Piima steriliseerimine

Piima steriliseeritakse 115-120 °C juures 20-30 minuti jooksul, mis võimaldab 100%-lt inaktiveerida kogu piimas oleva mikrofloora, kõik spoorid ja toksiinid. Kuna nimetatud spoorid ja toksiinid võivad olla termoresistentsed, siis piima steriliseerimisel kasutatav temperatuur on piisav nende inaktiveerimiseks. Sel põhjusel on võimalik steriliseeritud piima säilitada ja transportida toatemperatuuridel pikemat aega. Steriliseeritud piim säilib +2 °C juures 12 kuud ja +20 °C juures 6 kuud. Siiski pole steriliseeritud piima tootmine ja tarbimine laialdast populaarsust leidnud, kuna piima steriliseerimine mõjutab väga olulisel määral piima füüsikalisi ja keemilisi omadusi, kusjuures piima omadused muutuvad ka veel piima säilitamise käigus, kui võivad leida aset ka ensümaatilised reaktsioonid. Selle tulemusena muutub peamiselt piima maitse ja värvus vastuvõetamatuks tarbijatele.

Piima steriliseerimise mõju piima koostisele:

1. Piima kuumtöötlemisel denatureeruvad piima koostises olevad valgud.

Piima kuumtöötlemisel toimub valkude denatureerumine. Mida kõrgemaid kuumtöötlemise temperatuure kasutada, seda rohkemal määral vadakuvalgud piimavalgu koostises denatureeruvad. Steriliseeritud piimas võib olla kuni 85% vadakuvalkudest denatureeritud. Paremal oleval joonisel on näha, et denatureerumata valgud on kokkupakendatud globulaarsed valgud. Denatureerumine põhjustab aga olulisi muutusi põhiliselt valkude sekundaarses ja tertsiaarses struktuuris. Toimub struktuuri järk-järguline lagunemine, mille tulemusena struktuur hargneb lahti. Valkude denatureerumine nende toiteväärtust oluliselt ei muuda.

Piimavalgu denaturatsioon: denatureerimata valk (joonisel üleval), denatureerunud valk (joonisel all) (http://www.yellowtang.org/...)

2. Piima steriliseerimisel muutub piimavalgu koostises oleva kaseiini mitsellide struktuur.

Toorpiimas ja pastöriseeritud piimas kaseiini mitsellid omavahel ei ühine, sest neid ümbritseb negatiivne laeng (joonisel roosaga tähistatud). Kaseiini mitsellid koosnevad submitsellidest, mida omavahel hoiab koos joonisel siniste täppidena näidatud kaltsiumfosfaat ehk Ca9(PO4)6.

Steriliseeritud piimas muutub kaseiini mitsellide struktuur, nad on hõredamad ja diameeter on suurem kui toorpiimas. Kaseiini koaguleerumine ehk mitsellide ühinemine algab siis, kui piima kuumutatakse pikemat aega üle 125 °C.

Piimavalgu koostises olev kaseiini mitsell (joonisel vasakul) ja submitsell (joonisel paremal) (http://www.foodsci.uoguelph.ca/...)

3. Piima steriliseerimisel toimub Maillardi reakstioon.

Maillardi reaktsioonis (vaata joonist paremal) reageerivad piimas olevad aldehüüdid, ketoonid ja suhkrud  aminohapetega, amiinidega ja peptiididega. Valkudest osaleb reaktsioonis ß-laktoglobuliin ja kaseiin. Tulemuseks on suhkrute karamelliseerumine ja piima värvuse muutumine pruunikaks. Maillardi reaktsioonis aldehüüdid reageerivad lüsiini aminogruppidega. Selle tulemusena väheneb piimas lüsiini hulk: UHT-piimas kuni 4%, keedetud piimas kuni 5%. Steriliseeritud piimas täheldatakse ka vähest leutsiini, isoleutsiini, valiini, tsüsteiini kadu.

Maillardi reaktsioon: piimas olevate suhkrute karamelliseerumine, eralduvad H20 ja CO2 (http://upload.wikimedia.org/...)

4. Piima steriliseerimisel leiab aset vitamiinide kadu.

Kõige enam mõjutab piima steriliseerimine vitamiinide C ja B-grupi sisaldusi. Võib toimuda 5-30%-ne kadu. Näiteks vitamiinid K, A, D, E aga taluvad hästi piima kuumutamist kõrgetel temperatuuridel.

Joonisel (paremal) selgub, et kui toorpiimas on 100%-lt vitamiin C alles, siis kuumtöödeldes piima 72 °C 16 sek jooksul, jääb piima 83,4% ulatuses C vitamiini. Kui piima pastöriseerida temperatuuridel 80 °C 16 sek, 110 °C 3-5 sek või 140 °C 3-5 sek, siis C-vitamiini jääb piima vastavalt 78,7%, 74,4% ja 70,3%. Järelikult, mida kõrgemaid piima kuumtöötlemise temperatuure kasutada, seda suurem on vitamiin C kadu piimas.

Külmutatud toorpiimas, kus enne oli C-vitamiini 100%, jääb pärast külmutamist alles 72,8%.

Erinevate kuumtöötlemisrežiimide mõju piimas sisalduvale vitamiin C sisaldusele (http://www.rawmilkwhitepapers.com/...)

5. Piima steriliseerimine mõjutab piimas oleva rasva koostist.

On teada, et piima steriliseerimisel piimarasva koostises olevad triglütseriidid oksüdeeruvad, mille tulemusena tekivad tekivad aldehüüdid ja metüülketoonid, mis mõjutavad piima maitset.

6. Piima steriliseerimine võib aktiviseerida piima mikrofloora poolt produtseeritud proteaasid ja lipaasid.

Proteaasid ja lipaasid on piimas olevate bakterite poolt produtseeritud ensüümid, mis kutsuvad piimas esile proteolüüsi ja lipolüüsi. Proteolüüs on valkude ja lipolüüs on rasvade lagundamine ensüümide poolt. Piima tekivad kõrvallõhn ja -maitse.

7. Piima steriliseerimisel leiab aset mineraalainete kadu.

Kõige enam mõjutab piima steriliseerimine piimas kaltsiumi ja fosfori sisaldust. Kadu võib olla kuni 50%.

8. Piima steriliseerimisel võib tekkida ka toksilisi ühendeid, kui kasutada ülikõrgeid temperatuure pikka aega.

Kui piima kuumutada üle 200 °C, siis võib piima tekkida toksilistes kogustes peroksiidi, karbonüülühendeid, hüdroperoksiide, hüdroksürasvhappeid. Linoleenhape hakkab piimarasva koostises  lagunema piima kuumutamisel 180 °C juures pikka aega.

Täiendav lugemine:

Piima steriliseerimine ultraheli meetodil.