Исследование состава остаточной микрофлоры молока после пастеризации

В статье представлены  результаты исследований состава остаточной микрофлоры  пастеризованного молока в зависимости от бактериального пейзажа и исходной обсемененности сырого  молока. Изучена термостабильность тест-культур микроорганизмов, значимо влияющих на качество и хранимоспособность ферментируемых  молочных продуктов. Для  исследования состава остаточной микрофлоры молока после  пастеризации стерильное молоко заражали тест-культурами микроорганизмов  в дозах от  10¹ КОЕ/см³ до 10⁷ КОЕ/см³.  После  заражения молоко пастеризовали при  температурах (72 ± 1)  °C и  (80 ± 1) °C с выдержкой 10–20  секунд.  Выявление и  подсчет микроорганизмов  осуществляли стандартизованными микробиологическими методами. Идентификацию микроорганизмов проводили визуальной оценкой господствующих колоний и морфологии клеток в микропрепаратах. Исследована термостабильность микроорганизмов, значимых для  молочных продуктов, в частности сыров,  источником которых является сырое  молоко. Установлено, что из кокковых форм  наибольшие риски  связаны с энтерококками. Кишечная палочка при дозах  заражения выше 10⁶ КОЕ/см³  частично сохраняет жизнеспособность как при низкотемпературной, так и при высокотемпературной пастеризации. На споровые палочки температуры пастеризации  не  оказывают летального действия, их  количество в пастеризованном молоке не снижается, независимо от исходной дозы  заражения. Низкотемпературная пастеризация активизирует процесс прорастания спор  клостридий. Способность к реактивации клеток после термошока наблюдалась у кишечной палочки, стафилококка, псевдомонад и плесневых грибов. Таким образом, остаточная микрофлора молока, подвергнутого низкотемпературной пастеризации, представлена  энтерококками, термофильным стрептококком, микрококками, стафилококками, аспорогенными палочками и  споровыми бактериями.  Вышеперечисленные микроорганизмы  составляют остаточную микрофлору пастеризованного молока и участвуют в процессах созревания сыров, определяя их качество и безопасность, влияют на хранимоспособность готового продукта.

1. Stoeckel, M., Lidolt, M., Hinrichs, J. (2016). Modeling milk heating processes for the production of milk shelf-stable without refrigeration. Chemie Ingenieur Technik, 89(3), 310–319. https://doi:org/10.1002/cite.201600067

2. Dumalisile, P., Witthuhn, R. C., Britz, T. J. (2005). Impact of different pasteurization temperatures on the survival of microbial contaminants isolated from pasteurized milk. International Journal of Dairy Technology, 58(2), 74–82. https://doi:org/10.1111/j.1471–0307.2005.00189.x

3. Свириденко, Г. М. (2009). Микробиологические риски при производстве молока и молочных продуктов. Москва: Издательство Россельхозакадемии, 2009.

4. Dervisoglu, M., Aydemir, O. (2006). Physicochemical and microbiological characteristics of Kulek cheese made from raw and heat-treated milk. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 23, 451–460. https://doi.org/10.1007/s11274–006–9246-x

5. Pearce, L. E., Smythe, B. W., Crawford, R. A., Oakley, E., Hathaway, S. C., Shepherd, J. M. (2012). Pasteurization of milk: The heat inactivation kinetics of milk-borne dairy pathogens under commercial-type conditions of turbulent flow. Journal of Dairy Science, 95(1), 20–35. https://doi:org/10.3168/jds.2011–4556

6. Dash, K. K., Fayaz, U., Dar, А. H., Shams, R., Manzoor, S., Sundarsingh, A. et al. (2022). A comprehensive review on heat treatments and related impact on the quality and microbial safety of milk and milk-based products. Food Chemistry Advances, 1, Article 100041. https://doi.org/10.1016/j.focha.2022.100041

7. Cebrián, G., Condón, S., Mañas, P. (2017). Physiology of the inactivation of vegetative bacteria by thermal treatments: Mode of action, influence of environmental factors and inactivation kinetics. Foods, 6(12), Article 107. https://doi.org/10.3390/foods6120107

8. Deeth, H. C. (2022). Encyclopedia of Dairy Sciences (Third Edition). Chapter in a book: Heat Treatment of Milk: Pasteurization (HTST) and thermization (LTLT). Academic Press, 645–654.

9. Емельянов, С. А., Храмцов, А. Г., Суюнчев, О. А., Хворостина, Е. Н., Овчарова, Г. П., Белашев, А. Т. и др. (2006). Влияние температуры на развитие микроорганизмов в молоке и молочных продуктах. Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета, 2, 54–57.

10. Емельянов, С. А. (2006). Микробиологические аспекты использования тепловой обработки молока-сырья. Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова, 6–2, 15–20.

11. Evelyn, Silva, F. V.M. (2018). Differences in the resistance of microbial spores to thermosonication, high pressure thermal processing and thermal treatment alone. Journal of Food Engineering, 222, 292–297. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.11.037

12. McAuley, C. M., Gobius, K. S., Britz, M. L., Craven, H. M. (2012). Heat resistance of thermoduric enterococci isolated from milk. International Journal of Food Microbiology, 154(3), 162–168. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.12.033

13. Li, R., Shi, Y., Ling, B., Cheng, T., Huang, Z., Wang, S. (2017). Thermotolerance and heat shock protein of Escherichia Coli ATCC25922 under thermal stress using test cell method. Emirates Journal of Food and Agriculture, 29(2), 91–97. https://doi.org/10.9755/ejfa.2016–07–97814

14. Abdalla, M. O. M., Salih, H. M. A. (2020). Effect of heat treatment of milk on the physicochemical, microbiological and sensory characteristics of white cheese (Gibna bayda). GSC Advanced Research and Reviews, 3(3), 20–28. https://doi.org/10.30574/gscarr.2020.3.3.0044

15. Knight, G. C., Nicol, R. C., McMeekin, T. A. (2004). Temperature step changes: A novel approach to control biofilms of Streptococcus thermophilus in a pilot plant-scale cheese-milk pasteurisation plant. International Journal of Food Microbiology, 93(3), 305–318. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2003.11.013

16. Kim, C., Alrefaei, R., Bushlaibi, M., Ndegwa, E., Kaseloo, P., Wynn, C. (2019). Influence of growth temperature on thermal tolerance of leading foodborne pathogens. Food Science and Nutrition, 7(12), 4027–4036. https://doi:org/10.1002/fsn3.1268

17. Velliou, E. G., Van Derlinden, E., Cappuyns, A. M., Geeraerd, A. H., Devlieghere, F., Van Impe, J. F. (2012). Heat inactivation of Escherichia coli K12 MG1655: Effect of microbial metabolites and acids in spent medium. Journal of Thermal Biology, 37(1), 72–78. https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2011.11.001

18. Cebrian, G., Condon, S., Maras, P. (2009). Heat-adaptation induced thermotolerance in Staphylococcus aureus: Influence of the alternative factor sigmaB. International Journal of Food Microbiology, 135(3), 274–280. https://doi:org/10.1016/j.ijfoodmicro.2009.07.010

19. Yaniarti, M. N., Amarantini, C., Budiarso, T. Y. (2017). The effect of temperature and Pasteurization time on Staphylococcus aureus isolates from dairy products. AIP Conference Proceedings, 1908, Article 050003. https://doi.org/10.1063/1.5012727

20. Sоrqvist, S. (2003). Heat resistance in liquids of Enterococcus spp., Listeria spp., Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Salmonella spp. and Campylobacter spp. Acta Veterinaria Scandinavica, 44(1), Article 1. https://doi.org/10.1186/1751–0147–44–1

21. Bang, J., Choi, M., Jeong, H., Lee, S., Kim, Y., Ryu, J.-H., Kim, H. (2017). Heat tolerances of Salmonella, Cronobacter sakazakii, and Pediococcus acidilactici Inoculated into Galactooligosaccharide. Journal of Food Protection, 80(7), 1123–1127. https://doi.org/10.4315/0362–028x.jfp-16–456

22. Hanson, M. L., Wendorff, W. L., Houck, K. B. (2005). Effect of heat treatment of milk on activation of Bacillus spores. Journal of Food Protection, 68(7), 1484–1486. https://doi.org/10.4315/0362–028x-68.7.1484

23. Stoeckel, M., Lücking, G., Ehling-Schulz, M., Atamer, Z., Hinrichs, J. (2016). Bacterial spores isolated from ingredients, intermediate and final products obtained from dairies: thermal resistance in milk. Dairy Science and Technology, 96, 569–577. https://doi.org/10.1007/s13594–016–0279–0

24. Novak, J. S., Call, J., Tomasula, P., LuchanskY, J. B. (2005). An assessment of pasteurization treatment of water, media, and milk with respect to Bacillus spores. Journal of Food Protection, 68(4), 751–757. https://doi.org/10.4315/0362–028x-68.4.751

25. Stoeckel, M., Abduh, S. B. M., Atamer, Z., Hinrichs, J. (2014). Inactivation of Bacillusspores in batch vs continuous heating systems at sterilisation temperatures. International Journal of Dairy Technology, 67(3), 334–341. https://doi.org/10.1111/1471–0307.12134

26. Fan, L., Hou, F., Muhammad, A. I., Ruiling, L. V., Watharkar, R. B., Guo, M. et al. (2018). Synergistic inactivation and mechanism of thermal and ultrasound treatments against Bacillus subtilis spores. Food Research International, https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.09.052

27. Ortuzar, J., Martinez, B., Bianchini, A., Stratton, J., Rupnow, J., Wang, B. (2018). Quantifying changes in spore-forming bacteria contamination along the milk production chain from farm to packaged pasteurized milk using systematic review and meta-analysis. Food Control, 86, 319–331. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.11.038

28. Esteban, M.-D., Huertas, J.-P., Fernández, P. S., Palop, A. (2013). Effect of the medium characteristics and the heating and cooling rates on the nonisothermal heat resistance of Bacillus sporothermodurans IC4 spores. Food Microbiology, 34(1), 158–163. https://doi.org/10.1016/j.fm.2012.11.020

29. Evelyn, Silva, F. V. M. (2019). Heat assisted HPP for the inactivation of bacteria, moulds and yeasts spores in foods: Log reductions and mathematical models. Trends in Food Science and Technology, 88, 143–156. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.03.016