Introduction:
Louis Pasteur löysi käytännöllisen menetelmän oluen ja viinin pilaantumisen estämiseksi. Pasteur käytti mietoa kuumennusta, joka riitti tappamaan tietyn pilaantumisongelman aiheuttaneet organismit vahingoittamatta vakavasti tuotteen makua. Samaa periaatetta sovellettiin myöhemmin maitoon, jolloin saatiin aikaan se, mitä nykyään kutsumme pastöroiduksi maidoksi.
Pastöroinnin tarkoitus:
Pastörointi ei ole sama asia kuin sterilointi. Sen tarkoituksena on vähentää nesteen, kuten maidon, bakteeripopulaatiota ja tuhota organismit, jotka voivat aiheuttaa pilaantumista ja ihmisten sairauksia. Pastörointi ei vaikuta itiöihin. Maidon pastöroinnin tarkoituksena on poistaa patogeeniset mikrobit. Se myös alentaa mikrobien määrää, mikä pidentää maidon hyvää laatua jäähdytettynä. Monet suhteellisen kuumuutta kestävät (termoduraaliset) bakteerit selviävät pastöroinnista, mutta nämä eivät todennäköisesti aiheuta tauteja tai aiheuta jäähdytetyn maidon pilaantumista.
Pastörointimenetelmät:
Klassisessa maidon pastörointikäsittelyssä maito altistettiin noin 63oC:n lämpötilalle 30 minuutin ajaksi, jota kutsutaan pitomenetelmäksi. Useimmissa maidon pastörointimenetelmissä käytetään nykyään korkeampia lämpötiloja, vähintään 72oC, mutta vain 15 sekunnin ajan. Tätä käsittelyä, jota kutsutaan lyhytaikaiseksi korkealämpötilapastöroinniksi (HTST), käytetään, kun maito virtaa jatkuvasti lämmönvaihtimen ohi. Sen lisäksi, että HTST-pastörointi tappaa taudinaiheuttajia, HTST-pastörointi alentaa kokonaisbakteerimäärää, joten maito säilyy hyvin jääkaapissa.
Maitoa voidaan myös steriloida, mikä on aivan eri asia kuin pastörointi — ,Ultrakorkealämpötilakäsittelyssä (Ultrahigh temperature (UHT) processing) lämpötila nostetaan 74 °C:sta 140 °C:n lämpötilaan ja pudotetaan sitten takaisin 74 °C:n lämpötilaan alle 5 sekunnissa. Yhdysvalloissa sterilointia käytetään joskus ravintoloissa käytettäviin kahvinkerman pieniin pakkauksiin. Jotta maito ei saisi kypsennettyä makua, käytetään UHT-järjestelmää, jossa nestemäinen maito ei koskaan kosketa höyryn lämmittämänä kuumempaa pintaa kuin itse maito. Maito putoaa ohuena kalvona ylikuumennetun höyrykammion läpi ja saavuttaa 140oC:n lämpötilan ja laskee takaisin 74oC:een.
Pastöroinnin tavoitteet:
Kymmenien vuosien ajan pastöroinnilla on pyritty tuhoamaan mycobacterium tuberculosis -bakteeri, jota on pitkään pidetty kuumuutta kestävimpänä bakteerina. Viime aikoina huomio on kuitenkin siirtynyt Q-kuumeen aiheuttajan Coxiella burnetii -bakteerin tuhoamiseen, koska nämä organismit kestävät kuumuutta paremmin. Koska molemmat organismit tuhoutuvat pastöroinnissa, meijerimikrobiologit olettavat, että myös muut patogeeniset bakteerit tuhoutuvat.
Pastöroinnin tekijät:
Muilla tuotteilla kuin maidolla, kuten jäätelöllä, jogurtilla ja oluella, on omat pastörointiaikansa ja -lämpötilansa, jotka eroavat toisistaan usein huomattavasti. Näihin vaihteluihin on useita syitä. Esimerkiksi kuumentaminen ei ole yhtä tehokasta elintarvikkeissa, jotka ovat viskoosimpia, ja elintarvikkeissa olevilla rasvoilla voi olla suojaava vaikutus mikro-organismeihin.
Pastörointi-indikaattorit:
Maidoteollisuus käyttää rutiininomaisesti testiä, jolla määritetään, onko tuotteet pastöroitu: fosfataasitestiä (fosfataasi on maidossa luonnostaan esiintyvä entsyymi). Jos tuote on pastöroitu, fosfataasi on inaktivoitunut.
Evivalenttikäsittelyn käsite:
Äsken käsittelemämme lämpökäsittelyt havainnollistavat ekvivalenttikäsittelyn käsitettä: kun lämpötilaa nostetaan, tarvitaan paljon vähemmän aikaa saman mikrobimäärän tappamiseen. Esimerkiksi erittäin vastustuskykyisten endosporien tuhoaminen saattaa kestää 70 minuuttia 115oC:ssa, kun taas 125oC:ssa tarvitaan vain 7 minuuttia. Molemmilla käsittelyillä saadaan sama tulos. Vastaavien käsittelyjen käsite selittää myös sen, miksi klassisella pastöroinnilla 63oC:n lämpötilassa 30 minuutin ajan, HTST-käsittelyllä 72oC:n lämpötilassa 15 sekunnin ajan ja UHT-käsittelyllä 140oC:n lämpötilassa alle sekunnin ajan voi olla samankaltaisia vaikutuksia.
Pastöroinnin merkitys:
Joitakin vuosia sitten pastöroiduista maidoista ja juustoista löydettiin eräitä Listeria-suvun bakteerikantoja. Tämä taudinaiheuttaja aiheuttaa ripulia ja aivotulehdusta ja voi johtaa raskaana olevien naisten kuolemaan. Muutamat tällaiset tartunnat ovat herättäneet kysymyksiä tarpeesta tarkistaa pastöroinnin vakiomenetelmiä. Näiden taudinaiheuttajien löytymisestä pastöroidusta maidosta ei kuitenkaan ole tullut pysyvää ongelmaa, eikä toimenpiteisiin ole ryhdytty.
Vaikka suurin osa Yhdysvalloissa myytävästä maidosta on pastöroitua tuoremaitoa, myös steriiliä maitoa on saatavilla. Kaikki haihdutettu tai tiivistetty säilykemaito on steriiliä, ja myös osa pahvipakkauksiin pakatusta maidosta on steriiliä. Säilötty maito höyrystetään paineen alaisena, ja sen maku on ”kypsennetty”. Pahvipakkauksiin pakattua steriloitua maitoa on laajalti saatavilla Euroopassa, ja sitä löytyy joistakin kaupoista Yhdysvalloissa. Siihen sovelletaan prosessia, joka on samanlainen kuin pastörointi, mutta jossa käytetään korkeampia lämpötiloja. Myös sen maku on ”kypsennetty”, mutta sitä voidaan säilyttää jäähdyttämättömänä, kunhan astia pysyy suljettuna. Tällainen maito maustetaan usein vaniljalla, mansikalla tai suklaalla.
Mikrobiologian tekniikka