserveerd. De bijdrage van Pasteur was om de exacte tijd en temperatuur te bepalen die de schadelijke micro-organismen in de wijn zouden doden zonder de smaak te veranderen. Hij patenteerde het proces en noemde het pasteurisatie. Het proces werd al snel gebruikt voor bier en azijn.

De pasteurisatie van melk kwam pas in de late jaren 1800 in praktijk. In die tijd werd tuberculose meestal gedragen door melk. EEN lage temperatuur, lange tijd (LTLT) proces, ook gekend als batch pasteurisatie, werd voor het eerst ontwikkeld om de tuberculose-ziekteverwekker te doden. De incidentie van tuberculose die uit melk is opgelopen daalde dramatisch, en feitelijk maakt het niet langer de lijst van Ziektebestrijding en Preventie van door voedsel overgedragen ziekten [bron: CDC].

De eerste commerciële melk pasteurizers werden geproduceerd in 1882, met behulp van een op hoge temperatuur, korte tijd (HTST) werkwijze. De eerste wet die de pasteurisatie van melk vereiste, werd in 1908 in Chicago aangenomen [bron: Sun]. Sommige mensen hielden niet van het idee van het pasteuriseren van melk in het begin, om veel van dezelfde redenen als de hedendaagse voorstanders van rauwe melk noemen [bron: Lewis]. We praten later meer over rauwe melk en waarom sommige mensen ervan houden en sommige mensen het haten.

Louis Pasteur's andere bijdragen aan de wetenschap

Louis Pasteur staat bekend als "de vader van de microbiologie." Hij verdiende deze gewaardeerde titel door veel meer te doen dan het proces van pasteurisatie uit te vinden. Pasteurs jarenlange ontdekkingen volgden een natuurlijke boog; elk project waaraan hij werkte, leidde hem naar zijn volgende inzicht. Tijdens zijn onderzoek naar wijnsteenzuur in zijn eerste baan als wetenschapper, ontdekte hij dat organische moleculen asymmetrisch zijn. Het vinden van organische moleculen in bier en wijn bracht hem ertoe om die micro-organismen te herkennen, zoals Lactobacillus functioneerde als de agenten van fermentatie en voedselbederf. Dit inzicht in de rol van bacteriën hielp hem om de zijne te ontwikkelen kiemtheorie van gisting. Jaren later raakte hij geïnteresseerd in ziekten bij de mens en paste hij zijn kennis van micro-organismen toe om de ziekte te ontwikkelen kiem theorie van de ziekte. Uiteindelijk ontwikkelde hij de vaccins tegen kippen-cholera, miltvuur en hondsdolheid.

Hoe doodt Pasteurisatie bacteriën?

Het is niet alleen een eenvoudig geval van een zonnesteek. Om te begrijpen wat warmte doet met een bacterie, moeten we weten wat de structuur is. Een bacterie is een eencellig organisme.Zie het als een studio-appartement, een kamer met alle dingen die een persoon nodig heeft om te leven: eten, water, lucht. De wanden van het appartement omsluiten de elektrische bedrading en gasleidingen die energie leveren, samen met de rioolbuizen die afvalproducten verwijderen. In tegenstelling tot de grootte van dit eencellige organisme, zou zelfs een dier zo klein als een muis een enorme stad zijn met duizenden gebouwen en een uitgebreide infrastructuur om het 'levend' te houden.

In meer wetenschappelijke termen bestaat een bacterie uit de celenvelop, de cytoplasma en, vaak, de flagella. Naast het vasthouden van het cytoplasma, is de celomhulling waar energie genererende functies zoals fotosynthese en ademhaling plaatsvinden. Het cytoplasma verwijst naar alles wat zich in de celomhulling bevindt, een mengsel van water, ribosomen, chromosomen, voedingsstoffen en enzymen - alle dingen die de bacterie in leven houden en schoppen. Enzymen zijn vooral belangrijk omdat ze de chemische reacties veroorzaken die het metabolisme van de cel vormen. De flagellen zijn kleine aanhangsels aan de buitenkant van de bacterie die helpen om rond te bewegen, zich aan oppervlakken te hechten of vijanden af ​​te weren.

Nu we de scène hebben ingesteld en de personages hebben geïntroduceerd, komt hier de dramatische climax. Wanneer de temperatuur hoog genoeg is, zijn de enzymen in de bacterie dat wel gedenatureerd, wat betekent dat ze van vorm veranderen. Deze verandering maakt ze nutteloos en ze zijn niet meer in staat om hun werk te doen. De cel houdt gewoon op te functioneren.

Warmte kan ook de celschil van de bacterie beschadigen. Eiwitten en vetzuren die de envelop vormen, verliezen hun vorm en verzwakken deze. Tegelijkertijd expandeert vloeistof in de cel naarmate de temperatuur stijgt, waardoor de interne druk toeneemt. Het uitzettende fluïdum stoot tegen de verzwakte muur en zorgt ervoor dat het barst en de ingewanden van de bacterie naar buiten laat stromen.

Thermoduric bacterie zijn hittebestendiger en moeilijker te doden. Qua analogie van ons appartement hebben thermodurische bacteriën versterkte wanden, dubbele beglazing, geïsoleerde leidingen en een noodvoorraad van water en voedsel. Deze hitte-tartende bacteriën moeten onder controle worden gehouden door koeling, waardoor ze zich niet kunnen vermenigvuldigen. [bron: Todar]

Beneficial Bacteria: Probiotics

Niet alle soorten bacteriën zijn schadelijk. "Vriendelijke" bacteriën houden van Lactobacillus, Bifidobacterium en Saccharomyces cerevisiae gaan wonen in de menselijke darm en verdringen de schadelijke bacteriën. Gunstige bacteriën zijn dezelfde bacteriën die worden gebruikt om voedsel te fermenteren en te kweken. Deze nuttige micro-organismen houden de darm ook gedeeltelijk gezond door vezels te verteren om voedsel te produceren voor de cellen die de darmen vormen. Gezonde darmen doen het beter om voedsel te verteren en vormen een cruciaal onderdeel van het menselijke immuunsysteem omdat ze ziekteverwekkers buiten houden maar voedingsstoffen binnenlaten. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan probiotische bacteriën zijn yoghurt, kefir, gekweekte boter en rauwe zuurkool.

Thermische verwerking en pasteurisatie

De voorwaarde thermische verwerking is van toepassing op een reeks warmtebehandelingen die worden gebruikt voor voedselverwerking. Over het algemeen is het punt van thermische verwerking het doden van ziekteverwekkers en het inactiveren van enzymen die negatieve veranderingen aan het voedsel veroorzaken tijdens opslag. Het meest voorkomende type thermische verwerking is het soort dat tijdens de maaltijden in de keuken gebeurt. Zelfs de meest in eigen land uitgedaagde mensen hebben iets in de magnetron verwarmd en hebben daarom iets "thermisch verwerkt".

Pasteurisatie is een van de zachtere vormen van thermische verwerking. Ultrahoge temperatuur en sterilisatiemethoden doden alle micro-organismen in het voedsel, terwijl mildere warmtebehandelingen zoals thermisering en pasteurisatie slechts enkele ervan doden. Waarom niet een hogere temperatuur gebruiken als het meer ziekteverwekkers doodt? Het antwoord is dat hogere temperaturen de eigenschappen van het voedsel veranderen. Omdat melk de meeste mensen denken in verband met pasteurisatie, zullen we de pasteurisatie van melk in de rest van dit artikel gebruiken om te laten zien hoe pasteurisatie werkt.

Bij hogere temperaturen, zoals bij UHT, gebeuren er verschillende dingen die het consumenten minder aantrekkelijk maken:

  • De eiwitten in melk zijn veranderd, waardoor de manier waarop de melk werkt verandert wanneer ze wordt gebruikt om ander voedsel zoals kaas te maken.
  • Beschermende enzymen in melk zijn geïnactiveerd, waardoor het vatbaarder is voor bederf.
  • De Maillard reactie, een chemische reactie tussen eiwitten en suikers, treedt op bij hogere hitte en veroorzaakt bruin worden, waardoor de melk verkleurt.
  • De melk kan "gekookt" smaken.

Als u naar de zijbalk kijkt, zult u merken dat elke methode van thermische verwerking een bepaalde tijdsduur vereist. HTST-pasteurisatie duurt bijvoorbeeld 15 seconden. Deze minimale tijdsvereiste is gebaseerd op de thermische doodskinetiek van de bacteriën. Nee, dat is niet de naam van een death metal band; het is een manier om de omstandigheden te beschrijven die nodig zijn om bacteriën te doden. De D-waarde is de hoeveelheid tijd die nodig is om 90 procent van één type bacteriën bij een bepaalde temperatuur te doden. Hoe hoger de temperatuur, hoe lager de D-waarde en omgekeerd [bron: Lewis].

De pasteurisatie van melk doodt de meest warmtegevoelige ziekteverwekkers, maar behoudt de kwaliteiten van melk die de consument verwacht: romige textuur, frisse smaak en melkwitte kleur.

Typen thermische verwerking
  • thermisatie: 134,6 tot 154,4 graden Fahrenheit (57 tot 68 graden Celsius) gedurende 15 minuten
  • Batch pasteurisatie, lage temperatuur, lange tijd (LTLT): 145,4 graden Fahrenheit (63 graden Celsius) gedurende 30 minuten
  • Pasteurisatie, hoge temperatuur, korte tijd (HTST): 161,6 tot 165,2 graden Fahrenheit (72 tot 74 graden Celsius) gedurende 15 tot 30 seconden
  • Ultra-hoge temperatuur (UHT) behandeling: 275 tot 284 graden Fahrenheit (135 tot 140 graden Celsius) gedurende 3 tot 5 seconden
  • In-container sterilisatie: 239 tot 248 graden Fahrenheit (115 tot 120 graden Celsius) gedurende 10 tot 20 minuten

Methoden van pasteurisatie

Batch (of "btw") pasteurisatie is de eenvoudigste en oudste methode om melk te pasteuriseren. Melk wordt verwarmd tot 154,4 graden Fahrenheit (63 graden Celsius) in een grote container en 30 minuten op die temperatuur gehouden. Dit proces kan thuis op de kookplaat worden uitgevoerd met een grote pan of, voor kleinschalige zuivelbedrijven, met stoomverwarmde ketels en mooie temperatuurregelingsapparatuur. Bij batchverwerking moet de melk constant worden geroerd om ervoor te zorgen dat elk melkdeeltje wordt verwarmd [bronnen: Lewis, Sun, Goff].

Hoge temperatuur korte tijd (HTST) pasteurisatie, of flash-pasteurisatie, is tegenwoordig de meest gebruikelijke methode, in het bijzonder voor verwerking met een hoger volume. Deze methode is sneller en energiezuiniger dan batchpasteurisatie. Hoewel de hogere temperatuur de melk een enigszins gekookte smaak kan geven, is HTST-pasteurisatie zolang gebruikt dat mensen gewend zijn aan de smaak [bron: McGee].

Dit zijn de basisprincipes van HTST:

  • Koude rauwe melk (39,2 graden Fahrenheit en 4 graden Celsius) wordt in de pasteurisatie-installatie gevoerd.
  • De melk gaat naar de regeneratieve verwarmingssectie van de platenwarmtewisselaar. De platenwarmtewisselaar is in feite een reeks roestvrijstalen platen die op elkaar zijn gestapeld met wat ruimte ertussen, die kamers vormt om de melk vast te houden terwijl deze passeert. Laten we de oneven genummerde kamers "A" kamers en de even genummerde kamers, "B" kamers noemen. In de regeneratiesectie wordt koude melk door de A-kamers gepompt, terwijl melk die al is verwarmd en gepasteuriseerd, door de B-kamers wordt gepompt. De warmte van de hete melk gaat via de stalen platen naar de koude melk. Dit verwarmt de melk tot 134,6 tot 154,4 graden Fahrenheit (57 tot 68 graden Celsius).
  • Vervolgens passeert de melk het verwarmingsgedeelte van de platenwarmtewisselaar. Hier verwarmt heet water in de B-kamers de melk tot ten minste 161,6 graden Fahrenheit (72 graden Celsius). Dit is de doeltemperatuur voor HTST pasteurisatie.
  • De hete melk wordt vervolgens door een opslagbuis geleid. Het duurt ongeveer 15 seconden om de melk door de buis te laten gaan, wat voldoet aan de tijdseis voor deze pasteurisatiemethode (onthoud de D-waarden?). De melk is officieel gepasteuriseerd zodra hij door de buis van de houder is gepasseerd.
  • Nu wordt de gepasteuriseerde melk teruggestuurd door de re-generatieve sectie, waar het de binnenkomende koude melk verwarmt. Dit koelt de gepasteuriseerde melk af tot ongeveer 89,6 graden Fahrenheit (32 graden Celsius).
  • In het laatste deel van het proces gebruikt het koelgedeelte van de platenwarmtewisselaar koelvloeistof of koud water om de melk op een temperatuur van 39,2 graden Fahrenheit (4 graden Celsius) te brengen.

Melkverontreiniging

Waarom maakt pasteurisatie onze melk niet helemaal veilig? Gepasteuriseerde melk veroorzaakt nog altijd uitbraken van door voedsel overgedragen ziekten. In dit gedeelte bekijken we de vele manieren waarop melk kan worden besmet op de reis van de koe naar de tafel.

  • De koe: voordat de koe zelfs wordt gemolken, kunnen pathogenen in de omgeving in het voer of water van de koe terecht komen. Tijdens het melken kunnen bacteriën aan de binnen- of buitenkant van de uier van de koe in de melk terechtkomen. Als het melkapparaat (menselijk of mechanisch) niet op de juiste manier is ontsmet, kan het de rauwe melk besmetten.
  • Opslag en overdracht van rauwe melk: elke keer dat de melk wordt overgebracht of opgeslagen, moeten alle apparatuur en containers steriel zijn om besmetting te voorkomen. De opslagtemperatuur moet laag genoeg zijn (meestal 4 graden Celsius) om te voorkomen dat bacteriën in de melk blijven groeien.
  • Pasteurisatie: we weten dat pasteurisatie niet alle bacteriën in melk doodt, maar het zal niet eens degenen doden die het zou moeten als de richtlijnen voor tijd en temperatuur niet worden gehaald. Een manier waarop de zuivelindustrie melk controleert om er zeker van te zijn dat het op de juiste wijze is gepasteuriseerd, is door te testen op alkalische fosfatase. Dit enzym heeft dezelfde D-waarde als de tuberculosebacterie, dus als het wordt aangetroffen in gepasteuriseerde melk, betekent dit dat tijd en temperatuurvereisten niet ontmoette [bron: Sun].
  • Uitrusting: Postpasteurisatiebesmetting (PPC) vanwege gebreken in apparatuur of slechte sanitatiepraktijken is de meest voorkomende reden voor pasteurisatiefouten [bron: Lewis]. Apparatuur moet goed worden onderhouden en getest en tussen toepassingen worden gereinigd en gesteriliseerd.
  • De platenwarmtewisselaar is een potentiële bron van PPC, aangezien koude rauwe melk en hete gepasteuriseerde melk elkaar passeren aan tegenoverliggende zijden van de warmte-uitwisselingsplaten. Als de platen lekken of scheuren vertonen, kan de rauwe melk de gepasteuriseerde melk verontreinigen.
  • Opslag en overdracht na pasteurisatie: melk is kwetsbaar voor wat de industrie bij gebruik van de melk op tijd en temperatuur misbruikt of bewaart. Dit omvat alle punten op of tussen de verwerkingsfabriek, het magazijn, de winkel en uw huis. De zwakke schakel in de algehele koudeketen is meestal die onbepaalde periode nadat [de melk] het verkooppunt verlaat en de koelkast van de consument bereikt. [bron: Lewis]
  • Nu het onder uw aandacht is gebracht, is de druk erop om de melk zo snel mogelijk in de koelkast te krijgen. Controleer ook regelmatig de temperatuur van uw koelkast. Het moet altijd minder zijn dan 41 graden Fahrenheit [bron: USDA voedselveiligheid en inspectiedienst].

Voedselveiligheid en rauwe melk

Het debat waarover het beter gaat - rauwe melk of gepasteuriseerd - is momenteel een populair onderwerp. Naast een kwestie van volksgezondheid is het voor veel mensen een politiek en emotioneel geladen probleem.In de Verenigde Staten is de verkoop van rauwe melk momenteel legaal in 28 staten, hoewel het niet kan worden getransporteerd via staatsgrenzen [bron: The Wall Street Journal]. Hier zijn de hoogtepunten van beide kanten van het argument.

Het belangrijkste argument ter ondersteuning van de pasteurisatie van melk is dat het het publiek beschermt tegen door voedsel overgedragen ziekten. Het wordt ook verondersteld om de houdbaarheidsperiode van melk uit te breiden terwijl het zijn aroma, textuur en voedingsinhoud behoudt. De U.S Centers for Disease Control and Prevention en de Amerikaanse Food and Drug Administration stellen zich op het standpunt dat pasteurisatie verplicht moet zijn voor alle melkproducten vanwege het potentieel voor het veroorzaken van door voedsel overgedragen ziekten. In haar blog over voedselpolitiek schrijft voedingsdeskundige Marion Nestle dat hoewel ze het recht op het drinken van rauwe melk steunt, ze ook van mening is dat rauwe melk inherente gevaren met zich meebrengt waarvan we allemaal op de hoogte moeten zijn.

De Weston A. Price Foundation is de meest uitgesproken voorstander van rauwe melk. Deze organisatie maakt een zeer diepgaand argument voor rauwe melk. Het beweert dat enzymen en andere melkbestanddelen die de melk van nature beschermen tegen bederf en mensen helpen bij het verteren van melk, worden gedeactiveerd door pasteurisatie. De groep presenteert onderzoek waaruit blijkt dat warmtebehandeling belangrijke veranderingen in de voedingswaarde van melk veroorzaakt, vooral vitamine C, sommige B-vitamines en verschillende mineralen, zoals calcium en magnesium. Het is ook tegen conventionele zuivelpraktijken en gelooft dat producenten van rauwe melk veel betere verzorgers zijn van de koeien, het land en de melk. De organisatie benadrukt ook het feit dat het pasteuriseren van melk geen uitbraak van ziekten door gepasteuriseerde melk voorkomt.

Welke kant je ook kiest in dit debat, het type melk dat je drinkt is nog steeds een kwestie van persoonlijke keuze zolang je in een staat leeft die de verkoop van rauwe melk toestaat. Als u nog niet besloten heeft, bekijk dan de lijst met links op de volgende pagina voor meer informatie over pasteurisatie en het debat over rauwe melk.

Pasteuriseren van andere voedingsmiddelen

Terwijl de meesten van ons aan melk denken wanneer we het woord pasteurisatie horen, kunnen andere voedingsmiddelen zoals vruchtensappen, eiproducten en sommige alcoholische dranken worden gepasteuriseerd. Federale regelgeving in de Verenigde Staten vereist dat zuivelproducten alleen worden gepasteuriseerd als ze over staatsgrenzen worden vervoerd. De uitzondering op deze regel is rauwmelkse kaas die 60 dagen of langer is verouderd. Pasteurisatie is ook vereist voor eiproducten en de meeste vruchtensappen [bron: Cianci]. Andere landen die momenteel de verkoop toestaan ​​van ongepasteuriseerde melk omvatten landen in de Europese Unie (behalve Schotland en Noord-Ierland) en Zwitserland [bron: Cazaux, DBIC].


Video Supplement: FrieslandCampina • De melkstroom.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com