Pasteurisatie

Microbiologie van gepasteuriseerde melk

Auwe melk bevat vaak micro-organismen in een concentratie van 104-105 kve ml-1, en de mate waarin het aantal micro-organismen door pasteurisatie kan worden verminderd, hangt niet alleen af van het aanvankelijk aanwezige aantal, maar ook van de soorten organismen. De bederfveroorzakende microflora van gepasteuriseerde melk is van tweeërlei aard: verontreinigende stoffen die na pasteurisatie in de melk terecht zijn gekomen, en hittebestendige bacteriën, die de verwarming hebben overleefd. In het algemeen worden bijna alle Gram-negatieve organismen in melk vernietigd door pasteurisatie bij 63 °C gedurende 30 minuten, en hoewel sommige thermofiele en mesofiele bacteriën, bijvoorbeeld micrococci en Streptococcus spp., thermodurisch zijn, pasteurisatie kunnen overleven, groeien zij zeer langzaam zodra de gepasteuriseerde melk tot 4 °C is afgekoeld; coryneform bacteriën zijn een andere groep die vaak in gepasteuriseerde melk aanwezig is, maar zij groeien zeer langzaam in afgekoelde melk en veroorzaken zelden defecten. De methyleenblauwtest is een gangbaar instrument voor kwaliteitscontrole van gepasteuriseerde melk; ontkleuring na 30 min geeft aan of de pasteurisatie voldoende is. Het drempelniveau van bacteriën voor bitterheid en slechte smaak is <1 × 107 kve ml-1, en de gebruikelijke houdbaarheid van gepasteuriseerde melk is >4 dagen onder koeling.

De endospore-vormende geslachten – zoals Bacillus en, in mindere mate, Clostridium – kunnen belangrijk zijn voor het bederf van producten die van besmette melk zijn gemaakt. Hoewel de anaërobe sporenvormers in gepasteuriseerde melk kunnen overleven, kunnen zij zich meestal niet vermenigvuldigen vanwege het hoge redoxpotentiaal; het geslacht Bacillus daarentegen kan actief blijven na pasteurisatie, en de sporen ervan kunnen bederf veroorzaken in hittebehandelde melk. Warmtebehandelde melk is geschikter voor de groei van en de productie van enterotoxinen door S. aureus dan rauwe melk. Daarom is controle op de aanwezigheid van deze specifieke ziekteverwekker in hittebehandelde melk van het grootste belang voor de hygiënische aanvaardbaarheid van verwerkte vloeibare melk.

De belangrijkste micro-organismen die in gekoelde gepasteuriseerde melk groeien en bederf veroorzaken, zijn psychrotrofe micro-organismen, en aangezien deze hitte-labiel zijn, is de meest voorkomende oorsprong van psychrotrofen besmetting na pasteurisatie. Er zijn twee belangrijke bronnen van besmetting na pasteurisatie: melkresten uit apparatuur en aërosolen. Thermofiele micro-organismen die het verhittingsproces hebben overleefd, kunnen zich hechten aan het oppervlak van platenwarmtewisselaars met een hoge warmteterugwinning. De groei van deze micro-organismen vindt bij voorkeur plaats in een temperatuurbereik van 45 tot 60 °C in het regeneratiegedeelte. Als gevolg daarvan wordt het reeds verhitte product opnieuw besmet voordat het de pasteurisatiemachine verlaat. De mate waarin bacteriën zich aan de platen hechten, hangt af van de warmtebehandeling die de melk vóór het pasteuriseren heeft ondergaan. Thermisatie van rauwe melk of een langere circulatietijd van de melk in de pasteurisatie-installatie zijn de belangrijkste factoren die de mate van biofilmvorming op de verwarmingsplaten bepalen. Het is vrij moeilijk om biofilmen op het oppervlak van melkapparatuur te verwijderen door routinematige reinigingsprotocollen toe te passen. De vulmonden, kartonnen mandrellen en pasteuriseermachines behoren tot de meest voorkomende bronnen van besmetting na pasteurisatie. Het oppervlak dat in contact komt met melk is een route waarlangs microbiële aërosolen gepasteuriseerde melk kunnen besmetten. Met name gist, schimmels, bacteriën en sporen in de lucht kunnen op het contactoppervlak terechtkomen en zo de gepasteuriseerde melk verontreinigen. De zelf ingesloten vuleenheden zijn veel veiliger dan niet ingesloten vuleenheden in termen van postpasteurisatiebesmetting van hittebehandelde melk door micro-organismen in de lucht.

Na verhitting kunnen bepaalde leden van de Enterobacteriaceae, waaronder Serratia, Enterobacter, Citrobacter en Hafnia, numeriek overheersen, maar desondanks bestaat de uiteindelijke bederfveroorzakende microflora uit psychrotrofe Gram-negatieve staven, bijvoorbeeld Pseudomonas, Alcaligenes, en Flavobacterium. Gepasteuriseerde melk moet voldoen aan een fosfatasetest. Fosfatase is een enzym dat in rauwe melk inheems aanwezig is en vernietigd wordt bij een temperatuur die slechts iets hoger is dan die welke gebruikt wordt om M. tuberculosis te vernietigen.

In het algemeen bederft gearomatiseerde gepasteuriseerde melk sneller dan niet-gearomatiseerde gepasteuriseerde melk. Aangetoond werd dat het chocoladepoeder dat bij de productie van gepasteuriseerde melk met chocoladesmaak werd gebruikt, de groei van bacteriën in de melk stimuleerde, maar dat het geen extra microben in de melk bracht. De generatietijd van bacteriën in gearomatiseerde gepasteuriseerde melk was veel sneller dan die van de niet-gearomatiseerde tegenhanger. In een eerdere studie werd vastgesteld dat de groei van L. monocytogenes in chocolademelk meer uitgesproken was dan in magere en volle melk en slagroom.

Het vetgehalte van gepasteuriseerde melk heeft geen marginaal effect op de groei van pathogene bacteriën. Er werd geen verschil vastgesteld tussen de houdbaarheid van magere (0,1% vet), halfvolle (1,6% vet), en volle (3,8% vet) melk toegevoegd met of zonder Pseudomonas spp. bij 4 en 7 °C. Ook de aantallen L. monocytogenes in magere melk, volle melk en slagroom verschilden niet significant. Daarom kan worden aangenomen dat vetstandaardisatie een verwaarloosbaar effect heeft op de microbiologie van gepasteuriseerde melk.

De productietechnologie van geconcentreerde vloeibare melk omvat pasteurisatie voorverwarming behandeling, verdamping, en koeling. Gecondenseerde melk vereist een intensievere voorverwarmingsbehandeling om de stabiliteit bij opslag te waarborgen, er kan een stabilisator worden toegevoegd, en het eindproduct wordt in een blik gesteriliseerd door retorting. In het algemeen wordt verwacht dat gecondenseerde of geëvaporeerde melk geen micro-organismen bevat. Als gevolg van een ontoereikende warmtebehandeling of lekkage van het blikje kan de geëvaporeerde of gecondenseerde melk echter bederven. Geobacillus stearothermophilus, een obligaat thermofiel, is het organisme dat in de eerste plaats verantwoordelijk is voor het bederfmechanisme in deze producten, vooral wanneer ze bij abnormaal hoge temperaturen worden bewaard. Gewone gecondenseerde melkproducten bevatten meestal geen additieven; ze worden dan ook gekoeld bewaard. Daarom moet voor de bereiding van gecondenseerde of geëvaporeerde melk melk van hoge kwaliteit worden gebruikt en moet worden voorkomen dat de omgeving en de apparatuur na de bereiding worden besmet.

Door het hoge suikergehalte en de lage wateractiviteit van gezoete gecondenseerde melk is deze relatief minder vatbaar voor microbieel bederf dan niet-gezoete gecondenseerde melk. Osmofiele, sacharosefermenterende gisten en schimmels zijn in de eerste plaats verantwoordelijk voor het bederf van gezoete gecondenseerde melk. Tijdens het afvullen is het van cruciaal belang dat de vrije lucht wordt verwijderd, omdat schimmels op het oppervlak van blikjes kunnen groeien als er voldoende lucht beschikbaar is.