mi | Prozesstechnik/Hygiene Bild 5: Simulation einer indirekten UHT-Erhitzung 140°C/6,9 g einer zuvor auf 90 °C/180 s hocherhitzten Milch Der von Saint Denis et al. (2001) vorgeschlagene Wert einer Inaktivierung von Plasmin um 90 % wird damit mit dem indirekten UHTVerfahren überschritten. Die eigenen Ergebnisse (Tab. 2) bestätigen, dass die erhöhte thermische Plasmininaktivierung bei der indirekten Erhitzung eine höhere Lagerstabilität garantiert als die direkte Erhitzung. So zeigte die indirekt erhitzte H-Milch nach 5 Monaten bei 20 °C noch keine Veränderungen, wobei in der direkt erhitzten Aufrahmung, Sedimentation und beginnende Gelbildung am Boden festgestellt wurden. Effekt der Vorerhitzung auf die Plasminaktivität Wie zuvor dargelegt, ist die thermische Belastung einer direkten UHT-Behandlung geringer als die der indirekten. Allerdings bedeutet dies auch eine nur geringe Inaktivierung des originären Plasminsystems, so dass bereits nach kurzer Lagerung bei Raumtemperatur sensorische Probleme oder Instabilitäten auftreten können. Inwiefern sich eine thermische Behandlung vor der direkten UHT-Behandlung entweder in Form einer Kurzzeiterhitzung mit Zwischenstapelung oder einer Hocherhitzung auf das Plasminsystem der Milch auswirkt, soll im Folgenden ausgeführt werden. Rauh et al. (2014) beobachteten Bitterkeit und Gelbildung in direkt erhitzter UHT-Milch, wenn zuvor mit 72 °C thermisch behandelt wurde. Durch die während der Lagerung stattfindende Aktivierung von Plasminogen wiesen sie nach 4 Wochen Lagerung in der H-Milch eine Plasminaktivität nach, die derjenigen der Rohmilch entsprach. Und Newstead et al. (2006) fanden nach einer Vorerhitzung von 80 – 85 °C für 30 s sogar eine erhöhte Plasminaktivität in der daraus hergestellten H-Milch. Sie erklärten dies durch die Inaktivierung von Plasminogenaktivator-Inhibitoren, womit die Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin gefördert wird (vgl. Bild 1 und Bild 2). Erst wenn mit 90 – 95 °C (15 – 180 s) vor der direkten UHT-Erhitzung vorbehandelt wurde, stellten Newstead et 24 5 2016 | moproweb.de al. (2006) und Rauh et al. (2014) eine verzögerte Entwicklung von Bitterkeit und Gelbildung während einer Lagerung bei 20 °C fest. Soll eine UHT-erhitzte Milch in Regionen exportiert werden, in denen während des Transports und der Lagerung hohe Temperaturen (40 – 50 °C) auftreten können, sollte das Plasminsystem ausreichend inaktiviert werden. Denn a) liegt das Aktivitätsoptimum von Plasmin bei 37 °C und b) läuft die Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin beschleunigt ab (vgl. auch Bild 2). Für diese Anforderung könnte eine indirekte UHT-Erhitzung, die bereits eine Plasmininaktivierung von 1 – 2 log-Stufen erreicht (Bild 4), mit einer Vorheißhaltung bei 90 – 95 °C kombiniert werden. Bild 5 zeigt eine Simulation für das Temperaturprofil einer indirekten UHT-Erhitzung (140 °C/6,9 s) mit Vorheißhaltung bei 90 °C für 180 s. Durch die thermische Behandlung wird das Plasmin um 4,1 log inaktiviert, was einer zusätzlichen Reduktion um 2,6 log-Stufen im Vergleich zur indirekten Erhitzung ohne Vorheißhaltung (Bild 4) entspricht. Allerdings reduziert die intensive Wärmebehandlung das verfügbare Thiamin um ca. 2,5 %. Resümee Rohmilch enthält bereits bei der Gewinnung geringe Mengen an aktivem Plasmin, einer Peptidase, die Milchproteine zu Peptiden spalten kann. Plasmin entsteht aus einem inaktiven Vorläufer, dem Plasminogen, das durch Plasminogenaktivatoren und Inhibitoren reguliert wird. Das Gesamtpotenzial für die plasmininduzierte Peptidolyse ergibt sich aus der Summe der Konzentration an Plasmin und Plasminogen. Dies zeigt sich zum Beispiel daran, dass nach einer thermischen Behandlung z. T. eine höhere Plasminaktivität als in Rohmilch gemessen wird. Die einzelnen Komponenten des Plasminsystems der Milch sind unterschiedlich hitzesensitiv, was bei der Prozessauslegung einer UHT-Erhitzung zu berücksichtigen ist. Hinzu kommt, dass Plasmin ein Aktivitätsoptimum bei 37 °C im neutralen Bereich besitzt, so dass es optimale Hydrolysebedingungen in einem haltbaren 100 160 99 98 97 96 95 0 0 –5 –10 –15 –20 –25 140 –2 120 –4 100 –6 80 –8 60 –10 40 –12 20 –14 0 0 100 200 300 Temperatur ºC Verfügbares Thiamin % Plasmininaktivierung log Stufen Sporeninaktivierung log Stufen Zeit s –– Temperaturverlauf –– Plasmininaktivierung –– Verfügbares Thiamin –– Sporeninaktivierung
molkerei_industrie_05_2016
To see the actual publication please follow the link above