Pasteurization

Microbiology of Pasteurized Milk

Surowe mleko często zawiera mikroorganizmy na poziomie 104-105 jtk ml-1, a zakres, w jakim liczba mikroorganizmów może być zmniejszona przez pasteryzację, zależy nie tylko od ich liczby obecnej początkowo, ale także od rodzajów organizmów. Mikroflora psująca mleko pasteryzowane składa się z dwóch rodzajów: zanieczyszczeń po pasteryzacji, które dostały się do mleka po podgrzaniu, oraz bakterii odpornych na ciepło, które przetrwały podgrzewanie. Ogólnie rzecz biorąc, prawie wszystkie organizmy Gram-ujemne w mleku są niszczone podczas pasteryzacji w temperaturze 63 °C przez 30 minut, i chociaż niektóre bakterie termofilne i mezofilne, na przykład mikrokoksy i Streptococcus spp. które są termododatnie, mogą przetrwać pasteryzację, rosną bardzo wolno, gdy pasteryzowane mleko zostanie schłodzone do 4 °C; bakterie korynckie są inną grupą często obecną w pasteryzowanym mleku, ale rosną bardzo wolno w schłodzonym mleku i rzadko powodują wady. Test z błękitem metylenowym jest powszechnym narzędziem kontroli jakości mleka pasteryzowanego, a odbarwienie po 30 minutach wskazuje na wystarczającą pasteryzację. Poziom progowy bakterii dla goryczy i nieprzyjemnego smaku wynosi <1 × 107 jtk ml-1, a zwykły okres trwałości pasteryzowanego mleka powinien wynosić >4 dni w warunkach chłodniczych.

Rodzaje tworzące przetrwalniki – takie jak Bacillus i, w mniejszym stopniu, Clostridium – mogą być istotne z punktu widzenia psucia się produktów wytworzonych z zanieczyszczonego mleka. Chociaż beztlenowe zarodniki mogą przetrwać w mleku pasteryzowanym, zwykle nie są w stanie się rozmnażać z powodu wysokiego potencjału redoks; rodzaj Bacillus, w przeciwieństwie do niego, jest w stanie pozostać aktywny po pasteryzacji, a jego zarodniki mogą powodować psucie się mleka poddanego obróbce termicznej. Mleko poddane obróbce cieplnej jest bardziej odpowiednie dla wzrostu i produkcji enterotoksyn przez S. aureus niż mleko surowe. Dlatego monitorowanie obecności tego konkretnego patogenu w mleku poddanym obróbce cieplnej ma ogromne znaczenie dla higienicznej akceptowalności przetworzonego mleka płynnego.

Głównymi mikroorganizmami rosnącymi i powodującymi psucie się schłodzonego pasteryzowanego mleka są mikroorganizmy psychrotroficzne, a ponieważ są one trwałe pod wpływem ciepła, najczęstszym źródłem psychrotrofów jest zanieczyszczenie po pasteryzacji. Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczeń po pasteryzacji: pozostałości po sprzęcie mlecznym i aerozole. Termofilne mikroorganizmy, które przetrwały proces ogrzewania mogą przylgnąć do powierzchni płytowych wymienników ciepła z wysokim odzyskiem ciepła. Wzrost tych mikroorganizmów następuje preferencyjnie w zakresie temperatur od 45 do 60 °C w części regeneracyjnej. W rezultacie, już podgrzany produkt jest ponownie zanieczyszczony zanim opuści pasteryzator. Stopień, w jakim bakterie przylegają do płytek zależy od rodzaju wstępnej obróbki cieplnej mleka przed pasteryzacją. Termizacja mleka surowego lub wydłużony czas cyrkulacji mleka w pasteryzatorze są głównymi czynnikami decydującymi o stopniu tworzenia się biofilmu na płytach grzejnych. Raczej trudno jest zlikwidować biofilm na powierzchni urządzeń mleczarskich poprzez zastosowanie rutynowych protokołów mycia na miejscu. Dysze do napełniania, trzpienie do formowania kartonów i pasteryzatory należą do najczęstszych źródeł zanieczyszczeń po pasteryzacji. Powierzchnia kontaktu z mlekiem jest drogą, którą aerozole mikrobiologiczne mogą zanieczyścić pasteryzowane mleko. W szczególności, unoszące się w powietrzu drożdże, pleśń, bakterie i zarodniki mogą lądować na powierzchni styku z mlekiem i w ten sposób zanieczyszczać mleko pasteryzowane. Samoczynnie zamykane urządzenia napełniające są znacznie bezpieczniejsze niż niezamykane urządzenia napełniające pod względem zanieczyszczenia mleka poddanego obróbce termicznej mikroorganizmami przenoszonymi przez powietrze.

Po podgrzaniu, niektórzy członkowie Enterobacteriaceae, włączając Serratia, Enterobacter, Citrobacter i Hafnia, mogą być liczbowo dominujący, ale mimo to ostateczna mikroflora psująca składa się z psychrotroficznych Gram-ujemnych prątków, na przykład Pseudomonas, Alcaligenes i Flavobacterium. Mleko pasteryzowane musi spełniać wymogi testu fosfatazowego. Fosfataza jest enzymem, który jest obecny w surowym mleku lokalnie i jest niszczony w temperaturze tylko nieznacznie wyższej niż ta stosowana do niszczenia M. tuberculosis.

Ogólnie rzecz biorąc, smakowe pasteryzowane mleko psuje się szybciej niż niesmakowe pasteryzowane mleko. Wykazano, że czekolada w proszku stosowana w produkcji mleka pasteryzowanego o smaku czekoladowym stymulowała wzrost bakterii w mleku, ale nie wprowadzała dodatkowych mikroorganizmów do mleka. Czas generacji bakterii w pasteryzowanym mleku smakowym był znacznie szybszy niż w jego niesmakowym odpowiedniku. We wcześniejszym badaniu stwierdzono, że wzrost L. monocytogenes w mleku czekoladowym był bardziej wyraźny niż w mleku odtłuszczonym i pełnym oraz bitej śmietanie.

Zawartość tłuszczu w mleku pasteryzowanym nie ma marginalnego wpływu na wzrost bakterii chorobotwórczych. Nie zauważono różnicy pomiędzy okresem trwałości mleka odtłuszczonego (0,1% tłuszczu), półtłustego (1,6% tłuszczu) i pełnego (3,8% tłuszczu) dodanego z lub bez Pseudomonas spp. w temperaturze 4 i 7 °C. Podobnie, liczebność L. monocytogenes w mleku chudym, pełnym i bitej śmietanie nie różniła się istotnie. Dlatego można przyjąć, że standaryzacja tłuszczu ma znikomy wpływ na mikrobiologię mleka pasteryzowanego.

Technologia produkcji zagęszczonych płynnych mlek obejmuje pasteryzację wstępną, odparowanie i chłodzenie. Mleko skondensowane wymaga bardziej intensywnej obróbki wstępnej w celu zapewnienia stabilności przechowywania, może być dodany stabilizator, a gotowy produkt jest sterylizowany w puszce przez retortowanie. Ogólnie rzecz biorąc, oczekuje się, że mleko skondensowane lub odparowane nie będzie zawierało mikroorganizmów. Jednak w wyniku nieodpowiedniej obróbki cieplnej lub nieszczelności puszki, mleko odparowane lub skondensowane może ulec zepsuciu. Geobacillus stearothermophilus, obligatoryjny termofil, jest organizmem głównie odpowiedzialnym za mechanizm psucia się tych produktów, zwłaszcza gdy są one przechowywane w nienormalnie wysokich temperaturach. Zwykłe produkty z mleka skondensowanego zwykle nie zawierają żadnych dodatków, dlatego przechowuje się je w warunkach chłodniczych. Bakterie termoduryczne mogą przetrwać pasteryzację i obróbkę cieplną podczas parowania; dlatego do produkcji mleka skondensowanego lub odparowanego należy stosować mleko wysokiej jakości i dbać o zapobieganie zanieczyszczeniu środowiska i sprzętu po przetworzeniu.

Dzięki wysokiej zawartości cukru i niskiej aktywności wody w słodzonym mleku skondensowanym jest ono stosunkowo mniej podatne na psucie się drobnoustrojów niż niesłodzone mleko skondensowane. Osmofilne, fermentujące sacharozę drożdże i pleśnie są głównie odpowiedzialne za psucie się słodzonego mleka skondensowanego. Podczas napełniania, eliminacja wolnego powietrza jest krytyczna, ponieważ pleśnie są w stanie rozwijać się na powierzchni puszek, gdy dostępna jest wystarczająca ilość powietrza.