Pastörointi

Pastöroidun maidon mikrobiologia

Raakamaito sisältää usein mikro-organismeja tasoilla 104-105 cfu ml-1, ja se, missä määrin mikro-organismien määrää voidaan vähentää pastöroimalla, ei riipu ainoastaan alun perin esiintyneiden mikro-organismien määrästä vaan myös organismityypeistä. Pastöroidun maidon pilaavaa mikroflooraa on kahta tyyppiä: pastöroinnin jälkeisiä epäpuhtauksia, jotka ovat päässeet maitoon kuumennuksen jälkeen, ja kuumennusta kestäviä bakteereja, jotka ovat selvinneet kuumennuksesta. Yleisesti ottaen lähes kaikki maidon gramnegatiiviset organismit tuhoutuvat pastöroinnissa 63 °C:ssa 30 minuutin ajan, ja vaikka jotkin lämpö- ja mesofiiliset bakteerit, esimerkiksi mikrokokit ja Streptococcus-suvun lajit, jotka ovat lämpöherkkiä, voivat selvitä pastöroinnista, ne kasvavat hyvin hitaasti, kun pastöroitu maito jäähdytetään 4 °C:een; coryneformiset bakteerit ovat toinen ryhmä, jota esiintyy usein pastöroidussa maidossa, mutta ne kasvavat hyvin hitaasti jäähtyneessä maidossa, ja ne aiheuttavat harvoin vikoja. Metyleenisininen testi on yleinen pastöroidun maidon laadunvalvonnan väline, ja värinpoisto 30 minuutin kuluttua osoittaa pastöroinnin riittävyyden. Bakteerien kynnysarvo katkeruuden ja pahan maun syntymiselle on <1 × 107 cfu ml-1, ja pastöroidun maidon tavanomaisen säilyvyysajan tulisi olla >4 vuorokautta jääkaapissa.

Endosporeja muodostavat suvut – kuten Bacillus ja vähäisemmässä määrin Clostridium – voivat olla merkittäviä saastuneesta maidosta valmistettujen tuotteiden pilaantumisen kannalta. Vaikka anaerobiset itiönmuodostajat voivat säilyä hengissä pastöroidussa maidossa, ne eivät yleensä kykene lisääntymään korkean redox-potentiaalin vuoksi; Bacillus-suku sen sijaan kykenee pysymään aktiivisena pastöroinnin jälkeen, ja sen itiöt voivat aiheuttaa lämpökäsitellyn maidon pilaantumista. Lämpökäsitelty maito soveltuu paremmin S. aureuksen kasvulle ja enterotoksiinituotannolle kuin raakamaito. Siksi tämän erityisen taudinaiheuttajan esiintymisen seuranta lämpökäsitellyssä maidossa on ensiarvoisen tärkeää käsitellyn nestemäisen maidon hygieenisen hyväksyttävyyden kannalta.

Pääasialliset mikro-organismit, jotka kasvavat ja aiheuttavat jäähdytetyn pastöroidun maidon pilaantumista, ovat psykrotrofisia mikro-organismeja, ja koska nämä ovat lämpöherkkiä, psykrotrofisten mikro-organismien tavallisin lähde on pastöroinnin jälkeinen saastuminen. Pastöroinnin jälkeisen kontaminaation pääasiallisia lähteitä on kaksi: laitteiden maitojäämät ja aerosolit. Kuumennusprosessista selvinneet termofiiliset mikro-organismit voivat kiinnittyä levylämmönvaihtimien pintaan, joissa on korkea lämmön talteenotto. Näiden mikro-organismien kasvu tapahtuu mieluiten 45-60 °C:n lämpötila-alueella regenerointiosassa. Tämän seurauksena jo lämmitetty tuote saastuu uudelleen ennen kuin se poistuu pastörointilaitteesta. Se, missä määrin bakteerit kiinnittyvät levyihin, riippuu maidon lämpöesikäsittelystä ennen pastörointia. Raakamaidon lämpökäsittely tai pitkät maidon kiertoajat pastörointilaitteessa ovat tärkeimmät tekijät, jotka määrittävät biofilmin muodostumisen laajuuden lämmityslevyille. Maitolaitteiden pinnalla olevien biofilmien poistaminen rutiininomaisilla puhdistusmenetelmillä on melko vaikeaa. Täyttösuuttimet, kartonginmuodostuskelat ja pastörointilaitteet ovat yleisimpiä pastöroinnin jälkeisen kontaminaation lähteitä. Maidon kosketuspinta on mikrobien aerosolien reitti saastuttaa pastöroitua maitoa. Erityisesti ilmassa kulkeutuva hiiva, home, bakteerit ja itiöt voivat laskeutua maidon kosketuspinnalle ja siten saastuttaa pastöroidun maidon. Itsestään suljetut täyttöyksiköt ovat paljon turvallisempia kuin koteloimattomat täyttöyksiköt lämpökäsitellyn maidon pastöroinnin jälkeisen kontaminaation kannalta ilmassa olevien mikro-organismien vuoksi.

Kuumennuksen jälkeen tietyt Enterobacteriaceae-heimon jäsenet, mukaan lukien Serratia, Enterobacter, Citrobacter ja Hafnia, voivat olla lukumääräisesti hallitsevia, mutta kuitenkin lopullinen pilaantumisen mikrofloora koostuu psykrotrofisista gramnegatiivisista sauvoista, esimerkiksi Pseudomonasista, Alcaligenesista ja Flavobacteriumista. Pastöroidun maidon on täytettävä fosfataasitesti. Fosfataasi on entsyymi, jota esiintyy raakamaidossa luontaisesti ja joka tuhoutuu vain hieman korkeammassa lämpötilassa kuin M. tuberculosis -bakteerin tuhoamiseen käytetty lämpötila.

Yleisesti maustettu pastöroitu maito pilaantuu nopeammin kuin maustamaton pastöroitu maito. Osoitettiin, että suklaalla maustetun pastöroidun maidon valmistuksessa käytetty suklaajauhe stimuloi bakteerien kasvua maidossa, mutta se ei tuonut maitoon lisää mikrobeja. Bakteerien muodostumisaika maustetussa pastöroidussa maidossa oli paljon nopeampi kuin sen maustamattomassa vastineessa. Aikaisemmassa tutkimuksessa havaittiin, että L. monocytogenes -bakteerin kasvu suklaamaidossa oli voimakkaampaa kuin rasvattomassa ja täysmaidossa sekä kermavaahdossa.

Pastöroidun maidon rasvapitoisuudella ei ole vähäistä vaikutusta patogeenisten bakteerien kasvuun. Rasvattoman maidon (0,1 % rasvaa), puolirasvaisen maidon (1,6 % rasvaa) ja täysmaidon (3,8 % rasvaa) säilyvyysaikojen välillä ei havaittu eroa Pseudomonas spp:n kanssa tai ilman Pseudomonas spp:tä lisätyn maidon säilyvyysaikojen välillä 4 ja 7 °C:ssa. Samoin L. monocytogenes -bakteerin määrä rasvattomassa maidossa, täysmaidossa ja kermavaahdossa ei eronnut merkittävästi. Näin ollen on perusteltua olettaa, että rasvan vakioinnilla on vähäinen vaikutus pastöroidun maidon mikrobiologiaan.

Konsentroitujen nestemäisten maitojen valmistustekniikkaan kuuluu pastöroinnin esilämmityskäsittely, haihdutus ja jäähdytys. Tiivistetty maito vaatii voimakkaamman esilämmityskäsittelyn varastointistabiilisuuden varmistamiseksi, siihen voidaan lisätä stabilointiainetta, ja lopputuote steriloidaan tölkissä retortoimalla. Yleensä tiivistetyn tai haihdutetun maidon ei odoteta sisältävän mikro-organismeja. Riittämättömän lämpökäsittelyn tai tölkin vuotamisen seurauksena haihdutettu tai tiivistetty maito voi kuitenkin pilaantua. Geobacillus stearothermophilus, joka on pakollinen lämpöfiili, on organismi, joka on pääasiallisesti vastuussa näiden tuotteiden pilaantumismekanismista erityisesti silloin, kun niitä varastoidaan epätavallisen korkeissa lämpötiloissa. Tavalliset kondensoidut maitotuotteet eivät yleensä sisällä lisäaineita, joten niitä säilytetään jäähdytetyissä olosuhteissa. Lämpöherkät bakteerit voivat selviytyä pastöroinnista ja lämpökäsittelystä haihdutuksen aikana; siksi tiivistetyn tai haihdutetun maidon valmistuksessa on käytettävä korkealaatuista maitoa, ja on huolehdittava siitä, että estetään jälkikäsittelyn jälkeinen kontaminaatio ympäristöstä ja laitteista.

Makeutetun tiivistetyn maidon korkeasta sokeripitoisuudesta ja matalasta vesiaktiivisuudesta johtuen se on suhteellisesti ottaen vähemmän altis mikrobien aiheuttamalle pilaantumiselle kuin makeuttamaton tiivistetty maito. Osmofiiliset, sakkaroosia fermentoivat hiivat ja homeet ovat ensisijaisesti vastuussa makeutetun kondensoidun maidon pilaantumisesta. Täytön aikana vapaan ilman poistaminen on kriittisen tärkeää, koska homeet pystyvät kasvamaan tölkkien pinnalla, kun siellä on riittävästi ilmaa.