Microbiology of Pasteurized Milk
低温殺菌は、すべての植物性病原体を破壊することによって牛乳および乳製品を安全にすることを目的としています。 低温殺菌システムは、最も耐熱性の高い標的病原体Coxiella burnetiiを使用して、微生物負荷の5 log減少を実現するように設計されています。 低温殺菌では、病原性微生物が死滅するだけでなく、さまざまな腐敗菌も破壊されます。 一般的な低温殺菌条件は以下の通りです。
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62.8℃以上65.6℃以下、30分以上（ホルダー法）
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71.8℃以上、30分以上（ホルダー法）
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70℃以下。7 ℃、15秒以上（HTST）
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生乳には104～105cfu ml-1のレベルの微生物が含まれていることが多く、低温殺菌によってどの程度微生物数を減らすことができるかは、最初に存在する数だけでなく、生物の種類によっても異なる。 低温殺菌牛乳の腐敗微生物叢は、加熱後に牛乳に混入した低温殺菌後混入菌と、加熱に耐えた耐熱性菌の2種類である。 一般に、牛乳中のグラム陰性菌は63℃、30分の低温殺菌でほとんど死滅し、好熱性菌や中温性菌、例えば熱変性菌であるミクロコッカスやストレプトコッカスなどは低温殺菌に耐えることもあるが、低温殺菌牛乳を4℃に冷却すると非常にゆっくりと増殖する。コリネフォーム菌も低温殺菌牛乳にしばしば存在するグループだが、冷却した牛乳では非常にゆっくりと増殖するので不良の原因になることはほとんどない。 メチレンブルーテストは低温殺菌牛乳の一般的な品質管理手段であり、30分後の脱色は低温殺菌が十分であることを示す。 苦味やオフフレーバーに対する細菌の閾値は<1×107 cfu ml-1で、低温殺菌牛乳の通常の保存期間は>冷蔵で4日間です。
エンドスポア形成属-例えばBacillusや、より少ない程度ですがClostridium-は汚染乳から作られた製品の腐敗という点で重要であると思われます。 嫌気性芽胞形成菌は低温殺菌牛乳でも生存できるが、酸化還元電位が高いため通常は増殖できない。これに対し、Bacillus属は低温殺菌後も活動を続け、その芽胞は熱処理牛乳を腐敗させることがある。 熱処理乳は、生乳よりも黄色ブドウ球菌の増殖やエンテロトキシンの産生に適しています。
冷蔵低温殺菌乳の腐敗を引き起こす主な微生物は栄養微生物であり、これらは熱に弱いため、栄養微生物の最も一般的な起源は低温殺菌後の汚染である。 低温殺菌後の汚染源は大きく分けて、機器乳の残滓とエアロゾルの2つです。 加熱工程で生き残った好熱性微生物は、熱回収率の高いプレート式熱交換器の表面に付着することがあります。 これらの微生物の増殖は、再生セクションの45～60℃の温度範囲で優先的に起こります。 その結果、すでに加熱された製品は低温殺菌装置を出る前に再汚染されます。 細菌がプレートに付着する程度は、低温殺菌前の牛乳の熱前処理の種類に依存します。 生乳の熱処理や低温殺菌機での長時間の循環は、加熱プレートへのバイオフィルム形成の程度を決定する主要な要因です。 ミルク機器の表面に付着したバイオフィルムを、通常の定置洗浄で除去するのはかなり困難です。 フィラーノズル、カートン成形用マンドレル、低温殺菌器は、低温殺菌後の最も一般的な汚染源の一つです。 牛乳の接触面は、微生物のエアロゾルが低温殺菌牛乳を汚染する経路となります。 特に、空気中の酵母、カビ、細菌、芽胞は、ミルク接触面に着地し、その結果、低温殺菌ミルクを汚染する可能性があります。 自己密閉型充填装置は、空気浮遊微生物による加熱処理乳の低温殺菌後汚染という点で、非密閉型充填装置よりはるかに安全である。
加熱後、セラチア、エンテロバクター、シトロバクター、およびハフニアなどの腸内細菌科の特定のメンバーが数値的に優勢である場合があるが、それにもかかわらず最終的な腐敗微生物叢は、例えばシュードモナス、アルカリゲネス、およびフラボバクテリウムなどの精神栄養グラム陰性の桿菌で構成される。 低温殺菌牛乳は、ホスファターゼ検査を満たす必要がある。 ホスファターゼは生乳にもともと存在する酵素で、結核菌を破壊する温度よりわずかに高い温度で破壊される。
一般に、フレーバー低温殺菌乳はフレーバーなしの低温殺菌乳より早く腐敗する。 チョコレート風味の低温殺菌牛乳の製造に使用されるチョコレートパウダーは、牛乳中の細菌の増殖を刺激するが、牛乳に追加の微生物を導入することはないことが実証された。 また、フレーバー付きの低温殺菌牛乳は、フレーバーなしの牛乳に比べ、細菌の発生時間が非常に早かった。 以前の研究で、チョコレートミルク中のL. monocytogenesの増殖は、スキムミルクや全乳、ホイップクリームよりも顕著であることがわかりました。
殺菌乳の脂肪分は、病原菌の増殖に限界的な影響を与えません。 スキムミルク（脂肪分0.1％）、セミスキムミルク（脂肪分1.6％）、全乳（脂肪分3.8％）の4℃および7℃での保存期間は、Pseudomonas属菌を添加したものと添加しないものの間に差はなかった。 同様に、スキムミルク、全乳、ホイップクリーム中のL. monocytogenesの数に有意な差はなかった。 したがって、脂肪の標準化は低温殺菌牛乳の微生物学に無視できない影響を与えると考えるのが妥当である。
濃縮液体ミルクの製造技術には、低温殺菌予熱処理、蒸発、冷却が含まれる。 練乳は保存安定性を確保するためにより強い予熱処理が必要で、安定剤を添加する場合もあり、完成品は缶の中でレトルト殺菌が行われる。 一般に、コンデンスミルクやエバポレーテッドミルクには微生物が含まれていないと考えられています。 しかし、熱処理が不十分であったり、缶から漏れたりすると、エバミルクやコンデンスミルクが腐敗することがある。 特に異常高温で保存された場合の腐敗機構は、好熱菌であるGeobacillus stearothermophilusが主な原因菌とされています。 プレーン練乳は通常、添加物を含まないため、冷蔵で保存される。 熱変性菌は低温殺菌や蒸発時の熱処理に耐えることができるため、練乳やエバミルクの製造には高品質の牛乳を使用し、加工後の環境や設備からの汚染を防ぐよう注意しなければならない。
加糖練乳は糖分が多く、水分活性が低いため、無糖練乳に比べて比較的微生物の腐敗が起こりにくいとされる。 加糖練乳の腐敗は、主に親水性、ショ糖発酵性の酵母やカビが原因である。 カビは十分な空気があると缶の表面で増殖することができるため、充填時には自由空気を排除することが重要です
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