Pasteurisierung

Mikrobiologie der pasteurisierten Milch

Rohmilch enthält häufig Mikroorganismen in einer Konzentration von 104-105 cfu ml-1, und das Ausmaß, in dem die Anzahl der Mikroorganismen durch Pasteurisierung reduziert werden kann, hängt nicht nur von der ursprünglich vorhandenen Anzahl, sondern auch von den Arten der Organismen ab. Die verderbliche Mikroflora in pasteurisierter Milch lässt sich in zwei Arten unterteilen: Kontaminanten, die nach der Pasteurisierung in die Milch gelangt sind, und hitzebeständige Bakterien, die die Erhitzung überlebt haben. Im Allgemeinen werden fast alle gramnegativen Organismen in der Milch durch eine 30-minütige Pasteurisierung bei 63 °C abgetötet, und obwohl einige thermophile und mesophile Bakterien, z. B. Mikrokokken und Streptococcus spp., die thermodurisch sind, die Pasteurisierung überleben können, wachsen sie nur sehr langsam, sobald die pasteurisierte Milch auf 4 °C abgekühlt wird; coryneforme Bakterien sind eine weitere Gruppe, die häufig in pasteurisierter Milch vorhanden ist, aber sie wachsen in gekühlter Milch nur sehr langsam und verursachen nur selten Mängel. Der Methylenblautest ist ein gängiges Qualitätskontrollinstrument für pasteurisierte Milch; die Entfärbung nach 30 Minuten zeigt an, dass die Pasteurisierung ausreichend war. Der Schwellenwert für Bakterien, die Bitterkeit und schlechten Geschmack verursachen, liegt bei <1 × 107 cfu ml-1, und die übliche Haltbarkeit einer pasteurisierten Milch sollte >4 Tage unter Kühlung betragen.

Die endosporenbildenden Gattungen – wie Bacillus und in geringerem Maße Clostridium – können für den Verderb von Produkten aus kontaminierter Milch wichtig sein. Die anaeroben Sporenbildner können zwar in pasteurisierter Milch überleben, sind aber in der Regel aufgrund des hohen Redoxpotentials nicht in der Lage, sich zu vermehren; die Gattung Bacillus hingegen ist in der Lage, nach der Pasteurisierung aktiv zu bleiben, und ihre Sporen können den Verderb von wärmebehandelter Milch verursachen. Wärmebehandelte Milch ist für das Wachstum und die Enterotoxinproduktion von S. aureus besser geeignet als Rohmilch. Daher ist die Überwachung des Vorhandenseins dieses speziellen Erregers in wärmebehandelter Milch von größter Bedeutung für die hygienische Akzeptanz von verarbeiteter Flüssigmilch.

Die wichtigsten Mikroorganismen, die in gekühlter pasteurisierter Milch wachsen und deren Verderb verursachen, sind psychrotrophe Mikroorganismen, und da diese hitzelabil sind, ist der häufigste Ursprung der psychrotrophen Mikroorganismen die Kontamination nach der Pasteurisierung. Es gibt zwei Hauptquellen für die Kontamination nach der Pasteurisierung: Milchrückstände in den Geräten und Aerosole. Thermophile Mikroorganismen, die den Erhitzungsprozess überlebt haben, können sich an der Oberfläche von Plattenwärmetauschern mit hoher Wärmerückgewinnung festsetzen. Das Wachstum dieser Mikroorganismen findet bevorzugt in einem Temperaturbereich von 45 bis 60 °C in der Regenerationsstrecke statt. Dies hat zur Folge, dass das bereits erhitzte Produkt erneut kontaminiert wird, bevor es den Pasteur verlässt. Das Ausmaß, in dem sich Bakterien auf den Platten festsetzen, hängt von der Art der Wärmevorbehandlung der Milch vor der Pasteurisierung ab. Die Thermisierung der Rohmilch oder längere Umlaufzeiten der Milch im Pasteur sind die wichtigsten Faktoren, die das Ausmaß der Biofilmbildung auf den Heizplatten bestimmen. Es ist ziemlich schwierig, Biofilme auf der Oberfläche von Milchanlagen durch routinemäßige Reinigungsprotokolle zu beseitigen. Die Einfülldüsen, Kartondorne und Pasteure gehören zu den häufigsten Kontaminationsquellen nach der Pasteurisierung. Über die Kontaktflächen mit der Milch können mikrobielle Aerosole die pasteurisierte Milch kontaminieren. Insbesondere Hefe, Schimmelpilze, Bakterien und Sporen können auf der Kontaktfläche mit der Milch landen und so die pasteurisierte Milch kontaminieren. Die geschlossenen Abfülleinheiten sind im Hinblick auf die Kontamination der wärmebehandelten Milch nach der Pasteurisierung durch luftgetragene Mikroorganismen wesentlich sicherer als nicht geschlossene Abfülleinheiten.

Nach der Erhitzung können bestimmte Mitglieder der Enterobacteriaceae, einschließlich Serratia, Enterobacter, Citrobacter und Hafnia, zahlenmäßig dominieren, aber dennoch besteht die endgültige Verderbnismikroflora aus psychrotrophen gramnegativen Stäbchen, zum Beispiel Pseudomonas, Alcaligenes und Flavobacterium. Pasteurisierte Milch muss einen Phosphatasetest bestehen. Phosphatase ist ein Enzym, das in Rohmilch von Natur aus vorhanden ist und bei einer Temperatur zerstört wird, die nur geringfügig höher ist als die, die zur Zerstörung von M. tuberculosis verwendet wird.

Im Allgemeinen verdirbt aromatisierte pasteurisierte Milch schneller als nicht aromatisierte pasteurisierte Milch. Es wurde nachgewiesen, dass das bei der Herstellung von pasteurisierter Milch mit Schokoladengeschmack verwendete Schokoladenpulver das Wachstum von Bakterien in der Milch anregt, aber keine zusätzlichen Mikroben in die Milch einbringt. Die Generationszeit der Bakterien in aromatisierter pasteurisierter Milch war viel schneller als in ihrem nicht aromatisierten Gegenstück. In einer früheren Studie wurde festgestellt, dass das Wachstum von L. monocytogenes in Schokoladenmilch ausgeprägter war als in Magermilch, Vollmilch und Schlagsahne.

Der Fettgehalt von pasteurisierter Milch hat keine marginale Auswirkung auf das Wachstum von pathogenen Bakterien. Es wurde kein Unterschied zwischen der Haltbarkeit von Magermilch (0,1 % Fett), Halbfettmilch (1,6 % Fett) und Vollmilch (3,8 % Fett) mit oder ohne Zusatz von Pseudomonas spp. bei 4 und 7 °C festgestellt. Auch die Anzahl von L. monocytogenes in Magermilch, Vollmilch und Schlagsahne unterschied sich nicht signifikant. Daher kann man davon ausgehen, dass die Fettstandardisierung einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Mikrobiologie von pasteurisierter Milch hat.

Die Herstellungstechnologie von konzentrierter Flüssigmilch umfasst die Pasteurisierung, die Vorwärmung, die Verdampfung und die Kühlung. Die Kondensmilch erfordert eine intensivere Vorwärmbehandlung, um die Lagerstabilität zu gewährleisten, ein Stabilisator kann zugesetzt werden, und das fertige Produkt wird in einer Dose durch Retortieren sterilisiert. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass Kondensmilch oder Kondensmilch keine Mikroorganismen enthält. Durch eine unzureichende Wärmebehandlung oder ein Auslaufen der Dose kann die kondensierte oder verdampfte Milch jedoch verderben. Geobacillus stearothermophilus, ein obligater Thermophiler, ist der Organismus, der in erster Linie für den Verderb dieser Produkte verantwortlich ist, insbesondere wenn sie bei ungewöhnlich hohen Temperaturen gelagert werden. Normale Kondensmilchprodukte enthalten in der Regel keine Zusatzstoffe und werden daher gekühlt gelagert. Thermodurische Bakterien können die Pasteurisierung und die Wärmebehandlung während der Verdampfung überleben; daher muss bei der Herstellung von Kondens- oder Kondensmilch qualitativ hochwertige Milch verwendet werden, und es muss darauf geachtet werden, dass eine Kontamination der Umgebung und der Geräte nach der Verarbeitung vermieden wird.

Aufgrund des hohen Zuckergehalts und der geringen Wasseraktivität in gesüßter Kondensmilch ist diese relativ weniger anfällig für mikrobiellen Verderb als ungesüßte Kondensmilch. Für den Verderb von gesüßter Kondensmilch sind in erster Linie osmophile, Saccharose-fermentierende Hefen und Schimmelpilze verantwortlich. Während der Abfüllung ist die Beseitigung der freien Luft von entscheidender Bedeutung, da Schimmelpilze auf der Oberfläche der Dosen wachsen können, wenn ausreichend Luft vorhanden ist.