طرق حفظ اللبن

أولاً : غلي اللبن

طريقة غلي اللبن الشائعة الاستعمال في مصر وكثير من الدول العربية وهي بأن يوضع اللبن في وعاء على اللهب مباشرة ويترك إلى أن يفور ويرتفع إلى سطح الإناء ثم يرفع الوعاء من على اللهب ويترك اللبن مكشوفاً ليبرد من تلقاء نفسه .

هذه الطريقة غير صحية وغير صحيحة لأسباب عديدة منها ما يلي :

1- فوران اللبن يمنعه من الوصول إلى درجة الغليان الحقيقية وهي مائة درجة مئوية، وهي الدرجة التي تقتل عندها الميكروبات غير المتجرثمة .

2- يحدث فوران اللبن نتيجة تكون أغشية رقيقة من بروتينات شرش اللبن وذلك بتأثير الحرارة، وهذه الأغشية تحتوي على بعض الميكروبات والتي تهدف عملية الغليان أساساً إلى قتلها والقضاء عليها، وبالتالي تكون هذه الأغشية بمثابة حماية للميكروبات التي تنشط عندما يترك اللبن ليبرد.

3- إذا أمكن الوصول بغلي اللبن إلى مائة درجة مئوية، فإن الميكروبات غير المتجرثمة تقتل، ولكن تبقى بعض الميكروبات المتجرثمة وتسبب تغيراً في طعم اللبن نتيجة تحللها للبروتين مما يكسب اللبن المغلي طعماً غير مستساغ إذا ما ترك بعض الوقت.

4- غلي اللبن بهذه الطريقة يؤثر على فيتامينات اللبن ويتلف معظمها ويوقف تأثيرها .

5- الغلي بهذه الطريقة المستعملة يؤثر على الخواص الطبيعية والكيميائية للبن، وتقل قيمته الغذائية، ويكتسب اللبن بعض الصفات غير المرغوب فيها . ومن أمثلة ذلك حدوث ما يلي :

أ- تغير لون اللبن الأبيض إلى لون غامق أو داكن نسبياً "لون بني فاتح" نتيجة حدوث "كرملة" سكر اللاكتوز وتفاعله مع جزء من البروتينات .

ب- قد يتغير طعم اللبن المغلي إلى الطعم المطبوخ نتيجة تحلل بعض البروتينات، أو يكتسب اللبن المغلي طعماً غير مستساغ نتيجة تكون مركبات كبريتية طيارة .

6- غلي اللبن بهذه الطريقة الشائعة الاستعمال يؤدي إلى تلف بعض الإنزيمات الموجودة في اللبن، وكذلك تلف فيتامين "ج" (Vitamin C).

7- يؤدي غلي اللبن بالطريقة المستعملة إلى ترسيب جزء من فوسفات الكالسيوم الذائبة وتحولها إلى الحالة غير الذائبة وذلك يؤثر على عمليات التجبن .

8- غلي اللبن بهذه الطريقة يؤثر تأثيراً سيئاً على طعم القشدة الناتجة حيث تكتسب طعماً غير مرغوب فيه، كما أنه يحدث نقصاً واضحاً في حجمها .

ولإجراء عملية الغلي بالطريقة الصحية المضبوطة كي تؤدي النتائج المرجوة منها يجب مراعاة ما يلي :

1- أن يكون غلي اللبن بطريقة غير مباشرة أي يكون التسخين في حمام مائي (أي يوضع وعاء اللبن في إناء به ماء ويسخن على اللهب) وذلك حتى لا يتعرض اللبن لحدوث شياط وتلتصق بعض أجزائه بقاع وجوانب الوعاء .

2- يقلب اللبن باستمرار أثناء التسخين وذلك لتكسير الأغشية المتكونة وتصاعد الغازات ولمنع الفوران ولسرعة رفع درجة حرارة جميع أجزائه وانتظام الحرارة به لضمان وصول جميع جزيئات اللبن إلى درجة الحرارة المطلوبة .

3- يبرد اللبن مباشرة بعد التسخين بوضع الإناء الموجود به اللبن في ماء بارد لعدم إتاحة الفرصة لتكاثر ما تبقى من ميكروبات مقاومة للحرارة وللمحافظة على صفات اللبن الطبيعية والكيميائية بدون تغيير .

4- يغطى الإناء المحتوي على اللبن، ويحفظ اللبن مغطى منعاً لتلوثه وحتى لا تنتقل الميكروبات من الجو إليه.

5- يحفظ اللبن بارداً لحين استهلاكه منعاً لتكاثر بكتريا متبقية به، ولقد ثبت من الأبحاث الكيميائية والبكتريولوجية أن القيمة الغذائية للبن لا تتأثر كثيراً بهذه الطريقة .

ثانياً : بسترة اللبن

سميت هذه الطريقة بالبسترة (Pasteurization) نسبة إلى العالم الفرنسي "لويس باستير " الذي استنتج من أبحاثه أن الحرارة المرتفعة تسبب موت البكتريا الضارة، وكان أول من استخدم البسترة في حفظ الألبان والأغذية.

ولقد اهتم العلماء بدراسة أفضل الطرق ودرجات الحرارة المناسبة التي لا تسبب تغيراً في لون وطعم اللبن وذلك للقضاء على الميكروبات التي تسبب الأمراض المختلفة ودون التأثير الضار على خواص اللبن البيولوجية والطبيعية والكيميائية .

ويلاحظ في بسترة اللبن أمران هامان وهما :

1- درجة الحرارة التي يسخن عليها اللبن.

2- الفترة الزمنية التي يحفظ فيها اللبن على هذه الدرجة.

والهدف من بسترة اللبن ما يلي :

1- قتل الميكروبات المرضية .

2- عدم الإضرار بخواص اللبن المختلفة.

وأهم فوائد بسترة اللبن ما يلي :

1- حفظ القيمة الغذائية للبن.

2- إطالة فترة حفظ اللبن بعد إنتاجه .

3- قتل الميكروبات الضارة باللبن .

4- حفظ صحة مستهلكي اللبن ومنتجاته، والحد من خطورة الإصابة ببعض الأمراض الناتجة من عدم العناية بإنتاج اللبن ونقله .

طرق بسترة اللبن

أولاً : الطريقة الأولية أو الطريقة القديمة :

في هذه الطريقة يسخن اللبن إلى درجة 180 درجة فهرنهيت لفترة نصف دقيقة ثم يبرد اللبن تبريداً سريعاً بعد ذلك .

ومما هو جدير بالذكر في هذا المجال أنه بالرغم من أن درجة الحرارة المرتفعة تقضي على الميكروبات المرضية، إلا أنه قد يكون لها تأثير غير مرغوب فيه على بعض خواص اللبن الطبيعية .

ثانياً : الطريقة البطيئة

في هذه الطريقة يسخن اللبن إلى درجة °36 مئوية تقريباً (145 درجة فهرنهيت) (*) لفترة نصف ساعة ثم يبرد تبريداً سريعاً إلى درجة لا تزيد عن 8 م ، ولقد وجد أنه بهذه الطريقة يمكن القضاء على الميكروبات الضارة مع عدم الإضرار بصفات اللبن الطبيعية وخواصه الكيميائية .

(*) لتحويل درجات الحرارة من الفهرنهيت (° ف) إلى الدرجات المئوية (° م) أو العكس نستعمل المعادلة التالية :

درجة ف = (درجة مئوية x 9/5) + 32

درجة م = (درجة ف – 32) × 5/9

وتجرى البسترة البطيئة بإحدى الأجهزة التالية وذلك تبعاً لسعة وحجم والنظم الاقتصادية لمصانع ومعامل الألبان:

أ- أجهزة البسترة المستمرة.

ب- أجهزة البسترة على دفعات.

ج- البسترة في زجاجات .

مزايا البسترة بالطريقة البطيئة :

1- تعتبر هذه الطريقة اقتصادية إذا كانت كمية اللبن قليلة نسبياً (أقل من 3 طن يومياً) .

2- في هذه الطريقة يقضي على نسبة مرتفعة من البكتريا الضارة.

3- الأجهزة بسيطة التركيب وسهلة التشغيل.

عيوب البسترة بالطريقة البطيئة

1- تعد تكاليف عملية البسترة مرتفعة إذا كانت كمية اللبن كبيرة (أكثر من 3 طن يومياً)

2- تشغل الأجهزة حيزاً كبيراً.

3- ليس من السهولة بمكان زيادة سعة الأجهزة .

4- تستغرق عمليات غسيل الأجهزة وتنظيفها وصيانتها وتعقيمها وقتاً طويلاً.

5- يوجد احتمال لنمو البكتريا التي تنمو في الحرارة، ولاسيما إذا استعملت الأجهزة لفترات طويلة بدون تنظيف .

6- تستغرق عملية البسترة بالطريقة البطيئة وقتاً طويلاً.

ثالثاً : طريقة البسترة السريعة على درجة حرارة مرتفعة ووقت قصير  (HTST)( High temperture short time pasteurization) تعد طريقة البسترة هذه الطريقة الشائعة والمنتشرة في المصانع الحديثة ومعامل الألبان الكبيرة وذلك لما لها من مزايا صناعية واقتصادية وصحية كثيرة. وفي هذه الطريقة يسخن اللبن إلى درجة 160 درجة فهرنهيت لفترة 20-15 ثانية ثم يبرد اللبن سريعاً إلى درجة 50 درجة فهرنهيت.

ويتركب جهاز البسترة السريعة من الأجزاء التالية :

1- خزان تجميع اللبن.

2- المبادلات الحرارية .

3- مصفاة ومضخة ومرشح وترمومترات لتسجيل درجات الحرارة.

4- قسم التسخين النهائي.

5- صمام التحويل .

6- قسم التبريد النهائي .

ومما يجدر بنا ذكره أنه توجد عدة احتياطات يجب اتخاذها عند استعمال هذه الطريقة، منها ما يلي :

1- يجب إجراء الاختبارات الأولية على اللبن للتأكد من نظافته وصلاحيته .

2- يجب التأكد أن الترمومترات المستخدمة سليمة وصالحة للاستعمال، وهي الترمومترات الخاصة بتسجيل درجات حرارة اللبن في جهاز البسترة السريعة والأخرى الخاصة بقياس درجات الحرارة .

3- يجب تقليب اللبن باستمرار لتتساوى درجات الحرارة في جميع الأحواض .

4- يجب مراعاة عدم تكون رغاوي وفقاقيع هوائية على سطح اللبن في أحواض البسترة حتى لا تؤثر على درجة الحرارة.

5- يجب تنظيف الأحواض والأجهزة والأدوات المستعملة في البسترة والمحافظة عليها نظيفة دائماً .

6- يجب تعقيم أجهزة البسترة للقضاء على البكتريا .

7- يجب المحافظة على اللبن المبستر نظيفاً واتخاذ جميع الاحتياطات المناسبة لمنع تلوثه، وإجراء الاختبارات عليه للتأكد من كفاءة البسترة .

8- يعبأ اللبن المبستر في عبوات خاصة تمهيداً لتوزيعه وبيعه .

مزايا طريقة البسترة السريعة على درجة حرارة مرتفعة ووقت قصير

1- تتم هذه العملية بسرعة .

2- تعتبر هذه الطريقة اقتصادية ومناسبة عند استعمال كميات كبيرة من اللبن .

3- لا يشغل جهاز البسترة السريعة حيزاً كبيراً وذلك بالمقارنة بالطريقة البطيئة.

4- من السهل تنظيف أجهزة البسترة السريعة وتعقيمها.

5- احتمال نمو البكتريا التي تنمو في الحرارة ضعيف جداً.

6- لا تؤثر طريقة البسترة السريعة على طعم اللبن كما يحدث في الطريقة البطيئة، حيث يظهر الطعم المطبوخ في البسترة البطيئة .

عيوب طريقة البسترة السريعة على درجة حرارة مرتفعة ووقت قصير

1- تعد هذه الطريقة غير مناسبة وغير اقتصادية اطلاقاً عند استعمال كميات صغيرة نسبياً من اللبن (أقل من خمسة طن).

2- من الصعب إضافة فيتامينات أو حديد أو دعم اللبن المبستر بهذه الطريقة بأي عناصر غذائية .

ثالثاً : تعقيم اللبن (Sterilized Milk)

يعتمد أساس طريقة تعقيم اللبن على تسخينه لدرجات حرارة مرتفعة ولفترة كافية للقضاء على الميكروبات الموجودة في اللبن الخام بدون التغير في خواصه ويظل صالحاً للاستهلاك الآدمي.

طرق تعقيم اللبن

1- تجرى الاختبارات الأولية على اللبن الخام لمعرفة صلاحيته للتعقيم، حيث يشمل ذلك اختبار درجة حموضته وبعض الاختبارات البكتريولوجية.

2- يرشح اللبن بعد ذلك وينقى باستعمال الطرد المركزي للتخلص مما يعلق به من شوائب.

3- يسخن اللبن تسخيناً أولياً إلى درجة حرارة 160 درجة فهرنهيت بواسطة جهاز التسخين الخاطف الوقتي السريع أو بواسطة المبادلات الحرارية .

4- تجرى بعد ذلك للبن عملية التجنيس تحت ضغط قدره 2000 إلى 3000 رطل على البوصة المربعة والهدف من هذه العملية هو منع تكون طبقة دهن ظاهرة وذلك بتكسير حبيبات الدهن وتفتيتها إلى حبيبات متناهية في الصغر تبقى عالقة في اللبن ولا تصعد إلى سطحه وبذلك يكون قوام اللبن متجانساً. ومما يجدر بنا ذكره في هذا المقام أن التجنيس يعد عملية أساسية وهامة في صناعة اللبن المعقم وعدم إجرائها يؤدي إلى تجميع حبيبات الدهن وتكوين طبقة دهنية فوق سطح اللبن.

5- يعبأ اللبن الساخن المجنس في زجاجات نظيفة معقمة أوتوماتيكياً وتحت تفريغ، وتغلق هذه الزجاجات بغطاء مخصوص يتم إحكام قفله جيداً ولا يتلف أثناء المعاملات التالية .

6- تنقل الزجاجات المملوءة باللبن والمغلقة جيداً إلى جهاز التعقيم حيث تجرى هذه العملية بالطريقة الفردية في "أحواض التعقيم" أو بالطريقة المستمرة في "المعقم المستمر".

وتجرى عملية التعقيم في درجة حرارة تتراوح بين 255 إلى 265 درجة فهرنهيت لفترة خمس دقائق تقريباً.

7- تترك الزجاجات بعد ذلك لتبرد تدريجياً حتى تصل إلى درجة 100 - 105 درجة فهرنهيت تقريباً.

8- أخيراً ترسل الزجاجات إلى مراكز التوزيع للبيع في الأسواق المحلية أو تشحن وتصدر للخارج.

تطوير طرق تعقيم اللبن

حدث في السنوات الأخيرة تطوير لطرق تعقيم اللبن، منها طريقة التعقيم بالحرارة المرتفعة فوق العالية، حيث يتم تعريض اللبن لدرجة حرارة مرتفعة جداً تصل إلى 300 درجة فهرنهيت ولفترة لا تزيد على خمس ثوان وتحت ظروف خاصة من الضغط والتفريغ وذلك حتى لا تتغير خواصه الطبيعية من حيث اللون والطعم، ويكون طعمه مقبولاً للمستهلك.. وفي هذه الطريقة يمكن القضاء على الميكروبات والبكتريا الضارة كما أنه يمكن حفظ اللبن المعقم بهذه الطريقة لفترات طويلة دون فساد .

كذلك توجد طرق أخرى لتعقيم اللبن نذكر أسماء بعضها فيما يلي :

- طريقة الأبراج أو الصهاريج الاسطوانية .

- طريقة الـ "أتوكلاف " .

- طريقة "التعقيم الوقتي" (Uperisation) وهذه الطريقة شائعة الاستعمال حالياً في مصانع دول أوربا الغربية .

- طريقة "كوبلت 60 المشع" : وتستخدم هذه الطريقة في بعض مصانع الولايات المتحدة الأمريكية .

فوائد التعقيم

1- إطالة فترات حفظ اللبن حيث أنه يمكن حفظ اللبن على حاله بدون فساد أو تلف لبضع سنين .

2- زيادة الضمان والثقة لدى المستهلكين باستعمال الألبان المعقمة، حيث أن التعقيم يقضي على الميكروبات التي في اللبن الخام وكذلك يبيد جميع البكتريا الضارة.

3- يمتاز قوام اللبن المعقم بأنه متجانس ولا يصعد الدهن على السطح على هيئة طبقة صفراء زيتية ويعزي ذلك إلى عملية التجنيس أثناء تعقيم اللبن .

4- يمتاز اللبن المعقم بخثرة طرية سهلة وسريعة الهضم، ويمكن استعماله في تغذية الأطفال .

5- يمتاز اللبن المعقم بسهولة التداول والتوزيع والحفظ لعدم الحاجة إلى ثلاجات أو وسائل تبريد وبذلك يمكن الاستغناء عن التبريد سواء أثناء التوزيع أو الاستهلاك.

6- من الفوائد الاقتصادية لعملية تعقيم اللبن، تقليل تكاليف التوزيع، حيث أنه يمكن التوزيع مرة واحدة أسبوعياً.

رابعاً : اللبن المجفف

أصبح من الشائع الآن استعمال الألبان المجففة في كثير من بلدان العالم . . ويجفف اللبن في المصانع بإحدى الطريقتين التاليتين:

طرق تجفيف اللبن في المصانع

أولاً: طريقة الاسطوانات

في هذه الطريقة تستخدم عدة اسطوانات كل مجموعة منها مكونة من اسطوانتين متجاورتين في وضع أفقي المسافة بينهما متقاربة جداً (ما يقرب من 20/1 من البوصة)، حيث يتساقط اللبن على الاسطوانات ويجف أثناء دورانها ويطحن بواسطة سكاكين موجودة بطول الاسطوانات .. ويتساقط اللبن المجفف في أوعية موجودة بطول الاسطوانات وينقل أوتوماتيكياً ويطحن ويعباً. ودرجة حرارة الاسطوانات تتراوح بين 290 ، 330 درجة فهرنهيت . . وتتراوح سرعة دوران الاسطوانات بين 12 إلى 20 دورة في الدقيقة.

ثانياً: طريقة الرذاذ

في هذه الطريقة يكثف اللبن أولاً في أوعية التكثيف الخاصة بذلك .

والمقصود بتكثيف اللبن هو إزالة الماء الموجود به .. ثم يجفف بإرساله على هيئة رذاذ دقيق يقابله تيار من الهواء الساخن درجة حرارته 250 درجة فهرنهيت وذلك في أوعية كبيرة جداً مقفلة ملساء الجدر. ونظراً لأن اللبن يوجد على هيئة ذرات دقيقة فيتبخر الماء المتبقي بسرعة، ويتساقط اللبن بعد تجفيفه إلى أسفل الأوعية الكبيرة ويجمع ويعبأ أوتوماتيكيا.

ونظراً لأن درجة الحرارة المستعملة في هذه الطريقة ليست مرتفعة، ومنخفضة عن درجة الحرارة المستعملة في الطريقة الأخرى (طريقة الاسطوانات) فاللبن المجفف بهذه الطريقة له خواص طبيعية وكيميائية أجود وأفضل من المجفف بالطريقة الأخرى.

وثمة أكثر من كلمة هامة في موضوع الألبان المجففة التي أصبح استعمالها واسع الانتشار :

أولاً : لم يتضح من الأبحاث الحديثة حتى الآن هل تؤثر طرق التجفيف المستعملة على فيتامينات ومعادن اللبن أم لا؟

إلا أنه من الثابت تجريبياً أن نسب الفيتامينات في اللبن الحليب أكبر منها في اللبن المجفف.

ثانياً : يجب الإشارة إلى أن بعض الشركات تلجأ إلى طرق غير صحيحة لرفع سعر منتجاتها من الألبان المجففة وذلك بإضافة بعض الأملاح المعدنية مثل الحديد والكالسيوم أو إضافة بعض الفيتامينات، إلا أنه لم يثبت علمياً حتى الآن إذا كان ذلك يفيد جسم الإنسان أم لا، حيث أن أي مزج أو إضافة إلى اللبن المجفف لا يستفيد به الجسم إلا إذا كان من مصادره الطبيعية .

ثالثاً : يجب الإشارة إلى أن تعرض اللبن المجفف للهواء لفترات طويلة أو وضعه وتخزينه في جو رطب أو ابتلاله برذاذ الماء يسبب تزنخ دهون اللبن وتغيير طعمه ولونه وعندئذ يجب عدم استعماله، لذا يجب حفظ عبوات اللبن المجفف في مكان جاف وعدم تعرضها للجو الرطب أو الماء وعدم استعمال ملاعق مبتلة عند التعبئة من عبوات اللبن وضرورة إحكام غلقها في كل مرة بعد الانتهاء من استعمالها وحفظها في مكان بعيد عن الرطوبة .