Phần lớn sữa tươi thanh trùng trong tủ mát siêu thị, nhiều loại nước quả bảo quản lạnh, trứng lỏng cho nhà máy bánh đều được xử lý bằng thanh trùng HTST. Đây là phương pháp thanh trùng liên tục, năng suất cao, giữ hương vị tốt, là xương sống của ngành sữa nước toàn cầu.

Thanh trùng HTST là gì?

HTST (High Temperature Short Time – nhiệt độ cao, thời gian ngắn) là phương pháp thanh trùng trong đó sản phẩm lỏng được gia nhiệt nhanh lên nhiệt độ tương đối cao, giữ trong thời gian ngắn, rồi làm lạnh nhanh, tất cả diễn ra liên tục trong hệ thống kín. Với sữa, chế độ tiêu chuẩn là tối thiểu 72 °C trong 15 giây (161 °F trong 15 giây theo quy định Mỹ), được Codex và hầu hết quốc gia công nhận là tương đương phương pháp thanh trùng chậm truyền thống 63 °C trong 30 phút (LTLT).

Cơ sở khoa học

Chế độ thanh trùng sữa được xây dựng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh chịu nhiệt nhất thường gặp trong sữa tươi, trước đây là Mycobacterium tuberculosis, sau đó là Coxiella burnetii. Nhờ nguyên lý giá trị Z, vi sinh vật có z nhỏ bị tiêu diệt nhanh hơn nhiều khi nhiệt độ tăng, trong khi hương vị, vitamin, protein có z lớn ít bị ảnh hưởng. Vì vậy HTST giữ chất lượng tốt hơn thanh trùng chậm ở nhiệt độ thấp, thời gian dài.

Hệ thống thanh trùng HTST

  1. Bồn cân bằng: đảm bảo dòng sản phẩm ổn định.
  2. Vùng thu hồi nhiệt (regeneration): sữa lạnh đi vào được làm ấm bởi sữa nóng đã thanh trùng đi ra, qua tấm trao đổi nhiệt; hiệu suất thu hồi có thể đạt khoảng 90% hoặc hơn, tiết kiệm năng lượng lớn. Áp suất phía sữa đã thanh trùng phải luôn cao hơn phía sữa chưa thanh trùng để tránh nhiễm chéo nếu tấm bị thủng.
  3. Vùng gia nhiệt: nước nóng hoặc hơi nâng sữa lên nhiệt độ thanh trùng.
  4. Ống giữ nhiệt (holding tube): có chiều dài và đường kính được tính toán để hạt sữa chảy nhanh nhất vẫn lưu lại đủ thời gian quy định ở lưu lượng tối đa.
  5. Van chuyển dòng (flow diversion valve): nếu nhiệt độ cuối ống giữ nhiệt thấp hơn giới hạn, van tự động đưa sữa quay về bồn cân bằng để xử lý lại.
  6. Vùng làm lạnh: làm lạnh nhanh xuống khoảng 4 °C bằng nước lạnh, nước glycol.
  7. Bơm định lượng, đồng hồ lưu lượng, bộ ghi nhiệt độ đảm bảo thời gian giữ và lưu trữ hồ sơ.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm phổ biến cho sữa, nước quả trong; dạng ống dùng cho sản phẩm nhớt hoặc có thịt quả.

Kiểm soát và thẩm tra

  • Nhiệt độ và thời gian giữ là điểm kiểm soát tới hạn; nhiệt kế, bộ ghi phải được hiệu chuẩn định kỳ.
  • Kiểm tra van chuyển dòng hoạt động đúng điểm cài đặt.
  • Kiểm tra thời gian giữ bằng phương pháp muối hoặc chất đánh dấu ở lưu lượng tối đa.
  • Kiểm tra rò rỉ tấm trao đổi nhiệt định kỳ.
  • Phép thử phosphatase kiềm (ALP): enzyme phosphatase kiềm trong sữa bị bất hoạt ở điều kiện thanh trùng đạt chuẩn; kết quả âm tính (dưới ngưỡng) chứng tỏ sữa đã thanh trùng đúng và không bị pha sữa tươi chưa xử lý.
  • Phép thử peroxidase: lactoperoxidase vẫn còn hoạt tính sau HTST thông thường; âm tính cho thấy sữa đã được xử lý ở nhiệt độ cao hơn (thanh trùng nhiệt cao).

Hạn sử dụng và an toàn

HTST tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và phần lớn vi sinh vật gây hư hỏng, nhưng không tiêu diệt bào tử và một số vi khuẩn chịu nhiệt. Sữa thanh trùng HTST phải được bảo quản lạnh liên tục, thường có hạn sử dụng khoảng 1–2 tuần, phụ thuộc chất lượng sữa nguyên liệu, vệ sinh sau thanh trùng và nhiệt độ chuỗi lạnh. Nguyên nhân hư hỏng chính của sữa thanh trùng thường là tái nhiễm sau thanh trùng từ đường ống, bồn chứa, máy rót, và vi khuẩn ưa lạnh tạo bào tử như Bacillus, Paenibacillus.

So sánh với các phương pháp khác

  • LTLT (63 °C, 30 phút): dạng mẻ, phù hợp quy mô nhỏ, sữa nông trại.
  • Thanh trùng nhiệt cao (HHST, khoảng 85–90 °C hoặc hơn): kéo dài hạn dùng nhưng có thể có mùi nấu.
  • ESL (Extended Shelf Life): kết hợp nhiệt cao hơn, vi lọc (lọc màng) và rót siêu sạch, hạn dùng lạnh vài tuần.
  • UHT (135–150 °C, vài giây): kết hợp rót vô trùng, bảo quản nhiệt độ phòng nhiều tháng.

Ứng dụng ngoài sữa

  • Nước quả và nước ép: các chế độ khoảng 71–95 °C trong vài giây đến vài chục giây tùy pH và vi sinh vật mục tiêu; với nước quả bảo quản lạnh, HTST giúp đạt yêu cầu giảm 5 log vi sinh vật gây bệnh theo HACCP nước ép.
  • Trứng lỏng: nhiệt độ thấp hơn (khoảng 60–65 °C trong vài phút) do protein trứng dễ đông tụ.
  • Kem hỗn hợp (ice cream mix): nhiệt độ cao hơn sữa do hàm lượng chất khô, đường, chất béo cao bảo vệ vi sinh vật.
  • Bia, nước giải khát, sữa thực vật, nước dừa: thanh trùng dòng chảy (flash pasteurization) theo nguyên lý tương tự.

Yêu cầu chất lượng sữa nguyên liệu

HTST không thể “cứu” sữa nguyên liệu kém. Sữa có tổng số vi sinh vật cao, nhiều vi khuẩn ưa lạnh, enzyme bền nhiệt, kháng sinh tồn dư hoặc độ axit cao sẽ cho sữa thanh trùng chất lượng thấp, hạn dùng ngắn. Kiểm soát vệ sinh vắt sữa, làm lạnh nhanh ở trang trại, thời gian vận chuyển là điều kiện tiên quyết.

Câu hỏi thường gặp

Sữa thanh trùng có giữ được nhiều dinh dưỡng hơn sữa tiệt trùng? Thanh trùng HTST ảnh hưởng rất ít đến protein, canxi; tổn thất một số vitamin nhạy nhiệt (B1, B12, C) thấp hơn tiệt trùng. Khác biệt dinh dưỡng giữa hai loại không lớn; khác biệt rõ nhất là hương vị và cách bảo quản.

Có thể đun sữa thanh trùng lại không? Không cần thiết về an toàn nếu sữa còn hạn và được bảo quản lạnh đúng cách; đun lại chỉ làm thay đổi hương vị.

Thuật ngữ liên quan