초고온 가공

Ultra-high-temperature processing
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테트라 박 초밀착화 라인.

초고온가공(UHT), 초열가공, 초저온가공기술은[1] 유동식품을 박테리아 내포자충을 죽이는 데 필요한 온도인 135°C(275°F) 이상으로 2~5초간 가열하여 살균하는 식품가공 기술이다.[2] UHT는 우유 생산에 가장 많이 사용되지만, 그 과정은 과일 주스, 크림, 두유, 요구르트, 와인, 수프, 꿀, 스튜에도 사용된다.[3] UHT 우유는 1960년대에 처음 개발되었고 1970년대에 일반적으로 소비할 수 있게 되었다.[4]

UHT 공정에서 사용되는 열은 Maillard가 갈색으로 변하게 하고 유제품의 맛과 냄새를 변화시킬 수 있다.[5] 또 다른 프로세스는 플래시 저온 살균으로, 우유를 최소 15초 동안 72°C(162°F)까지 가열한다.

멸균 용기에 포장된 UHT 우유는 일반적으로 냉동되지 않은 유통기한이 6~9개월이다. 반면 플래시 저온 살균 우유는 가공 후 약 2주, 판매 후 약 1주의 유통기한을 가진다.[6]

역사

안전하고 선반에 고정된 우유를 제공하기 위해 가장 일반적으로 적용되는 기술은 열처리다. 연속 유량을 가진 간접 난방을 포함하는 첫 번째 시스템은 1893년에 제조되었다. 1912년에는 130~140°C(266~284°F)의 온도에서 수증기를 우유와 혼합하는 연속 흐름 직접 가열 방법이 특허받았다. 그러나 제품을 포장하고 보관하기 위해 상업적으로 이용할 수 있는 무균 포장 시스템이 없다면, 그러한 기술은 그 자체로 그다지 유용하지 않았고, 추가 개발은 1950년대까지 중단되었다. 1953년, APV는 제품 온도를 즉시 상승시키는 특수 설계 노즐을 통해 증기를 직접 주입하는 증기 주입 기술을 개발했다. 우유가 살균 캔에 포장되었다. 1960년대에 APV는 Palarisator 브랜드 이름으로 최초의 상용 증기 주입 시스템을 시작했다.[7][8]

스웨덴에서 테트라 박은 1952년에 사면 종이 상자를 출시했다. 그들은 기술 진보 후 1960년대에 상자 조립과 무균 포장 기술을 결합하여 상업적 발전을 이루었고, 이어서 국제적인 확장을 이루었다. 무균 처리에서는 제품과 포장을 따로 멸균한 다음 멸균된 대기에서 결합하여 밀봉하는데, 통조림과는 대조적으로 제품과 포장을 먼저 결합한 후 멸균 처리한다.[9]

1983년 우유 수입법은 유럽 사법 재판소에 정부의 UHT 우유 수입 금지를 방해한 호소를 성공적으로 마친 후 영국 의회를 통과했다.[10]

1993년 6월, Parmalat은 UHT 우유를 미국에 소개했다.[11] 미국 시장에서는 냉장상태로 배달되지 않는 우유를 소비하는 데 소비자들이 불안해하며 구매를 꺼리고 있다. 이에 맞서 파말랏은 UHT 우유를 불필요하게 냉장고 통로에서 파는 구식 용기에 담아 팔고 있다.[6] UHT 우유는 많은 유제품에도 사용된다.

2008년 영국 정부는 2020년까지[12] 10개당 9파인트씩을 UHT로 생산할 것을 제안했는데, 이는 냉장고의 필요성을 크게 줄이고, 따라서 온실가스 배출을 줄임으로써 환경에 이익을 줄인다고 믿었다.[13] 그러나 우유 업계는 이에 반대했고, 그 제안은 포기되었다.[citation needed]

기술

초고온 가공은 복합 생산 공장에서 수행되며, 식품 가공과 포장의 여러 단계를 연속적으로 자동 수행한다.[14]

  • 플래시 가열
  • 플래시 냉각
  • 균질화
  • 무균 포장

가열 단계에서 처리된 액체는 우선 비중요 온도(우유의 경우 70-80°C [158–176°F])로 예열한 후 공정에서 요구하는 온도로 빠르게 가열한다. 가열 기술에는 제품을 고온 증기와 직접 접촉하는 직접 기술과 제품의 접촉면에 의해 제품 및 가열 매체가 분리되어 있는 간접 기술 두 가지가 있다. 제품의 품질과 효율성 관점에서 설계의 주요 목표는 가능한 최단 기간 동안 높은 제품 온도를 유지하고 온도가 전체적으로 균등하게 분포되도록 하는 것이다.[14][15]

직접 난방 시스템

다이렉트 시스템은 제품을 고온에서 짧은 시간 동안 유지시켜 우유 등 민감한 제품의 열 손상을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 직접 시스템에는 두 가지 그룹이 있다.[15]

  • 주입 기반, 고압 증기가 액체에 주입되는 곳. 빠른 냉난방이 가능하지만 일부 제품에만 적합하다. 제품이 핫노즐과 접촉하면서 국소 과열이 발생할 가능성이 있다.
  • 주입식 기반 - 비교적 낮은 농도의 고압 증기가 있는 챔버로 액체를 노즐을 통해 펌핑하여 넓은 표면 접촉 영역을 제공한다. 이 방법은 거의 즉각적인 냉난방과 고른 온도 분포를 달성하여 국소 과열을 방지한다. 낮은 점도와 높은 점도의 액체 모두에 적합하다.

간접 난방 시스템

간접계통에서는 제품을 저온 살균에 사용되는 열교환기와 유사한 고체 열교환기로 가열한다. 그러나 고온이 가해지는 만큼 끓는 것을 막기 위해서는 더 높은 압력을 가할 필요가 있다.[14] 사용 중인 교환기의 세 가지 유형은 다음과 같다.[15]

  • 플레이트 교환기,
  • 관형 교환기
  • 긁힌 표면 교환기.

보다 높은 효율을 위해, 가압수 또는 증기를 교환기 자체를 가열하는 매체로 사용하며, 중량과 에너지 절약을 재사용할 수 있는 재생장치를 수반한다.[14]

플래시 냉각

가열 후 뜨거운 제품은 홀딩 튜브에 전달된 다음 진공 챔버에 전달되는데, 이때 갑자기 온도가 떨어지고 기화된다. 플래시 냉각이라고 불리는 이 공정을 통해 열 손상 위험을 줄이고, 갑자기 온도가 내려가 열성 미생물을 불활성화하며, 증기와 접촉하여 얻은 과잉수의 일부 또는 전부를 제거하고, 제품 품질에 부정적인 영향을 미치는 휘발성 화합물을 일부 제거한다. 냉각 속도와 제거된 물의 양은 진공 수준에 따라 결정되며, 이를 주의 깊게 보정해야 한다.[14]

균질화

주요 기사: 균질화(화학)

균질화는 특히 우유를 위한 과정의 일부분이다. 균질화는 우유에 들어 있는 지방 구상체의 크기 감소와 총 표면적의 증가를 초래하는 기계적 치료법이다. 이것은 우유가 표면에서 크림을 형성하는 경향을 감소시키고, 용기와 접촉할 때 우유 안정성이 향상되어 소비자들에게 더욱 입맛을 돋우게 한다.[16]

전 세계 사용

UHT 우유는 유럽 대부분 지역에서 큰 성공을 거두고 있으며, 유럽 전역에서 10명 중 7명이 정기적으로 우유를 마신다.[17] 스페인 등 기후가 따뜻한 나라에서는 냉장 운반비가 비싸고 '냉장 캐비닛'이 부족해 UHT 우유가 선호된다.[18] UHT는 북유럽과 스칸디나비아, 특히 덴마크, 핀란드, 노르웨이, 스웨덴, 영국, 아일랜드에서 인기가 적다. 신선한 저온 살균 우유가 가장 인기 있는 그리스에서도 인기가 적다.[citation needed]

미국에서 판매되는 대부분의 일반 우유는 저온 살균되지만, 미국에서 판매되는 유기농 우유 중 상당 부분은 UHT 처리된다(유기농 우유는 더 적은 장소에서 생산되며 결과적으로 공급망에서 더 많은 시간을 소비하므로 저온 살균하면 판매되기 전이나 직후에 상할 수 있다).[6]

2007년[13] 현재 총 소비량의 백분율로 유럽에서 UHT 우유 소비량
나라. 백분율
오스트리아 20.3
벨기에 96.7
크로아티아 73[19]
체코 71.4
덴마크 0.0
핀란드 2.4
프랑스 95.5
독일 66.1
그리스 0.9
헝가리 35.1
아일랜드 2.1
이탈리아 49.8
네덜란드 20.2
노르웨이 5.3
폴란드 48.6
포르투갈 92.9
슬로바키아 35.5
스페인 95.7
스웨덴 5.5
스위스 62.8
터키 53.1[citation needed]
영국 8.4

영양 효과

UHT 우유 상자

UHT 우유는 저온 살균 우유와 동일한 양의 칼로리와 칼슘을 함유하고 있다. 비타민12 B, 비타민 C, 티아민의 일부 손실은 UHT 우유에서 발생할 수 있다.[20] UHT 우유는 100g당 1μg의 엽산을 함유하고 있고, 저온 살균 우유는 9μg을 함유하고 있다.[21]

UHT우유의 단백질 구조는 저온 살균 우유와 달라 치즈 제조 시 분리되지 않는다.[22]

20세기 후반에 발표된 두 가지 연구는 UHT 치료로 우유에 포함된 단백질이 펴지고 평평해지는 것을 보여주었고, 보통 천연 단백질에 가려져 있는 이전의 "부러진" 황하이드릴(SH) 집단은 인간의 미각에 극도로 익거나 탄 향이 나타나게 한다. 한 연구는 UHT 가열 탈지우유에서 황하이드릴 산화효소를 고정시켜 티올 함량을 감소시켰고 효소 산화 후 향미가 개선되었다고 보고했다.[5] 난방에 앞서 미국의 두 저자는 플라보노이드 화합물 에피케친을 우유에 첨가했고, 열 발생 아로마가 부분적으로 감소했다고 보고했다.[23]

참고 항목

참조

  1. ^ "CFR - Code of Federal Regulations Title 21". FDA. 1 April 2016.
  2. ^ "Introduction Food Science". www.uoguelph.ca. Retrieved 17 March 2019.
  3. ^ "UHT Processing". University of Guelph, Department of Dairy Science and Technology. Retrieved 7 January 2008.
  4. ^ Elliott, Valerie (15 October 2007). "Taste for a cool pinta is a British Tradition". The Times. London. Retrieved 3 April 2008.
  5. ^ a b Clare, D.A.; W.S. Bang; G. Cartwright; M.A. Drake; P. Coronel; J. Simunovic (1 December 2005). "Comparison of Sensory, Microbiological, and Biochemical Parameters of Microwave Versus Indirect UHT Fluid Skim Milk During Storage". Journal of Dairy Science. 88 (12): 4172–4182. doi:10.3168/jds.S0022-0302(05)73103-9. PMID 16291608.
  6. ^ a b c "Why does organic milk last so much longer than regular milk?". scientificamerican.com. 6 June 2008.
  7. ^ "Long Life Dairy, Food and Beverage Products" (PDF). SPX Flow Technology. p. 16.
  8. ^ Chavan, R. S.; Chavan, S. R.; Khedkar, C. D.; Jana, A. H. (2011). "UHT Milk Processing and Effect of Plasmin Activity on Shelf Life: A Review". Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 10 (5): 251–268. doi:10.1111/j.1541-4337.2011.00157.x.
  9. ^ Kaye, Leon (10 May 2011). "Tetra Pak vs Plastic Water Bottles?". The Guardian. Retrieved 11 May 2016.
  10. ^ Jukes, D. J. (11 September 2013). Food Legislation of the UK: A Concise Guide. ISBN 9781483182636.
  11. ^ Janofsky, Michael (26 June 1993). "Seeking to Change U.S. Tastes; Italian Company Sings The Praises of UHT Milk". The New York Times. Retrieved 3 April 2008.
  12. ^ "Dairy Road Map outlines target for greenhouse gas cut". Farmers Guardian. Retrieved 3 April 2008.
  13. ^ a b Elliott, Valerie (15 October 2007). "The UHT route to long-life planet". London: Times Online. Retrieved 3 April 2008.
  14. ^ a b c d e Alan H. Varnam (6 December 2012). Milk and Milk Products: Technology, chemistry and microbiology. Springer Science & Business Media. pp. 58–62. ISBN 978-1-4615-1813-6.
  15. ^ a b c Duizer, Lisa. "UHT Methods". The Dairy Science and Technology eBook. University of Guelph, Food Science.
  16. ^ Duizer, Lisa. "Homogenization of Milk and Milk Products". The Dairy Science and Technology eBook. University of Guelph, Food Science.
  17. ^ 솔로몬. 자이히코프스키, 폴레가토소비자 행동: 토론토 피어슨. 2005. 페이지 39
  18. ^ "Without prejudice". Dairy Industries International. Retrieved 3 April 2008.
  19. ^ "Udio trajnog mlijeka veći od 70%". Ja Trgovac. Retrieved 5 March 2010.
  20. ^ Greg Morago (27 December 2003). "UHT: Milking it for all it's worth". Hartford Courant. Retrieved 3 April 2008.
  21. ^ "Taste for a cool pinta is a British tradition". The Times. Retrieved 3 April 2008.
  22. ^ "How To Make Paneer Cheese in 30 Minutes". The Kitchn. Retrieved 19 February 2014.
  23. ^ Colahan-Sederstrom, P. M.; Peterson, D. G. (2005). "Inhibition of key aroma compound generated during ultrahigh-temperature processing of bovine milk through epicatechin addition". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53 (2): 398–402. doi:10.1021/jf0487248. PMID 15656679.

외부 링크