İçme Sütü Teknolojisi Öğr. Gör. Oya Irmak ŞAHİN-CEBECİ
Süt nedir? 14.02.2000 tarihli ve 23964 sayılı Resmi Gazete de yayımlanan Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği Çiğ Süt ve Isıl İşlem Görmüş İçme Sütleri Tebliği nde ; Çiğ süt : Bir veya daha fazla inek, keçi, koyun veya mandanın sağılmasıyla elde edilen, 40 C nin üzerine ısıtılmamış veya eşdeğer etkiye sahip herhangi işlem görmemiş kolostrum dışındaki meme bezi salgısıdır. olarak tanımlanmıştır.
Süt Makro besin öğeleri; Karbonhidratlar, Protein, Yağ Mikro besin öğeleri; Vitaminler, Mineraller içerir.
Sütün Bileşimi Manda, koyun, keçi, inek, deve gibi birçok hayvanın sütü insan beslenmesinde kullanılmaktadır. Sütün besin öğesi içeriği elde edildiği hayvan türüne göre farklılık göstermektedir. Ortalama %88 i su olan inek sütü 100 den fazla farklı bileşen içermektedir. Süt ve süt ürünleri; protein, kalsiyum, fosfor, A vitamini, bazı B vitaminleri (özellikle B 2 (riboflavin), B 12 ) için iyi bir kaynaktır.
Enerji 61 Kal /100 g Sütün enerji içeriği, süt çeşidine göre değişiklik göstermektedir. Karbonhidrat. 4.7 g /100 g Meme dokusunda sentezlenen laktoz, sütün temel karbonhidratıdır. İnek sütü ortalama %4.7 laktoz içermektedir. Süt, az miktarda da glukoz, galaktoz ve oligosakkarit içermektedir.
Yağ... 3.3 g /100 g Süt yağı, sütün görünüm, tat, lezzet ve dayanıklılığını etkilemektedir. Ayrıca elzem yağ asitleri, yağda eriyen vitaminler ve enerji için kaynak oluşturmaktadır. Süt, trigliseritler (% 97 98), fosfolipitler (% 0.2 1.0), serbest steroller (% 0.22-0.41: kolesterol, mumlar v.b), serbest yağ asitleri, yağda eriyen vitaminler (A, D, E, K), 400 den fazla farklı yağ asidi ve yağ asit türevi içermektedir Süt yağı % 5 oranında doymuş yağ içermesine rağmen kronik hastalıklar için olumlu etkinlikleri olan konjuge linoleik asit, sifingomiyelin, bütirik asit, miristik asit gibi özel bileşenler içerdiği için sağlık açısından önemlidir!
Protein..3-3.5 g/100 g Proteinin yaklaşık % 80 i kazein, % 20 si ise whey proteininden (laktoalbumin, laktoglobülin) oluşmaktadır. Elzem amino asit içeriği (Löysin, izolöysin, valin, metiyonin, fenilalanin, treonin, triptofan, lizin gibi) yüksek olan süt proteini, kaliteli protein olarak kabul edilmekte ve besinlerdeki protein kalitesinin değerlendirilmesinde standart referans olarak kullanılmaktadır.
Vitaminler. A, D, E ve K vitaminleri süt yağı ile ilişkili olarak yer almaktadır. Süt yağına sarımsı rengi veren içerisindeki karotenoidler ve floresan rengini veren riboflavindir. Süt yağı azaldıkça yağda eriyen vitamin içeriği de azalmaktadır. Zenginleştirilmemiş sütte D ve K vitamini oldukça azdır. Süt suda eriyen vitaminleri de içermektedir. Özellikle B 12 ve B 2 vitaminlerinin önemli bir kaynağıdır.
Mineraller. Süt; -kalsiyum, -fosfor, -magnezyum, -potasyum, -çinko gibi mineraller için iyi bir kaynaktır. Demir içeriği ve demir biyoyararlılığı düşük olan süt, çocukluk döneminde demir gereksinimine önemli bir katkı sağlayamamaktadır. Günlük beslenmede süt ürünleri grubunun yanısıra demir içeriği zengin besinlerin tüketilmesi ile bu eksiklik tamamlanmaktadır.
İnsan beyninin; 1 yaşına kadar %70-75 i 3 yaşına kadar %80-85 i 6 yaşına kadar %90-95 i Diğer yıllar boyu %5-10 u gelişir.
Bir bardak süt... 6 yaşında bir çocuğun ihtiyacı olan; Protein in % 35 ini A Vitaminin % 9 unu Kalsiyumun % 52 sini B6 Vitamininin % 13 ünü Enerjinin % 6 sını B1 Vitaminin %11 ini Fosfor un % 55 ini Çinkonun % 12 sini B12 Vitamininin % 98 ini İyotun % 30 unu B2 Vitaminin %44 ünü Niasin in % 16 sını Magnezyumun % 18 ini karşılar Potasyumun % 30 unu
Süt hayatın her döneminde önemlidir. Çocukluk ve Ergenlik Döneminde Yetişkin ve Yaşlılık Döneminde Gebelik ve Emziklilik Döneminde Güçlü kemik ve dişlerin oluşmasında, Kemik yoğunluğunu artırır, Büyüme ve gelişmeye yardım eder. Kemik sağlığının korunması, Vücudun ihtiyaç duyduğu protein, kalsiyum, fosfor, B 2 ve ve B 12 vitaminlerinin önemli kaynağıdır. Anne karnında ve doğumdan sonra bebeğin sağlıklı büyüme ve gelişmesinde yardımcı, Annenin kemik ve diş sağlığının korunmasında önemli rol oynar. İleri yaşlarda görülebilecek osteoporoz (kemik erimesi) riskini azaltır.
Sütün Hastalıklardan Koruyucu Etkisi Malnütrisyon Hipertansiyon Diş Sağlığı Obezite Deri ve Göz Sağlığı Sinir Sistemi İmmün Sistem Kanser (kolon kanseri riskini azaltır) Osteoporozis
İçme sütü çeşitleri Pastörize içme sütü Sterilize içme sütü
Pastörize Süt «Çiğ sütün doğal ve biyolojik özelliklerine zarar vermeden pastörizasyon işlemi uygulanarak patojen mikroorganizmaların vejetatif formlarının tamamen, diğer mikroorganizmaların büyük bir kısmının yok edilmesi ile elde edilen ve pastörizasyondan hemen sonra, kısa sürede 6ᵒC yi geçmeyecek sıcaklığa soğutulan içme sütüdür.» ÇİĞ SÜT VE ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ İÇME SÜTLERİ TEBLİĞİ Tebliğ No: 2000/6
Çiğ Sütte İstenen Özellikler Duyusal Özelliklerin Kusursuz Olması Kimyasal Bileşiminin Mükemmel Olması Bakteriyolojik Kalitesinin Yüksek Olması Asitliğin Artmamış Olması Yabancı Madde İçermemesi
Pastörize içme sütü Düşük sıcaklıkta uzun süreli ısıtma (LTLT) 62-65 C/ 30-32 dakika Yüksek sıcaklıkta kısa süre (HTST) 72-75 C/ 15-30 saniye Çok yüksek sıcaklıkta ısıtma (HP) 85-127 C/2-4 saniye
Sterilize Süt «Hermetik olarak kapatılmış opak ambalajlarda sterilizasyon işlemi uygulanarak bozulma yapan tüm mikroorganizmaların ve bunların sporlarının yok edilmesiyle elde edilen içme sütüdür.» ÇİĞ SÜT VE ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ İÇME SÜTLERİ TEBLİĞİ Tebliğ No: 2000/6
Çiğ Sütte İstenen Özellikler Fizikokimyasal İnstabilite Alkol testi: % 72-74 lük etil alkol Bakteriyolojik İnstabilite Bacilius spp. / Sporlu anaerob Psikrofilik ve psikotrof bakteriler
Sterilize içme sütü Klasik sterilizasyon (şişede veya kutuda) 110-120 C de 20-40 saniye Ultra yüksek sıcaklıkta sterilizasyon (UHT) 135-150 C/ 2-20 saniye i. İndirekt sterilizasyon ii. Direkt enjeksiyon/infüzyon
Çiğ sütün işletmeye kabulü asitliğinin fazla gelişmemiş olması, temiz olması, sağlıklı hayvandan elde edilmiş olması, mikrobiyolojik kalitesinin iyi olması, tat ve kokusunun normal olması, antibiyotik, nötralizan madde, deterjan kalıntıları, bakteriyofaj vb. içermemesi, bileşiminin normal olması gerekmektedir.
Süt kalite kontrolü Platform testleri i. Sıcaklık ii. Yoğunluk iii. ph iv. Temizlik (sediment testi) v. Protein stabilitesi (alkol testi: pastörize süt için %68, sterilize süt için %72 lik alkole direnç) vi. Duyusal (renk, görünüş vb..)
Süt kalite kontrolü Laboratuvar testleri i. Titrasyon asitliği ii. iii. iv. Yağ/kurumadde oranı Toplam bakteri sayısı Boya indirgeme testi (resazurin) v. Donma noktası testi vi. vii. viii. Peroksidaz testi Karbonat, soda vb. testi Antibiyotik, deterjan testi
Süt alım hattı Hacim esasına göre süt kabulü 1 Hava ayırıcı 2 Pompa 3 Filtre 4 Sayaç Depolama tankına
Süt depo tankı 1 karıştırıcı 2 kapak 3 sıcaklık göstergesi 4 düşük seviye elektrodu 5 pnömatik düzey belirteci 6 yüksek seviye elektrodu
Ön işlemler (Klarifikasyon)
Klarifikasyon 4-5 mikron çapında yabancı maddeler ve bakteriler sütten ayrılmaktadır Tambur kalınlığı 0.4 mm, dış çapı 200-300 mm, yatay açısı 45-60 dir. Tambur devir sayısı 5000-6000 arasındadır Normal koşullarda 10 ton sütten 1 ton dolayında sediment ayrılabilir
Klarifikatörden çıkan sediment çamurunun kimyasal kompozisyonu Su : %70-75 Yağ : %3-4 Protein : %15-20 Kül : %2-3 Diğer organik maddeler : %2-3
Meme içerisindeki süt %4.5-6 arasında hava içerir Deaerasyon Sütte yer alan hava i. Sütün ölçümünü zorlaştırır ii. Separatörün krema ayırma etkinliğini düşürür iii. Plakalı pastörizatörlerde ısı iletim katsayısını düşürür
Deaerasyon deaeratör
Separasyon Açık krema separatörleri Yarı hermetik (yarı kapalı) separatörler Hermetik (kapalı) separatörler
Separasyon Krema Yağsız süt
Separasyon etkinliği Süt ile ilgili faktörler Separatör ile ilgili faktörler
Sütle ilgili faktörler Separasyon öncesi süte uygulanan işlemler çalkalama, pompalama, klarifikasyon vb.. Sütün sıcaklığı 45-55 C Sütteki hava ters hava yaratır Yağ globüllerinin büyüklüğü <1 m ayrılamaz, 1-2 m güç ayrılır Mevsime ve coğrafi koşullara bağlı bileşim değişiklikleri yaz sütlerinin yağı kış sütlerinden daha kolay ayrılır
Separatör ile ilgili faktörler Tamburun dönüş hızı Separatör kapasitesi süt debisi azaltılarak krema ayırma etkinliği artırılabilir Separatör sıcaklığı separasyon sıcaklığının 5-10 C üzerinde ısıtlmalıdır Separatörün çalışma süresi 90-100 dakika ideal süre
Süt yağının standardizasyonu Tankta standardizasyon İşleme hattında standardizasyon i. Akış ölçümü esasına göre ii. Yoğunluk ölçümü esasına göre
İşleme hattında standardizasyon Krema Fazla krema Yağlı süt Yağsız süt Standardize süt
Pearson s kare yöntemi ile yağ standardizasyonu
Homojenizasyon Süt tipik bir emülsiyon sıvısıdır i. Suda-yağ emülsiyonu: yağ damlacıkları serum fazında dağılmış haldedir (örneğin; süt) ii. Yağda-su emülsiyonu: su damlacıkları yağ içerisinde dağılmış haldedir (örneğin; tereyağı) Süt yağının yoğunluğu (20 C de 0.931 g/ ml) süt serum fazından düşüktür (20 C de 1.031-1.033 g/ml)
Homojenizasyon Güç jeneratörü yatak Homojenize ürün Homojenize edilmemiş ürün Homojenize ürün Aralık ~1 mm
Separasyon-homojenizasyon kombinasyonu %4 yağlı çiğ süt %35 yağlı krema %0.05 yağlı yağsız süt %18 yağlı krema %3.5 yağlı standardize süt Soğutma hattı Isıtma hattı 1 ısı değiştirici 2 separatör 3 otomatik yağ standardizasyon cihazı 4 homojenizer
Homojenizasyonu etkileyen faktörler Homojenizasyon sıcaklığı 60-75 C ideal sıcaklıktır Homojenizasyon basıncı Pastörize süt için 65 C de 100-200 kg/cm 2 UHT süt için 65 C de 150-250 kg/cm 2 Homojenizatör dizaynı yeterli bir kavitasyon etkisi sağlayacak şekilde dizayn edilmelidir
Homojenizasyonun sütün niteliklerine etkisi (olumlu) Süt yağının tüm kitlede eşit dağılmasını sağlar Sütün viskozitesinde kısmi artış sağlar Sütün ışığı yansıtma yeteneği değiştiğinden süt daha beyaz görünür Sütün lezzeti artar Süt yağının sindirimi kolaylaşır
Homojenizasyonun sütün niteliklerine etkisi (olumsuz) Lipaz enzimi aktif konuma geçer Sütün güneş ışığından daha fazla etkilenir ve ransit, okside tat oluşumu gerçekleşir Süt proteinlerinin ısı stabilitesi azalır ve kutu/şişe diplerinde tortu/kumlu yapı oluşumu gözlenebilir homojenizasyon işleminin sterilizasyon sonrası yapılması önerilmektedir
Pastörizasyon Amaç patojen mikroorganizmaların elimine edilmesi i. Sıcaklığa en dayanıklı patojen Mycobacterium tuberculosis ii. 70 C de 20 saniyede, 65 C de 2 dakikada inhibe olur iii. Alkali fosfataz enzimi indikatör olarak kullanılmaktadır
Pastörizasyon modelleri LTLT (düşük sıcaklıkta uzun süreli) düşük kapasiteli işletmelerde ve açık tanklarda gerçekleştirilir HTST (yüksek sıcaklıkta kısa süreli) Plakalı pastörizatörlerde gerçekleştirilir ve yüksek kapasiteli işletmeler için uygundur.
Plakalı pastörizatör
Holding bölümü Spiral holding tankı Zig zag holding borusu
Borulu tip pastörizatör modeli Çok kanallı borulu tip pastörizatör Tek kanallı borulu tip pastörizatör
Pastörize içme sütü akış şeması Süt Krema Yağsız süt Standardize süt Isıtma ortamı Soğutma ortamı Yönlendirilmiş akış
Pastörize sütün dayanımı Ürünün mikrobiyel yüküne bağlı olarak 2-3 günden 10-20 güne kadar çıkabilmektedir (4 C de) Dominant mikroorganizma sayısı 10 6-10 7 kob/ml olduğunda raf ömrü sona ermektedir
Pastörize sütün dayanımına etkili faktörler Mikrobiyolojik kalitesi kötü süt kullanımı >78 C de 20 saniye ısıl işlem görmesi Pastörizasyon sonrası psikrotrof bakteri kontaminasyonu Saklama sıcaklığının >5 C olması Ambalaj materyalinin güneş ışığını geçirme özelliğinin bulunması
Pastörize sütün nitelikleri Besleyici değer i. Süt proteinleri daha kolay sindirilebilir hale gelmektedir ii. Kalsiyum, fosfor gibi mineraller açısından çiğ süt ile pastörize süt arasında belirgin fark bulunmamaktadır iii. A, D ve E vitaminleri ile riboflavin (B2), pantotenik asit (B3), nikotinik aist ve biyotin pastörizasyondan fazla etkilenmemektedir.
UHT süt üretimi İndirekt UHT süt üretimi plakalı ya da borulu ısı değiştiriciler yardımıyla Direkt UHT süt üretimi direkt buhar enjeksiyonu yolu ile sterilizasyon a. süte buhar püskürtme (buhar enjeksiyon) b. buhara süt süt püskürtme (buhar infüzyon)
UHT sütün beslenme değeri Sterilizasyon işlemine bağlı olarak değişkenlik göstermektedir Kısmen düşük depolama sıcaklıklarında kimyasal bozulmalar zaman almaktadır Süt proteinlerinin denatürasyon oranları değişmekle birlikte beslenme değerinde kayıp meydana gelmez
UHT sütün beslenme değeri Süt yağında değişim meydana gelmez Çözünür kalsiyum yaklaşık %50 oranında azalma göstermektedir Kalsiyumdan yararlanma açısından UHT süt pastörize süte oranla daha avantajlıdır
UHT sütün beslenme değeri B 1, B 6, B 9, B 12 vitaminlerinde %10 dolayında C vitamininde %25 dolayında kayıp meydana gelmektedir Klasik sterilizasyon > UHT
UHT sütün beslenme değeri Vitamin kayıplarında etkili faktörler i. Sütün çözünmüş oksijen varlığı ii. Kutularda fazla tepe boşluğu bırakılması iii. Alüminyum folyo katmanı bulundurmayan paketleme materyallerinde hava migrasyonu
UHT sütün nitelikleri UHT süt çiğ süte oranla daha beyazdır Uzun süreli depolamalarda renginde hafif esmerleşme meydana gelir (yüksek depolama sıcaklıklarında daha belirgindir) Sediment oluşumu sık karşılaşılan bir soundur
UHT sütte sediment oluşumu Çiğ süt ph sı <6.6 Yüksek iyonik kalsiyum miktarı Düşük homojenizasyon basıncı Direkt sistemle sterilizasyon (homojenizasyon sterilizasyon sonrası uygulanmalıdır) Depolama süresi (olabildiğince kısa tutulmalıdır)
UHT sütte jelleşme Psikrotrof bakteri sayısının fazlalığı Çiğ süt 2-3 gün depolandığında gelişen psikrotrof sporlar ve bunların lipolitik/proteolitik enzimleri ısıya dirençlidir ve UHT sütte jelleşmeye neden olabilir
UHT sütün tat özellikleri Sülfür kokusu Belirgin pişmiş tat (lahana benzeri) Isı etkisi ile sülfidril gruplarının reaktif forma geçişi pişmiş tat oluşumunu tetikler Depolama sürecinde SH grupları azaldığından pişmiş tat yoğunluğu da azalmaktadır
İçme sütlerinde mikrobiyel kriterler Ürün koloni sayısı (kob/ml) Çiğ süt <100 000 Çiğ süt <300 000 (6 C de 36 saatten fazla depolama) Pastörize süt <50 000 (6 C de 5 gün inkübasyon sonrası) UHT ve sterilize süt 10/ 0.1 ml (30 C de 15 gün inkübasyon sonrası)
Türk Gıda Kodeksi ÇİĞ SÜT VE ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ İÇME SÜTLERİ TEBLİĞİ Yetki Kanunu: Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği Yayımlandığı R.Gazete: 14.02.2000-23964 Tebliğ No: 2000/6 Çiğ Süt ve Isıl İşem Görmüş İçme Sütleri Tebliğinde Değişiklik Yapılması Hakkında Tebliğ Yayımlandığı R. Gazete: 22.08.2006-26267 Çiğ Süt ve Isıl İşlem Görmüş İçme Sütleri Tebliğinde Değişiklik Yapılması Hakkında Tebliğ Yayımlandığı R. Gazete: 06.02.2009-14
Çiğ sütün nitelikleri Toplam canlı bakteri sayısı 30 o C (ml'de) 1. yıl 5 000 000 2. yıl 3 000 000 3. yıl 1 000 000 4. yıl 500 000 5. yıl 100 000 Somatik hücre sayısı (ml'de) 500 000