المعايير ومراقبة الجودة لصناعة الألبان

تقدم هذه المقالة استكشافًا متعمقًا لصناعة الألبان، وتغطي العمليات الأساسية، والمراقبة الدقيقة، والامتثال للمعايير، والدور المحوري للتحسين في ضمان الجودة والكفاءة. إنه يقدم رؤى قيمة لمحترفي الصناعة والباحثين والهيئات التنظيمية المستثمرة في فهم ديناميكيات إنتاج الألبان وتطويرها.

27/01/2024

التغذية الطبية

في صناعة الألبان، تتضمن رحلة الحليب من المزرعة إلى المنتجات النهائية أخذ عينات وتحليلات دقيقة لضمان الجودة والامتثال لمعايير النظافة والغذاء. في حين أن الحليب الطازج يتمتع بفترة صلاحية قصيرة، فقد ساهم الحليب المجفف في توسيع نطاق منتجات الألبان على مستوى العالم. ويعمل اعتماد ممارسات جديدة، بما في ذلك الأتمتة والروبوتات وتقنيات الاستشعار المتقدمة، على تحويل صناعة الألبان التقليدية من خلال تعزيز الكفاءة التشغيلية وتحسين سلاسل التوريد والإنتاج.

1 المقدمة

تركز صناعة الألبان على تحسين معالجة الحليب لإطالة مدة الصلاحية والحفاظ على الجودة. في مواجهة التقلبات في الأسعار العالمية وتغير طلبات المستهلكين، يضطر منتجو الألبان إلى الابتكار وتحسين عمليات الإنتاج الخاصة بهم. يقوم منتجو الألبان الرائدون في العالم بتكييف ممارساتهم لتلبية المحتوى والمعايير الغذائية المتنوعة في مختلف البلدان.

2. معالجة الحليب

يوضح الشكل 1 مخطط تدفق معالجة الحليب في مصنع الألبان. عند الوصول إلى المنشأة، يتم وزن الحليب باستخدام الميزان، ويتم تسجيل الوزن تلقائيًا. وفي الوقت نفسه، ينقل الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة البيانات لاسلكيًا إلى نظام الالتقاط، ويوثق درجة حرارة وحجم الحليب من كل مزرعة. من الضروري الحفاظ على نطاق درجة حرارة يتراوح بين 4-6 درجات مئوية خلال هذه العملية.

معالجة الحليب

ولضمان الجودة، تقوم الحاويات المعقمة تلقائيًا بجمع عينات الحليب من كل مورد في المصدر. ثم يتم إرسال هذه العينات إلى فني المختبر لإجراء تحليل شامل. أي انحراف في التركيب أو الطعم أو الرائحة عن المعيار يؤدي إلى تصنيف جودة أقل. يقوم المعمل بإجراء اختبارات على كل عينة للحموضة والمضادات الحيوية والماء المضاف والدهون ومحتوى البروتين. تلتزم الاختبارات التحليلية بالمعايير الدولية الموضحة في الجدول 1، والتي توجه عملية مراقبة الجودة الشاملة.

Quality tests	Acceptable limits	Standards
Acidity (Titratable)	<=0.18%	ISO 6091:2010
Antibiotic residues	Absent/0.1 g	ISO 26844:2006c
Freezing point (added water)	is-0.54°C	ISO 5764:2009
Fat	0.8%	ISO 1736:2008
Protein	34%	ISO 8968–1/2:2014 and ISO 14891:2002
Lactose	>4.2%	ISO 22662:2007

اختبار الجودة الميكروبية عند تناول الحليب

قبل قبول الحليب للمعالجة، يخضع لاختبار الجودة الميكروبية عند نقطة الإدخال. يتم استخدام طريقة تاريخية تُعرف باسم اختبار ريسازورين، والتي يعود تاريخها إلى عام 1929، لتقييم الجودة الميكروبيولوجية للحليب. يتضمن الاختبار إضافة كمية صغيرة من الحليب ومحلول صبغة الريسازورين، ثم حضانة الخليط عند درجة حرارة 37 درجة مئوية. تتم مقارنة تغير اللون الناتج بأقراص الألوان القياسية أو يتم قياسه باستخدام أداة المقارنة. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء اختبار كثافة الحليب كوسيلة سريعة للكشف عن أي غش أو انحرافات عن تركيبة الحليب الطبيعية، مثل التخفيف بالماء أو القشط. يتضمن هذا الاختبار استخدام مقياس كثافة اللاكتودين مع مقياس حرارة، ومعايرته لقياس الكثافة ضمن نطاقات محددة للحليب القياسي.

3. مراحل تصنيع الألبان

عند الانتهاء بنجاح من الاختبارات التحليلية الأولية، ينتقل الحليب الخام المنقول في شاحنة حاوية الحليب إلى حجرات سحب الحليب الكامل. يقوم السائق بتوصيل خراطيم الحليب، ومن ثم يتم ضخ الحليب في صهاريج تخزين كبيرة الحجم تعرف باسم صوامع الحليب، بسعة تصل إلى 300 ألف لتر. لبدء عملية الضخ في صوامع الحليب الكامل، يقوم السائق بإدخال رقم تعريف الشاحنة على لوحة التحكم الخاصة بالمضخة أو يستخدم سلسلة مفاتيح - وهو جهاز إلكتروني لاسلكي سلبي يستخدم تقنية تعريف الترددات الراديوية.

أثناء تفريغ الحليب، يقوم نظام تبريد تلقائي بخفض درجة حرارته إلى 4-6 درجات مئوية من خلال مبادل لوحة الحرارة (HPE) أثناء عملية الضخ في الصومعة. تنشأ فرص تنفيذ مراقبة المعالجة أثناء أوقات الإعداد والتفريغ، خاصة عند اقتران وفصل خراطيم سحب الحليب. يعد التباين في وقت الضخ بمثابة مؤشر أداء خاص بكل مضخة، حيث يمثل معدل التدفق مقياسًا موثوقًا به.

هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على وقت الضخ، بما في ذلك حجم الحليب في صومعة الاستقبال، وعدد الانحناءات والصمامات في كل خط أنابيب، وتغيرات الضغط الخلفي المرتبطة بها. يتضمن تحقيق تحسين العملية أثناء تفريغ الحليب ضمان تشغيل المضخات بفعالية وكفاءة، بالإضافة إلى تخطيط إمداد الشاحنات من خلال إدارة فترات زمنية ذكية.

3.1. الفصل والتوضيح والطرد المركزي

عادةً ما يكون لمصانع معالجة الحليب عملياتها الفريدة، بما في ذلك خطوات مثل التصفية والفصل والطرد المركزي. عند الوصول إلى مصنع الألبان، غالبًا ما يحتاج الحليب إلى تصفيته لإزالة الشوائب مثل جزيئات الأوساخ والبروتين المترسب، مما يمكن أن يحمي معدات المعالجة النهائية. تُستخدم تقنيات الطرد المركزي والترشيح الدقيق بشكل شائع لإزالة البكتيريا والجراثيم والخلايا الجسدية من الحليب، بما في ذلك كريات الدم البيضاء، مما يقلل من وجود المواد الضارة ويحسن الجودة والسلامة العامة لمنتجات الألبان.

تستخدم أجهزة الطرد المركزي في المقام الأول في مصانع معالجة الألبان لفصل الحليب الساخن، وفصل دهون الحليب عن الحليب الخالي من الدسم في عملية تعرف باسم القشط. يمكن التحكم في محتوى الدهون في الكريم إلى مستوى معين باستخدام نظام توحيد الدهون المضمن. تخدم الأنواع المختلفة من أجهزة الفصل بالطرد المركزي، مثل أجهزة التصفية والفواصل، وظائف محددة في صناعة الألبان، بما في ذلك إزالة الجزيئات الصلبة، وفصل الكريمة، والقضاء على البكتيريا. يتضمن توحيد الحليب ضبط مستويات الدهون والمواد الصلبة غير الدهنية لإنشاء محتوى موحد من دهون الحليب في منتجات الألبان المختلفة للأغراض الاستهلاكية والتجارية.

3.2. بسترة

تم تطوير البسترة في البداية للسيطرة على المتفطرة البقرية المسببة لمرض السل، ولم تعد ضرورية لهذا الغرض بسبب الاختبارات السنوية وإزالة الأبقار المصابة بالسل. ومع ذلك، لمكافحة الكائنات الحية الدقيقة مثل الكوكسيلا البورنيتية، التي تسبب حمى Q لدى البشر، يجب بسترة الحليب عند درجة حرارة 161 درجة فهرنهايت (71.7 درجة مئوية) لمدة 15 ثانية. تتضمن عملية بسترة الوعاء القياسية تسخين الحليب إلى 63 درجة مئوية (145 درجة فهرنهايت) لمدة 30 دقيقة.

التحقق من عملية البسترة

يستخدم اختبار PasLite على نطاق واسع للتأكد من مدى كفاية بسترة الحليب لمختلف منتجات الألبان. يحدد هذا الاختبار الفوسفاتيز القلوي، وهو إنزيم الحليب الطبيعي الذي يتم التخلص منه أثناء البسترة. يستغرق الاختبار 3 دقائق فقط، مما يسمح بمعالجة عينات متعددة في وقت واحد، على الرغم من أن القراءات تتم واحدة تلو الأخرى. تضمن هذه العملية الصارمة سلامة وجودة منتجات الألبان المخصصة للاستهلاك.

4. مساحيق الحليب

لقد ساهمت مساحيق الحليب في تعزيز الانتشار العالمي لصناعة الألبان بشكل كبير. تتضمن عملية صنع الحليب المجفف تقنيات التبخر والتجفيف بالرش، والتي يجب التحكم فيها بعناية لمنع الإضرار بالجودة الغذائية والوظيفية للحليب.

4.1. التبخر والتجفيف

يتم إنتاج مسحوق الحليب عن طريق تجفيف الحليب المكثف مسبقًا بالرش، وغالبًا ما يستخدم مبخر ذو طبقة متساقطة لتركيز الحليب من حوالي 13% من إجمالي المواد الصلبة (TS) إلى هدف يصل إلى 52%. تتضمن عملية التبخر إزالة الماء من الحليب، مع تنفيذ العملية بعناية ناجع لتجنب الضرر الحراري للبروتينات وتحقيق التركيز المطلوب. تعد كفاءة الطاقة أحد الاعتبارات الرئيسية في تصميم التبخر، حيث تتم العملية غالبًا في الفراغ عند ضغوط ودرجات حرارة محددة لتقليل التأثير الحراري.

بعد التبخر، يتم تمرير الحليب من خلال مجفف الرش حيث يتم تفتيته إلى قطرات صغيرة. تساعد بيئة غرفة التجفيف الساخنة والمنخفضة الرطوبة على تبخر الماء من القطرات، مما ينتج عنه مسحوق الحليب. يعد حجم الجسيمات والكثافة الظاهرية للمسحوق من العوامل المهمة التي تؤثر على خصائص إعادة تكوينه وكيفية ذوبانه في السوائل. تؤثر المعالجة الحرارية التي يتلقاها مسحوق الحليب، والتي يتم قياسها بواسطة مؤشر نيتروجين بروتين مصل اللبن (WPNI) ورقم الكازين، على جودته وخصائصه.

يتم تنظيم الحليب المجفف من حيث التركيب والمواد المضافة، مع المعايير التي وضعتها هيئة الدستور الغذائي. يعد التحكم في محتوى الرطوبة في مسحوق الحليب أمرًا بالغ الأهمية للجودة وتكلفة الإنتاج على المدى الطويل. توجد طرق مختلفة لتحديد محتوى الرطوبة، بما في ذلك الطرق المرجعية والتقنيات الأحدث المصممة لتقليل التداخل الناتج عن رطوبة الهواء.

5. تحليلات الجودة الميكروبيولوجية

في كل مرحلة، يكون الحليب معرضًا لخطر التلوث من المعدات والهواء والماء، مما يستلزم إجراء تحليلات ميكروبية صارمة بدءًا من التجميع في المزرعة وحتى مراحل التعبئة النهائية.

5.1. تحليل الجودة الميكروبية على مستوى المزرعة

من نقطة التجميع في المزرعة، تتم إدارة الجودة الميكروبية للحليب. تساعد الاختبارات التي تتم في المزرعة مثل اختبار التهاب الضرع في الكشف المبكر عن العدوى.

5.2. اختبار الجودة الميكروبية عند تناول الحليب

يضمن الاختبار المتقدم لوصول الحليب إلى مرافق المعالجة أنه يفي بالمعايير المطلوبة قبل دخوله خط الإنتاج.

6. الكائنات الحية الدقيقة والحليب

يتطلب تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الحليب بروتوكولات اختبار شاملة لضمان إدارة البكتيريا الضارة بشكل فعال طوال عملية المعالجة.

7. تقنيات صناعة الألبان

تتبنى صناعة الألبان تدريجياً تقنيات جديدة، سواء على مستوى المزرعة أو في مصانع معالجة الألبان. على سبيل المثال، أدت أنظمة الحلب الآلية، مثل تلك التي طورتها ليلي وديلافال، إلى زيادة إنتاجية الحليب من خلال السماح للأبقار بالدخول إلى صالة الحلب دون مطالبة. تقوم هذه الأنظمة بدمج البيانات من علامات الأبقار، وتتبع المقاييس مثل الخطوات وسلوك التغذية. بالإضافة إلى ذلك، تساعد تقنيات مثل MooCow وMooMonitor في مراقبة دورات حرارة البقرة وتوجيهها في صالة الحلب. ويمكن للابتكارات الأخرى، مثل مستشعر MooCall، اكتشاف متى تكون البقرة على وشك الولادة وتنبيه المزارع عبر الرسائل النصية القصيرة.

تقديم أدوات تحليلية متقدمة لتحليل الحليب، مثل التحليل الطيفي MIR لتحويل فورييه، وقياس التدفق الخلوي، وELISA، وPCR، وكروماتوغرافيا الغاز/قياس الطيف الكتلي، والكروماتوغرافيا السائلة/التأين بالرش الكهربائي، وICP-MS، لتمكين تحليل الحليب التفصيلي لمختلف أنواع الحليب. الأغراض بما في ذلك مراقبة الجودة ومراقبة الصحة.

8. الاستنتاج

الألبان بالجودة والسلامة بدءًا من المزرعة وحتى المنتج النهائي ضوابط عملية صارمة والالتزام بالمعايير العالمية. وسط تفضيلات الحليب البديل وتزايد عدد السكان الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز، تتبنى الصناعة ابتكارات جدید لتظل قادرة على المنافسة وتلبية أعلى معايير السلامة والجودة. وعلى الرغم من هذه الاتجاهات، يظل الحليب ومنتجات الألبان من السلع العالمية الأساسية.

اقرأ أكثر: البروبيوتيك: يحسن صحة الأمعاء ويدعم نظام المناعة الصحي

للاتصال بقسم تصدير ألبان کالبر، يرجى الرجوع إلى قسم "اتصل بنا".

Ref:

The Dairy Industry: Process, Monitoring, Standards, and Quality | IntechOpen

ألبان و أجبان كالبر - قسم التصدير