Higiena Mleka - IV rok

WYKŁAD 1

Higiena podchodzi o nazwy greckiej bogini - oznacza zdrowie, przedstawiana w postaci młodej kobiety, z czarą w ręku wypełnionej mlekiem, z której pije wąż.

Higiena wg encyklopedii - dział nauki, który bada wpływ środowiska na zdrowie istot żywych, zwłaszcza człowieka. W praktyce oznacza dążenie do usuwania z otoczenia wszystkich czynników szkodliwych z otoczenia, które mogłyby mieć wpływ szkodliwy. Określenie to dotyczy wielu dziedzin życia.

Higiena żywienia - człowiek powinien spożywać odpowiednie pod względem żywienia pokarmy, odpowiednio wytworzone i przechowywane.

Podstawowym aktem prawnym, który reguluje sprawy związane z uzyskiwanie mleka - Rozporządzenie (WE) Nr 853/2005 o produktach pochodzenia zwierzęcego.

• wymagania zdrowotne dla mleka surowego dotyczą:

• gospodarstw produkujących mleko

• zwierząt utrzymywanych w tych gospodarstwach

• wymagań dla pracowników, pomieszczeń i sprzętów oraz doju, gromadzenia, transportu i odbioru mleka

• kryteria oceny higienicznej mleka

• wymagania dla produktów mlecznych (obróbka cieplna)

• wymagania dla opakować jednostkowych i zbiorczych (etykietowanie, znaki identyfikacyjne)

Mleko surowe - mleko pochodzące od krów, owiec, kóz i bawolic, które nie zostało ogrzane do temperatury przekraczającej 40 st C, lub poddane innym zabiegom dającym równoważny efekt.

Mleko spożywcze - mleko uzyskane w drodze obróbki cieplnej i oferowane do sprzedaży w postaci mleka pasteryzowanego, mleka UHT, mleka pasteryzowane w wysokiej temperaturze i mleka sterylizowanego.

Mleko pitne - mleko spożywcze lub mleko surowe w opakowaniu, przeznaczone do bezpośredniego spożycia przez ludzi.

MLEKO. Wymagania ogólne

Mleko powinno pochodzić od krów:

• z gospodarstw wolnych od gruźlicy i brucelozy

• bez widocznych objawów zapalenia wymienia.

Nie należy dostarczać i skupować mleka:

• zafałszowanego

• od krów chorych i będących w trakcie leczenia (biegunki, schorzenia układu rozrodczego, gorączka, schorzenia wymienia),

• po zakończeniu leczenia krowy, ale przed upływem zalecanego przez lekarza weterynarii okresu karencji dla stosowanego leku,

• później niż 3 tygodnie przed wycieleniem i wcześniej niż 6 dni po wycieleniu (okres siary do 5 dnia po wycieleniu),

• w przypadku zakazu skupu wydanego przez lekarza weterynarii

POWSTANIE MLEKA

Najważniejszą częścią gruczołu komórki mlekotwórcze. W laktocytach zachodzi synteza składników mleka. Zbierające się w pęcherzykach mlecznych mleko, trafia do przewodów mlecznych - 8 - 12. Przewody główne odprowadzają mleko do zatoki mlecznej a dalej do strzyków. Każda z komórek mlekotwórczych związana jest z układem krw i limf. Komórki mlekotwórcze otoczone są Komorkami mięśniowo-nablonkowo-koszyczkowymi, które pod wpływem bodźców nerwowych kurczą się i mleko jest wyciskane. Cykl tworzenia mleka jest powtarzany 3 x na dobę (co 8 godzin). Składniki, z których mleko powstaje dostarczane są z krwią. Gruczoł mlekowy ma bardzo dobrze rozwinięta siec naczyń krwionośnych i tętniczych. Aby wytworzyć 1 kg mleka musi przepłynąć 400 litrów krwi przez gruczoł.

Fizjologia gruczołu mlekowego obejmuje 2 grupy zjawisk:

1. Rozwój gruczołu (dojrzewanie) do gotowości funkcjonalnej

2. Wytwarzanie i oddawanie mleka

Rozwój gruczołu mlekowego zaczyna się w życiu płodowym i trwa przez całe życie do momentuosiągnięcia przez zwierzę dojrzałości płciowej. Ostatecznie dojrzewa pod koniec ciąży lub po porodzie. Określany jest mianem mammogenezy.

Jest to proces, który zachodzi pod wpływem szereg hormonów

• jajników - estrogeny, progesteron

• przedniego płata przysadki - somatotropina STH, kortykotropina ACTH i prolaktyna

• łożyska - progesteron, gonadotropina kosmówkowa, estrogeny, laktogen łożyskowy.

Produkcja mleka - laktogeneza

W laktogenezie mamy do czynienia z 2 okresami zależnymi od hormonów:

• okres początkowy

• prolaktyna LTH - przedni płat przysadki

• kortykoidy nadnercza

• okres późniejszy

• somatototropina STH

• hormony jajników

• tyreotropina TSH - przytarczyce

Oddawanie mleka - sekrecja

Przebiega pod wpływem oksytocyny:

• wytwarzana - podwzgórze

• magazynowana - tylny płat przysadki

• uwalniana:

• bodźce nerwowe bezwarunkowe - ssanie, dojenie

• bodźce nerwowe warunkowe - dźwięk naczyń, obecność cieląt, mycie wymienia.

Okres działania oksytocyny jest różny u różnych krów - do 7 min. Powoduje:

• skurcz pęcherzyków wymieniowych

Podczas doju występują 3 okresy oddawania mleka

• okres krótki - około 1 min - polega na nasilającym się spływie mleka,

• okres średni - 3-4 min, maksymalny udój,

• okres krótki - około 1 min - szybkiego spadku oddawania mleka.

Hormonem działającym przeciwnie do oksytocyny jest adrenalina. Adrenalina jest wydzielana zwykle pod wpływem stanu napięcia. Powoduje zwężenie naczyń krwionośnych, przez co zmniejsza się dopływ oksytocyny do gruczołu mlekowego, następuje zmniejszenie oddawania mleka. Mechanizm ten ma istotne znaczenie praktyczne. Dlatego przy udoju nie wolno postępować ze zwierzęciem w sposób gwałtowny.

WYKŁAD 2

Czynniki wpływające na wydajność krów i skład chemiczny mleka:

1. Czynniki genetyczne - rasa krów, która zdecydowanie decyduje o wydajności i składzie chemicznym mleka.

2. Czynniki poza genetyczne:

• Okres laktacji - od 10 do 11 miesięcy, liczy się od momentu wycielenia do momentu zasuszenia. W ciągu kilku dni bezpośrednio po porodzie wydzielana jest siara, której cechy fizyczne nie mają nic wspólnego z mlekiem. Zazwyczaj po 6 dniach (10 dni), wydzielina ta traci charakter siary. Laktacja związana jest z cyklem reprodukcyjnym. Za podstawę prawidłowego użytkowania krów przyjmuje się, że krowa raz do roku powinna urodzić ciele. Uważa się, że laktacja powinna trwać 305 dni, po niej zasuszanie - 60 dni, ciąża 285 dni, okres między ciążowy 80 dni, okres między wycieleniowy 365 dni.

Mleczność krów po wycieleniu zwiększa się. Szczyt laktacji w 2 miesiącu po wycieleniu. W okresie laktacji można wyróżnić 2 okresy - od 15 do 60 dni - zwiększającej się mleczności, i okres zmniejszającej się mleczność - do zasuszenia.

• Wiek - w hodowli mlecznej to liczba przebytych laktacji - których ilość odbywa się na ilości i składzie mleka. Wydajność krowy wzrasta zwykle po odbyciu 5 do 8 laktacji (7 rok życia). Zawartość podstawowych składników mleka - głównie tłuszczu - obniża się po 2 wycieleniu.

• Częstotliwość doju - wyraźnie odbija się na zwartości tłuszczu w mleku - w mleku z doju rannego zawartość tłuszczu wynosi 2,6%, z doju południowego i wieczornego 4,8-4,9%. Najuboższe w tłuszcz są pierwsze partie mleka zdajanego ok. 2,0% natomiast ostatnie partie 6-8% tłuszczu.

• Żywienie - zapotrzebowanie pokarmowe krowy obejmuje:

• Paszę bytową - 1800 kcal/100 kgmc,

• Zapotrzebowanie produkcyjne - ta ilość energii, która musi być dostarczona, aby wytworzyć mleko - 740 kcal na wyprodukowanie 1l mleka o zawartości 4% tłuszczu. Żywienie wpływa na za zawartość tłuszczu. Błonnik odpowiedzialny jest za czas przebywania karmy w żwaczu, co warunkuje rozwój fermentacji błonnikowej, dzięki której dochodzi do wytwarzania tłuszczu - zawartość błonnika 20% Sm

• pojenie - krowa w czasie laktacji powinna w zależności od podawanej paszy otrzymywać 30-80 litrów wody

• krowy pojone częściej oddają więcej mleka, jest ono bogatsze w tłuszcz.

• Środowiskowe

• Pora roku - najwięcej mleka na wiosnę i w lecie, największa zawartość w składniki - jesień,

• Stan zdrowia - szczególne znaczenie mają stany zapalne wymienia

• Stan zdrowia

Charakterystyka fizyczna mleka:

Mleko jest mieszaniną wieloskładnikową, układem 3 faz:

• emulsyjnej (tłuszczowej) - śr. 1-22 um

• koloidalnej (białkowej) - śr. 25-300 um → głównie kazeina, tworzy żel zawieszony w wodzie,

• molekularnej - laktoza zawieszona w roztworze wraz z solami mineralnymi

Białko i tłuszcz występują w mleku w bardzo charakterystycznej postaci. Białko występuje jako micele - w fazie wodnej mleka tworzą zole. Tłuszcz występuje w postaci drobnych kuleczek o zróżnicowanej średnicy od 1 do 22 mikronów. Posiadają one otoczkę białkową. 80% tych kuleczek ma średnicę 4 mikrony.

→ gęstość (masa właściwa): ≥ 1,028 (najczęściej 1,030-1,032)

→ współczynnik refrakcji: 1,347 - 1,352 (w 20°C)

→ punkt zamarzania: ≤ -0,512°C, mleko zbiorcze -0,518°C do -0,520°C

→ kwasowość: pH 6,6-6,8; 6,0-7.5 °SH

• 8-9°SH - mleko lekko nadkwaszone

• 12°SH - mleko ścina się przy gotowaniu

• 24-28 °SH mleko ścina się w 18-20°C

Charakterystyczne cechy mleka - swoiste:

1. Pienienie mleka: mleko się pieni bo ma niskie napięcie powierzchniowe i tendencję do gromadzenia się białek na granicy białek serwatkowych i fosfolipidów, na granicy faz woda-powietrze. Zjawisko to wykorzystywane jest przy wyrobie masła, bitej śmietany i lodów.

2. Zmaślanie: związane z małym napięciem powierzchniowym mleka, tłuszcz wędruje na granicę faz, zjawisko wykorzystywane w wytrząsaniu śmietany,

3. Powstawanie kożucha: w czasie ogrzewania na mleku na powierzchni gromadzą się białka, które ulegają koagulacji pod wpływem temperatury: 40% tłuszcz, 5% czyste białak mleka, 50% woda - skład

4. Tworzenie śmietanki: tłuszcz wypływa i tworzy warstwę śmietanki, która ma 25% a pozostałe mleko jest odtłuszczone,

5. Krzepnięcie (zsiadanie się): związane z przechodzeniem mleka ze stanu zolu w żel. Główną rolę w tym procesie odgrywa kazeina, która po tym jak mleko osiągnie pewien stopień kwasowości tworzy skrzep (żel się obkurcza i powstaje serwatka)

Cechy organoleptyczne mleka:

• wygląd: jednorodna, nieprzejrzysta ciecz,

• barwa: kremowobiała → barwę zapewnia tłuszcz i kazeina

• zapach: mleko jest praktycznie bez zapachu, pojawia się on gdy mleko jest źle dojone lub źle przechowywane, bo łatwo chłonie obce zapachy,

• smak: słodkawy, pochodzący od laktozy, złe przechowywanie powoduje zmianę smaku.

Składniki mleka:

1. Podstawowe - woda (87,8%), tłuszcze (3,4%), białko (3,3%), cukier mleczny (4,8%),

2. Dopełniające - związki mineralne, aminokwasy, barwniki, witaminy, enzymy, przeciwciała, hormony, składniki komórkowe,

3. Obce - zanieczyszczenia środowiskowe, substancje toksyczne z karmy, środków leczniczych, zmian patologicznych.

Skład mleka krowiego w %, uśredniony:

• Woda - 87,8

• Tłuszcz - 3,4

• Białka - 3,2 w tym - kazeina 2,5 inne białka 0,7

• Laktoza - 4,7

• Zw. mineralne - 0,9

• 
  Sucha masa ok. 12%

Woda jest to główny składnik mleka, w którym rozpuszczone są składniki mleka np. laktoza, bądź zawieszona - składniki, które nie są rozpuszczalne, tłuszcze, białko, zw. mineralne. Woda do mleka przechodzi z krwi. Nadmiar wody, która w organizmie może się znajdować nigdy nie jest wydalane przez gruczoł mlekowy.

Sucha masa - stanowią ją wszystkie składniki stałe, które otrzymamy po odparowaniu wody.

Tłuszcz - pod względem budowy i rodzaju wyróżniamy:

• Tłuszcze proste - acyloglicerole

• Tracyloglicerole - 96 - 99% całości tłuszczu

• Diacyloglicerole 0,3 - 1,6%

• Monoacyloglicerole 0,002 - 0,01%

• Tłuszcze złożone

• Fosfolipidy - 0,2 - 1% - stabilizują układ faz mleka, lecytyna, kefalina

• Cerebrozydy - 0,01 - 0,07% - budują układ nerwowy

• Pochodne lipidów

• Wodne kwasy tłuszczowe - 0,1 -0,4%

• Substancje towarzyszące

• Cholesterol - 0,2 - 0,4%

• Karotenoidy

• Witaminy A (6-20 ug/g), D (ilości śladowe), E (5-100ug/g), K (1 ug/g)

Właściwości fizyczne tłuszczu mlecznego:

• otoczki kuleczek tłuszczowych

• białko - 41%

• lipidy złożone - 30%

• acyloglicerole - 14%

• cholesterol i jego estry - 2%

• woda - 12%

• enzymy mleka

• współczynnik refrakcji: 1,4524-1,4578 w 40°C

• gęstość: 0,93 w temp. 15°C

• temp. topnienia 31-40°C

• temp. krzepnięcia 19-24°C

Laktoza:

• dwucukier glukoza-galaktoza

• mleko krowie zawiera od 4,4 do 5,2% laktozy.

• śladowe ilości glukozy i galaktozy.

• laktoza jest syntetyzowana z glukozy zawartej w krwi w komórkach mlekotwórczych,

• po spożyciu mleka nie jest wchłaniana bezpośrednio przez ścianę jelita, musi ulec hydrolizie, którą przeprowadza β-D-galaktozydaza na glukozę i galaktozę. Istotnym elementem przemiany laktozy w organizmie jest powstawanie kwasu mlekowego, jest to bardzo ważny składnik higieniczny - zabezpiecza powstawanie bakterii gnilnych, nie dopuszcza do rozwoju bakterii chorobotwórczych dzięki obniżaniu pH.

• Pod wpływem ogrzewania laktoza łączy się z wolnymi grupami aminowymi białek. W wyniku, czego powstają związki o ciemnym zabarwieniu i karmelowym zapachu. Reakcja ta zwana jest reakcją Maillarda - nie enzymatycznego brunatnienia, również podczas smażenia mięsa, podczas pieczenia chleba.

FUNKCJE

• stanowi źródło energii dla młodych,

• pobudza perystaltykę jelit (kwas mlekowy),

• stymuluje wzrost bakterii kwasu mlekowego w jelitach,

• ułatwia przyswajanie wapnia z pokarmu (kwas mlekowy),

• sprzyja lepszemu wchłanianiu Mg, P i niektórych mikroelementów,

• jest naturalnym źródłem galaktozy, która przez rosnący organizm wykorzystywana jest do budowy układu nerwowego, stymuluje prawidłowe funkcjonowanie ukł. Nerwoego,

• sprzyja lepszemu wykorzystaniu wit. D,

• pobudza wydzielanie insuliny u noworodków i niemowląt wraz ze wzmocnieniem działania glikozy,

• dobre źródło węglowodanów dla cukrzyków.

NIETOLERANCJA LAKTOZY:

Zaburzenie trawienia laktozy wskutek niedobory lub braku β-D-galaktozydazy w jelicie cienkim, które objawia się wzdęciem i bólami brzucha oraz wodnistą biegunką, objawy trwają od 0,5-1h do maksymalnie 6 godzin.

• Może być wrodzona (alakazja), wchłania się w jelicie jako dwucukier i jest szkodliwa dla narządów,

• pierwotna (niedobór laktozy typu dorosłego)

• wtórna (nabyta): przejściowa np. przez leki uszkadzające błonę śluzową lub utrwalona przez przewlekłe choroby układu pokarmowego.

WYKŁAD 3

BIAŁKA MLEKA:

- kazeina,

- białka serwatkowe - zostają w serwatce po wytrąceniu kazeiny.

Kazeina

• 2,4 - 2,6%,

• ok 70% wszystkich białek mleka

• pod względem chemicznym - fosfoproteina

• nie jest jednorodna - kompleks 4 frakcji - Ls, beta, gamma, kappa. Podstawowe Ls i beta. Ls dzieli się na Ls1 i Ls2 - występują w niskich wariantach genetycznych, różnią się:

• reakcją na wapń zjonizowany(niektóre łączą się z wapniem i wytrącają, inne rozpuszczają się)

• punktem izoelektrycznym,

• rozpuszczalnością

• zawartość P

• w mleku występują w postaci miceli - micele są tworzone w komórkach gruczołowych, między łańcuchami aminokwasów jest Ca - micela zbudowana z 3 części Ls1 i z 1 części Ls2,

• słabo rozpuszczalne w wodzie, dobrze rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych i rozcieńczonych kwasach organicznych,

nierozpuszczalna - roztwory metali ciężkich, aceton, benzen, etanol

• Łatwo wytrąca się z mleka, najczęściej pod wpływem kwasowości 4,5 - 4,6 pH - powstaje jednolity skrzep (◦SH 24 - 26)

Frakcje	Udział w ogólnej ilości białka mleka %
Ogółem L-kazeina (Ls) Beta Kappa Gamma	75-85 45-55 23-35 8-15 3-7

Białka serwatkowe:

Mamy 3 podstawowe grupy białek serwatkowych:

• albuminy

• globuliny

• proteazy, peptony i inne

1. ALBUMINY:

• ok 75% wszystkich białek serwatkowych

• L-laktoalbumina, β-laktoglobulina, albumina osocza krwi,

• niałka serwatki nie zawierają P, a zawierają dużo aminokwasów siarkowych (w porównaniu do kazeiny),

β-laktoglobulina

• nierozpuszczalna w wodzie, ale rozpuszczalna w roztworach soli obojętnych

• łatwo ulega denaturacji - wtedy zostaje odsłonięta grupa SH która łączy jony metali Fe i Cu. Jest to działanie przeciw utleniające dla tłuszczu mlekowego

L-laktoglobulina i albumina osocza

• dobrze rozpuszczalne w wodzie

• duża zawartość cystyny a bardzo niska cysteiny

• denaturują trudniej niż alfa laktoglobulina

2. GLOBULINY (immunoglobuliny):

• głównie występują w siarze ale także podczas mastitis,

• zawierają sacharydy,

• 3 frakcje: G, M, A,

• bardzo wysoka masa cząsteczkowa 150-200 kDA,

• największe cząstki białkowe w mleku,

• bardzo łatwo ulegają denaturacji, mniej aminokwasów siarkowych, więcej treoniny i seryny,

• pozbawione fosforu.

3. PROTEAZY I PEPTONY oraz inne białka:

• enzymatyczne,

• białka kuleczek tłuszczowych,

• nukleoproteiny (białka powstające na pierwotnych etapach rozkładu białek mleka)

Rodzaj	Udział w ogólnej ilości białka mleka %
Ogółem L-laktoalbumina Beta laktoglobulina Ig Albumina osocza Proteazy, peptony, inne Białka otoczki kuleczek tłuszczowych	15-25 2-5 7-12 1,3-2,7 0,7-1,3 2-6 0,1

Azotowe związki niebiałkowe:

• wolne aminokwasy,

• zasady purynowe,

• kreatyna, kreatynina,

• NH3, mocznik,

• mają one stały poziom, gdy mleko pochodzi od krów zdrowych. W przypadku zapalenia ich ilość wzrasta,

• produkty przejściowych lub końcowych przemian związków azotowych.

SKŁADNIKI MINERALNE:

• skład pierwiasktków mleka okresla się na podstawie analiny popiołu czyli pozostałości po spaleniu próbki mleka w temperaturze 550°C, zawartość popiołu 0,7%

• po spaleniu tłuszczu i białek,

• występują w postaci rozpuszczonej (zdysocjowanej i niezdysocjowanej) oraz nierozpuszczonej.

Pierwiastek	Zawartość w mg w 100ml
Ca P K Na Cl Mg Kwas cytrynowy	100-140 75-110 135-155 35-60 80-140 10-15 160-200

Ca:

• fosforany Ca i kazeiniany Ca - 70% Ca

• cytryniany - 20%

• postać zjonizowana - 10%

W czasie ogrzewania następują straty Ca, powstają nierozpuszczalne związki które wytrącają się na urządzeniach. Ca i kazeina powodują krzepnięcie mleka. W serowarstwie ubytek Ca uzupełniany jest CaCl.

Im wyższa kwasowość tym więcej frakcji rozpuszczalnej, przy pH=5 całość frakcji koloidalnej przechodzi w rozpuszczalną.

Poziom Ca w mleku jest cechą osobniczą a żywienie ma niewielki wpływ.

P:

Występuje w kilku formach:

• związki koloidalne (fosforany) - 38,5%

• związki rozpuszczalne - 33%

• zw. estrowy z kazeiną - 20%

• inne estry organiczne - 7%

• fosfolipidy - 1,5%

K:

• forma całkowicie zjonizowana,

• z Ca i Mg kształtuje pH mleka.

Na i Cl:

• utrzymuje (wraz z laktozą) ciśnienie osmotyczne mleka,

• forma całkowicie zjonizowana

• Na:K = 1:1,7

Mg:

• występuje jako sole identyczne z solami Ca w tym:

• sole rozpuszczalne - 75% Mg,

• związki koloidalne - pozostała część.

• jeśli wzrasta poziom Mg to spada stabilność cieplna mleka.

Kwas cytrynowy:

• kształtuje cechy organoleptyczne mleka,

• forma występowania: cytryniany i wodorocytryniany Ca, K i Mg,

• zwiększa stabilność cieplną białek mleka,

• substancja do wytwarzania subs. aromatycznych.

Mikroelementy

W postaci naturalnych soli występuje Zn i Jod, 1 litr mleka pokrywa 30% zapotrzebowania dziennego na Zn i 40% zapotrzebowania na Jod.

Witaminy:

• ADEK - dzięki dużej ilości tłuszczów

• A i E - przeciwutleniacze i dobrze wpływają na właściwości przechowywanego mleka

• z grupy B - średni poziom

• C - bardzo małe ilości

Substancje bakteriostatyczne:

Tuż po doju przez parę godzin hamują rozwój bakterii:

• aglutyniny, laktoferyna - wiążą jony Fe, które są potrzebne do rozwoju bakterii

Substancje bakteriobójcze:

• lizozym - rozpuszcza błony komórkowe bakterii, jest go najwięcej w białku jaja kurzego i ogrzewanie powoduje jego unieczynnienie

Enzymy:

60 różnych enzymów z 3 źródeł - komórki mlekotwórcze, osocze i leukocyty.

• występują w fazie wodnej i tłuszczowej

• fosfataza zasadowa i kwaśna

W tłuszczowej fazie, najważniejszy enzym bo przy pasteryzacji ulega całkowitemu unieczynnieniu - jest wskaźnikiem skuteczności pasteryzacji niskiej fazy kwaśnej. W fazie wodnej - stabilność cieplna, wytrzymuje pasteryzację, wpływa na koagulację i strukturę skrzepu i serów dojrzewających twardych.

• peroksydaza - ginie w 80◦ po 15 sekundach - wskaźnik pasteryzacji wysokiej.

WYKŁAD 4

Komórki somatyczne

Pochodzą z gruczołu mlekowego, złuszczone komórki pęcherzyków zatok, składniki morfotyczne krwi, limfy: leukocyty i limfocyty, erytrocyty, uszkodzony nabłonek.

Poziom komórek somatycznych = stan zdrowia krowy.

Fizjologicznie - do 100 tys w 1 ml, leukocytów nie więcej niż 20 - 40%

Gdy wzrasta liczba komórek to oznacza że w gruczole mlekowym ma miejsce proces zapalny:

• 200 tys. - proces przejściowy

• 500 tys. - proces zapalny

Gdy liczba komórek somatycznych wzrasta bez objawów klinicznych, świadczy to o stanie podklinicznym, nie będą to ostre stany zapalne.

Obce lub przypadkowe składniki:

• zanieczyszczenia środowiskowe

• pochodzenia paszowego - obniżenie cech organoleptycznych mleka

• betaina w liściach buraków - w wysłodkach powstaje 3-metylanina o śledziowym zapachu

• olejki gorczycowe - zapach kapusty

Toksyczne mikroorganizmy:

Mykotoksyny (produkowane przez niektóre gatunki pleśni Aspergillus flavus - aflatoksyny są karcinogenne dla wątroby i nerek.

W mleku występuje aflatoksyna M1 która powstaje z B1. Do mleka przechodzi 1-3% aflatoksyn, 20% z nich kumuluje się w wątrobie, nie są podatne na temperaturę pasteryzacji, a na niektóre nie działa temperatura sterylizacji.

Aflatoksyny łączą się z kazeiną dlatego sery mogą być ich nośnikami.

Dopuszczalny poziom M1

• w mleku surowym -

• w mleku spożywczym - do 0,05ng/kg mlek

Substancje hamujące:

Pozostałości antybiotyków, środków myjących, dezynfekujących i inne środki hamujące wzrost drobnoustrojów w mleku

• antybiotyki przechodzą do mleka bez względu na drogę ich podania. W mleku ich stężenie dochodzić może do 50%. W zależności od rodzaju antybiotyku, mogą się utrzymywać w mleku od kilku do kilkunastu dni,

• ich obecność jest niesprzyjająca dla rozwoju bakterii kwasowych, uniemożliwia to wykrzepianie,

• przy „czystym” mleku, bakterie ze sobą konkurują, może mieć miejsce sytuacja, że pozostaną te niechciane, co powoduje spadek wartości mleka,

• picie mleka z pozostałościami - uczulenia, uodpornienie własnej flory.

Pozostałości a temperatura - większość antybiotyków jest oporna na działanie temperatury - szczególnie penicyliny i streptomycyna. W 80% temperatura inaktywuje tetracykliny. Jeśli nawet uda się coś wyprodukować z mleka zawierającego substancje hamujące to jego wartość jest obniżona np. wielkość oczek w serach.

• środki myjące i dezynfekujące

Preparaty z Cl i I, czwartorzędowe zasady amoniowe, zostały źle wypłukane, są toksyczne dla ludzi, denaturują białka komórkowe, powodują wzrost przepuszczalności błon

• pestycydy

Z pastwisk i obory.

Głównie DDT i jego pochodne, chlorowane węglowodory. Skumulowane w środowisku, gromadzą się w tłuszczu mlekowym. Dopuszczalne pozostałości 0,04mg na kg mleka

Zanieczyszczenia środowiskowe:

• związki Pb, Ar, Hg

Określony dopuszczalny poziom Pb 0,02 mg/kg w mleku surowym.

Zanieczyszczenia substancjami promieniotwórczymi, radioizotopy I 131, Sr 90, Pu 239, Am 241, Cs 194 i 137.

WYKŁAD 5

Wartości odżywcze mleka

O wartości odżywczej każdego środka spożywczego decydują:

• Wartość kaloryczna - ile energii otrzymujemy przy spożyciu jakiegoś środka spożywczego. Wartość energetyczna 1l mleka 500-700 kcal, co odpowiada od 20-25% dziennego zapotrzebowania energetycznego człowieka. Energia ta pochodzi w 49% z tłuszczu mlekowego, 40% z cukru - laktozy, i 11% z białek,

Środek spożywczy	Kaloryczność w 100g
Mleko ludzkie Mleko krowie Mleko kozie Mleko owcze	63 66 70 97
Mięso Ryby Przetwory mięsne Chleb żytni	104-154 82-219 131-418 250

Mleko krowie jest środkiem spożywczym o wyraźnie niskiej zawartości kalorycznej.

• Strawność i przyswajalność: pełne wykorzystanie danego składnika ogranicza strawność danego produktu.

Mleko jest wysoko strawne i przyswajalne. Białka mleka - kazeina - jest białkiem, które pod wpływem niskiego pH soku żołądkowego ulega koagulacji, skrzep, który powstaje jest podatny na działanie enzymów trawiennych. Wysoka jest również strawność tłuszczów mlekowych - w tłuszczu mlecznym jest stosunkowo dużo krótko- i średniołańcuchowych kw. tłuszczowych. Budowa tłuszczu mlekowego w przewodzie pokarmowym łatwo ulega rozbiciu przez enzymy lipolityczne, dzięki temu jest szybko wchłaniany w jelicie cienkim. Kw. tłuszczowe dzięki swej budowie bezpośrednio trafiają do krwi, cechują się wysoką energetycznością.

Niska temperatura topnienia, występuje w postaci malutkich kuleczek w otoczce białkowej - rozproszenie tych kuleczek w przewodzie pokarmowy daje ogromną powierzchnie, na której te kuleczki są rozproszone - dzięki tym 2 cechom enzymy mają ułatwiony dostęp do kuleczek mleka i ich trawienia. Niektóre otoczki białkowe umożliwiają bezpośrednie wchłanianie przez ścianę jelita bez udziału enzymów.

Składniki egzogenne - znane około 80

• aminokwasy egzogenne - histydyna, izoleucyna 1,8 - 1,7, leucyna2,5 - 3,2, lizyna 2,2 - 2,5, metionina + cystyna 2,4 - 1,2, fenyloalanina + tyrozyna 2,5 - 2,6, treonina 1,3 - 1,6, tryptofan 6,6 - 1,0, walina 1,8 - 2,3 - pierwsza liczba to oszacowane zapotrzebowanie, 2 zawartość 1l mleka

• NNKT - linolowy, arachidonowy

• związki mineralne

• witaminy

Mleko zawiera najbardziej wartościowe biologicznie białka - białka mleka prócz białek egzogennych posiadają odpowiednie ich proporcji.

• Właściwości biologiczne - idealnym wzorcem białka jest białko jaja kurzego, na 2 miejscu biało mleka

NPU - wskaźnik stosowany przy badaniach mleka

PER - wskaźnik wydajności wzrostowej białka

Wartości biologiczna różnych środków spożywczych:

Śr spożywczy	NPU %
Jajo Mleko kobiece Mleko krowie Mięso wołowe Ser twardy Dorsz Kasza jęczmienna Chleb razowy Białka pszenna	94 87 83 67-76 77-80 70 64 53 48

• frakcje białek mlekowych - w kazeinie aminokwasy egzogenne stanowią 46g/100g białka, a w białkach serwatkowych ok. 53g/100g białka.

• białka serwatkowe w porównaniu do kazeiny zawierają więcej leucyny, cystyny i lizyny

• α-lakto-albumina zawiera najwięcej tryptofanu z pośród białek roślinnych i zwierzęcych i białko to cechuje się najwyższą z pośród wszystkich białek mleka wartością biologiczną.

Zawartość NNKT - druga składowa wartości biologicznej:

Kwas	Mleko krowie	Smalec	Olej sojowy
Linolowy	2,1	6,2	54,5
Linolenowy	0,5	0,8	8,3

W 1 litrze mleka
Zw. mineralne	Pokrycie %	Witaminy	Pokrycie %
Ca K Mg Cl Na Fe	100 75 40 35 25 4	B2 B12 B1 A B6 C D + E	100 100 33-42 25 20 15 10

Wysoka wartość dietetyczna mleka polega na korzystnym stosunku energetyczno - białkowym, oraz specyficzne cechy białek mleka, tłuszczu i laktozy.

Mleko zawiera szereg innych składników tj. cholesterol 0,2 - 0,4%

MIKROBIOLOGIA MLEKA:

Skąd pochodzą zanieczyszczenia mikrobiologiczne w mleku: mimo swych właściwości bakteriostatycznych (do 4h po doju), zawsze po tym czasie mleko będzie zawierało drobnoustroje. Mleko jest bardzo dobrym podłożem do rozwoju różnych grup drobnoustrojów, w większości dla bakterii saprofitycznych. Jeżeli chodzi o mikroflorę chorobotwórczą mleko już nie jest zbyt dobrym podłożem do rozwoju, lecz może je przenosić.

W chwili powstawania w pęcherzykach gruczołowych mleko jest wolne od drobnoustrojów, lecz zanim opuści wymię, flora pojawia się w mleku, która przedostała się do zatok mlecznych - jest spłukiwana podczas zdajania - najbardziej zanieczyszczone są pierwsze porcje mleka, w których jest od 5 do 10 razy więcej bakterii, niż w mleku zdajanym później, dlatego zalecane jest przedzdajanie. We wnętrzu strzyków panują charakterystyczne warunki - mechanizmy obronne, które eliminują bakterie.

• w mleku zdrowych krów w 1 ml stwierdza się od 100 do 1000 bakterii - jest to nieunikniona ilość drobnoustrojów. Ta mikroflora jest nieunikniona i zawiera - 70% Micrococcus i saprofityczne gronkowce - Staphylococus epidermitis, 30% paciorkowce - Streptococus agalactie, dysgalactie, niewielki procent stanowią pałeczki G+ - Corynebacterium.

• dla jakości i zawartości flory główne znaczenie mają warunki zdajania. Mikroflorę, która dostaję się do mleka w czasie doju charakteryzuje duża różnorodność - pałeczki kwaszące, psychrofilne, beztlenowe etc.

• liczebność mikroflory może wahać się od kilkunastu tysięcy do kilku milionów.

• przy mleku z doju ręcznego - bakterie kwaszące od 50 do 90% ogólnej mikroflory.

• przy doju mechanicznym - bakterie ciepłoodporne, psychrofilne, przetrwalnikujące i Coli. Ich źródłem są dojarki mechaniczne.

Czynniki warunkujące jakość higieniczną mleka:

• drobnoustroje chorobotwórcze

• mikroflora saprofityczna

• komórki somatyczne

• substancje hamujące

• substancje toksyczne.

Drobnoustroje wykorzystywane w mleczarstwie:

• bakterie fermentacji mlekowej: Rodz: Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc

• bakterie fermentacji propionowej: Rodz: Propionibacterii, Difidobacterium, Brevibacterium

• inne bakterie: Rodz:

Bakterie fermentacji mlekowej

Są to drobnoustroje które mają dużą zdolność do rozkładania laktozy do kwasu mlekowego. Bakterie fermentacji mlekowej są to drobnoustroje G+ względnie beztlenowe, nie przetrwalnikujące, fermentują cukry proste i dwucukry do kwasu mlekowego, nie fermentują skrobi i innych polisacharydów, mezofile lub termofilne. Do swego wzrostu wymagają złożonych podłoży - obecność aminokwasów i witamin. Na podstawie produktów fermentacji można je podzielić na 2 podstawowe grupy:

• Homofermentatywne: min 85% kw. mlekowy

• Heterofermentatywne: 50% kw. mlekowy + etanol + kw. octowy + CO2 + +

• Lactobacillus

• Lactococcus

• Leuconostoc

Fermentacja mlekowa jest procesem, który dostarcza bakterią energii potrzebnej do życia.

HOMOFERMENTACJA

Laktoza → β-D-galaktozydaza → Galaktoza

lub

→ Glukoza → kw. Mlekowy

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 H₃PO₄ -> 2 C₃H₆O₃ + 2 ATP + 2 H₂O

glukoza energia kwas mlekowy

Proces ten dostarcza niewielkiej ilości energii, dlatego fermentacja musi zachodzić ciągle.

HETEROFERMENTACJA

Laktoza → β-D-galaktozydaza → Galaktoza

lub

→ Glukoza → Pentoza → Aldehyd 3-P-glicerynowy → kw. mlekowy

lub

Pentoza → Acetylo-P → kw. octowy

lub

→ aldehyd octowy → alkohol etylowy

Leuconostoc

C₆H₁₂O₆ → → → → → kwas mlekowy + etanol + woda

Lactobacillus

C₆H₁₂O₆ → → → → → kwas mlekowy + kw. octowy + wodór

Lactobacillus - pałeczki mlekowe:

• występowanie: mleko, produkty mleczne, mięsne, roślinne, kiszonki, p pokarmowy

• pałeczki G+, przetrwalnik (-), ruch (-)

• beztlenowce lub względne beztlenowce (wzrost lepszy przy obecności 5-10% CO2)

• temperatura wzrostu: maks 10 - 50°C, opt. 30 - 45°C

• gatunki typowe dla mleka i przetworów mlecznych nie rosną w temp. < 10°C, a niektóre < 15°C

• właściwości antagonistyczne wobec innych bakterii (Clostridium)

• czynniki przeciwdrobnoustrojowe: kw mlekowy, niski potencjał Osydo-redukcyjny, bakteriocyny: laktocydyna, laktobrewina i inne.

Gatunki homofermentatywne:

• A - termofilne; opt. temp. wzrostu 40 - 45°C, mogą rosnąć w temp powyżej 45°C, wzrost ustaje w 15°C,

• B - mezofile; opt. Temperatura wzrostu ok. 30°C, rosną w 15°C, ale nie wszystkie w 45°C.

• Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei.

Gatunki heterofermentatywne:

• Lactobacillus farmantum

• Lactobacillus brevis

Lactococcus - paciorkowce mlekowe:

Nie są przystosowane do życia wewnątrz wymienia, żyją na powierzchni. Powszechnie używane w przemyśle mleczarskim ze względu na szybką fermentację. Biorą także udział w biosyntezie związków aromatycznych, które wytwarzają inne bakterie.

Lactococcus Lactis spp. Lactis

• temp wzrostu maks 8 - 41, opt 28 - 32

• bakteriocyny: nizyna (Clostridium, Bacillus)

• zastosowanie: kefir, twaróg, sery

• silnie ukwasza mleko (1,5% kw. mlek. = 60 - 70 SH)

• homofermentatywny

Lactococcus Lactis spp. Lactis

Var. Diacetylactis

• temp wzrostu: maks 8 - 41, opt. 28 - 30

• zastosowanie: masło, śmietana, twaróg, maślanka

• homofermentatywne

Lactococcus. Lactis spp. Cremoris

• temp. wzrostu: maks 8 - 38, opt. 22 - 30

• bakteriocyny: diplokocyna

• zastosowanie: sery, maślanka, śmietana

• homofermentatywny

Leuconostoc:

• najczęściej na roślinach, rzadziej w mleku i śmietanie,

• bardzo powoli namnaża się w mleku, rzadko ścina mleko,

• w mleczarstwie wykorzystuje się głównie gatunki rozkładające cytryniany z wytwarzanie substancji aromatycznych w mieszankach z bakteriami kwaszącymi,

• rozkładają kazeinę do pojedynczych peptydów.

Leuconostoc mesenteriudess spp. cremoris

• temp wzrostu: maks 6 - 37, opt 18 - 25

• zastosowanie: sery, twarogi, śmietana, masło, maślanka; głównie gatunki rozkładające cytryniany z wytworzeniem substancji aromatyzujących

• heterofermentatywny

• słabo ukwasza mleko, używany łącznie z bakteriami kwaszącymi

Inne cechy bakterii fermentacyjnych

• proteolityczny

• przy dużym namnożeniu mogą z kazeiny wytwarzać gorzkie peptydy

• mają zdolności lipolityczne, mogą hydrolizować proste TG - cecha ta silnie zaznaczona u Lactococcus.

Bakterie fermentacji propionowej:

Propionibacterium:

• pospolite w mleku jak bakterie fermentacji mlekowej,

• w mleku rosną powoli

• pałeczki G+, niezarodnikują, beztlenowe lub względnie beztlenowe,

• wzrost w temp. 15-45°C (opt. 22-26°C), optymalne pH 6,5-7

• małe uzdolnienia proteolityczne i lipolityczne

• węglowodany mlekowe fermentują do kw. propionowego, octowego i CO2

• wytwarzają pewne ilości substancji aromatyzujących: dwuacetyl i acetoina

• występują w środowisku roślinnym i w przewodzie pokarmowym krów

• wykorzystanie: sery dojrzewające - ser ementalski,

• syntetyzują witaminę B₁₂

• 8 gatunków: P. jenseni, P. acidopropionici

Bifidobacterium:

• stały składnik flory bakteryjnej jelit,

• pałeczki zdeformowane G+, (X lub V), niezarodnikujące, beztlenowe,

• optymalna temp. 37°C, pH 5,6 - 6,4

• w jelicie grubym utrzymują lekko kwaśny odczyn co przeciwdziała rozwojowi bakterii gnilnych, są to bakterie, które dodawane są do fermentowanych napojów mleczarskich,

• wykorzystywane przy produkcji mleka wzbogaconego,

• fermentują cukry proste i złożone do kwasu mlekowego i octowego, heterofermentatywne

• Bif. Bifidum, Bif. infantis

Brevibacterium:

Brevibacterium linens

• krótkie pałeczki

• wzrost w tem. 8-37°C (opt. 21°C)

• oporne na NaCl (nawet 15-20%)

• wytwarzają proteazy, lipazy, barwniki - pomarańczowe i czerwone

• silne właściwości proteolityczne - stosowane w produkcji serów dojrzewających miękkich

Drożdże

• zwłaszcza te prowadzące fermentację alkoholową

• zastosowanie, produkcja napojów mlecznych - kumys, kefir

• używane niektóre gatunki rodzaju Candida cefir, Candidia pseudotropicalis, Tonila kumys, Sacharomyces lactis

Pleśnie

• do produkcji serów pleśniowych np. camembert, brie, roquefort

• rodzaj Penicillum: P. roqueforti, P.camemberti.

WYKŁAD 6

Cechy pozytywne:

• Aldehyd octowy - daje kwaskowy posmak, wytwarzany przez pałeczki mlekowe i paciorkowce, w największym stopniu przez leukonostoc.

• Dwuacetyl - nadaje orzechowy aromat, główny aromat masła, wytwarzany przez homo- i heterochromotatywne bakterie, największa jego ilość produkują Lactobacillus i Leuconostoc. Jest to związek o bardzo dużej lotności.

Bakterie szkodliwe dla mleczarstwa:

• Enterococcus - E. faecalis, E. faecium - mikroflora jelitowa, przeżywają łagodniejsze warianty pasteryzacji 60°C/30 min; giną w 76 - 78°C; są wskaźnikiem higienicznym produkcji mleka i przetworów mlecznych. Pozostając w mleku powodują ukwaszanie mleka pasteryzowanego. Ze względu na swoje naturalne środowisko bytowania zostały przyjęte jako wskaźnik higieniczny produkcji.

• Grupa coli - Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter - jest to mikroflora jelitowa, powszechnie występuje w środowisku, fermentuje laktozę z wytworzeniem kw. mlekowego, octowego, mrówkowego i CO2. Redukują azotany do azotynów.

Zmiany w mleku - oborowy, kwaśno gnilny zapach, skrzep wzdęty, poszarpany, skurczony, wczesne wzdęcia serów dojrzewających. Są wskaźnikiem higienicznym produkcji mleka i przetworów mlecznych (współwystępowanie Salmonella + Shiegella)

• Bakterie psychrofilne - drobnoustroje, które w temperaturze 0°C dają na podłożach stałych wzrost w czasie nie dłuższym niż 2 tyg. Należą doń - Pseudomonac, Alcaligenes, Flavobacteruium (niektóre gatunki Micrococcus, Bacillus, Escherichia, Enterobacter). Dostają się do mleka w wyniku zanieczyszczeń - niehigieniczny dój, zwłaszcza dój mechaniczny, są oporne na środki dezynfekcyjne, myjące, antybiotyki, stanowią główną mikroflorę mleka chłodzonego

• Pseudomonas - wytwarza silne enzymy proteo- i lipolityczne, ciepłoodporne.

Zmiany w mleku - gnilny, jełki zapach, gorzknienie, ciągliwość mleka bez wzrostu kwasowości, zmiana barwy. Mleko dobrej jakości higienicznej nie powinno zawierać ich więcej niż 10⁴/ml. Jeśli mleko ma być przetrzymywane to musi być uzyskiwane w wysoce higieniczny sposób, aby ograniczyć liczbę drobnoustrojów. Przechowywanie mleka w niskich temperaturach powoduje zanik bakterii fermentacji mlekowej.

• Bakterie ciepłooporne - przetrzymują 63°C/30 min ale nie są zdolne do rozwoju w tych warunkach. Należą doń - mezofile, psychrotrofowe, nie są zaliczane termofilne o optymalnej temp rozwoju 55°C. Dostają się z gleby, paszy, wody, urządzeń do doju. Ich liczba w mleku surowym jest wskaźnikiem czystości dojarek mechanicznych. Mleko dobrej jakości nie powinno zwierać więcej niż 10³/ml. Dzielą się na 2 grupy - przetrwalnikujące i nie przetrwalnikujące.

• Bakterie ciepłooporne przetrwalnikujące - Bacillus, Clostridium - komórka wegetatywna ginie, oporność termiczna przetrwalników.

Bacillus - zmiany w mleku, skrzep „na słodko” mleka pasteryzowanego (B. subtilis, B cerrus), (przyczyny - enzym proteolityczny podobny do podpuszczki), gorzki smak.

Clostridium - zmiany w mleku w zależności od tego z jakim gatunkiem mamy do czynienia.

• Gatunki sacharolityczne - fermentacja laktozy z wytworzeniem kwasu masłowego + CO2 + H2. Powoduje późne wzdęcie serów dojrzewających, gorzknienie, duża ilość produktów gazowych.

• Gatunki proteolityczne - szybki rozkład białek w warunkach beztlenowych, produkty końcowe: aminy, H2S, NH3, zmiany smakowo-zapachowe.

• Bakterie ciepłooporne nie przetrwalnikujące - Microbacterium - najwyższa ciepłoodporność.

Mb. lacticum - stanowi 95% mikrobakterii obecnych w mleku, przeżywa 80 - 85°C / 10 - 15 min. Micrococcus barians - 85°C / 40s.

Enterococcus faecalis - niektóre szczepy 71,7°C/15s,

E. faecium - niektóre szczepy 82,2°C/16s.

Zmiany w mleku: skłaczanie, śluzowacenie, ciągliwość mleka, goryczka w serach.

Bakterie tej grupy rosną w mleku bardzo wolno.

Wirusy bakteryjne - bakteriofagi - niszczą głównie bakterie fermentacji mlekowej, głównie paciorkowce. Są przyczyną strat i zakłóceń produkcji fermentowanych produkcji. Niszcząc bakterie fermentacji powodują zahamowanie zakwaszanie mleka. Skoncentrowane szczepionki mleczarskie - w pewnej określonej objętości ilość bakterii musi być kilkukrotnie wyższa, bądź stosuje się szczepy oporne na fagi.

Drożdże i pleśnie - drożdże - mleko nie jest dobrym środowiskiem dla ich rozwoju, pojawiają się przy stanach zapalnych gruczoły mlekowego. Giną podczas fermentacji. Pleśnie mogą rosnąć na powierzchni produktów mlecznych. Powodowane jest to głównie przez Geotrihum candidum. Mogą powodować zmiany w składzie, rozkładają tłuszcz, jełki zapach, zwłaszcza w maśle. Rozwijają się dobrze w szczelinach (np. serów, źle ugniecionym maśle), muszą mieć dostęp tlenu.

Wykład 8

Drobnoustroje chorobotwórcze dla ludzi występujące w mleku:

- salmonnela

- e coli - szczepy enteropatogenne

- yersinia enterocolitica

- camphylobacter jejuni

- listeria monocytogenes

- staphylococus ureus

- shiegella

- bacillus cereus

- mycobacterium tuber i paratuberculosis

Mleko jest przenośnikiem drobnoustrojow dla ludzi, może zawierac toksyny. Czynniki sprzyjające:

- ludzie chorzy

- nosiciele

- brudna woda

- zwierzęta

Wg WHO, w mleku może występować około 28 gatunkow chorobotwórczych dla ludzi, w 10 przypadkach źródłem przenoszenia jest człowiek, zwierzęta - 8, zwierzęta i człowiek - 6, środowisko - 4 gatunki.

Choroby wywoływane przez mleko i produkty mleczarskie zwane są milk born disease - wywodzące się z mleka.

Pod względem chorobotwórczym paleczki salmonella można podzielic na 3 grupy:

Salmonella, specyficzne patogenne dla ludzi to typki i paratyphi.

Specyficzne patogenne dla zwierzat wywołują - ronienia u owiec, klaczy i koz……..

Bez patogennej specyficzności gatunkowej wywołują stany zapalne przewodu pokarmowego, biegunki u zwierzat, enteropatie u ludzi. Glowna role w enteropatiach ludzi odgrywa S. enterica supp. enterica. Do 3,5 tys podtypow - serotypow.

Przyczyna zatrucia sa enterotokstyczne źródła zakazenia: brudna woda i nosiciele. Po dostaniu się do mleka dluga zachowuja żywotność. W produktach surowych mleka mogą przebywac kilka miesięcy. W 70st ginie po 3-8 sekundach. Przeprowadzano zabiegi pasteryzacyjne chronią przed zakażeniem. Pierwotne zakarzenie: mleko surowe, mleko w proszku, sery dojrzewające.

E.coli

Szczepy enterokrwotoczne, verotoksyczne. Jest obecnie uważany za najgroźniejszy EHEC/VTEK 0157:H7. Toksyna shila lub podobna do niej powoduje krwotoczne biegunki. Wywoluje objawy gwałtowne. Ginie w temp 72 st po kilkunastu sekundach. Najczęściej zatrucia wywoływane przez surowe mleko. Szczep ten jest izolowany z kalu bydla.

Yersienia

Najczęściej w mleku surowym, ale także pasteryzowanym. W wyniku zakażeń wtórnych, zaniedbań higienicznych. Ma cechy psychrofilnosci, rozmnaża się w temp -2 do 45st. Przyczyna zatrucia jest enterotoksyna

Camphylobacter

C. jejuni wystepuje w przewodzie pokarmowym bydla. Bezobjawowi nosiciele. Wikla procesy zapalne wymienia. Psychrofilne, rozwija się w temp 4st rozwoj trwa 18h. Ginie w 55st po 1 min. Wiadomo ze czynnikiem patogennym jest toksyna. Trudna izolacja poznana dopiero w latach 70. duzy problem u drobiu.

Listeria monocytogenes

Rośnie w szerokim zakresie temperatur od 1 do 45st. Najczestsze zatrucia mleka i przetworow mleczarskich - sery miękkie, pleśniowe, maziowe, maja tam bardzo dobre warunki. Bardzo szeroko rozpowszechniony w środowisku, izolowany z pomieszczen mleczarskich, kratek sciekowych, ścian. W glebie około 11 mcy, w wodzie ok. 12 mcy. Oporna zakwaszeniu. Obumiera w pH niższym niż 5,6. oporna na sol, przezywa nawet po dodatniu 15% NaCl. Ginie w tem 71 - 72st po 15s. z mleka w Polsce nie izolowana, tylko z przetworow mleczarskich

Staphylococus aureus

Może się rozwijac w mleku, produkuje enterotoksyne. Ginie ona w 121st po 8min. Gotowanie lub sterylizacja. Glowna przyczyna zatruc sa lody i kremy na bazie smietany, ciastka z kremem. W lecie główne zatrucia przez gronkowce.

Shiegella

Drobnoustroj chorobotwórczy w duzym stopniu dla ludzi. S. dyzenteriae pwoduje czerwonke - czyli choroba brudnych rak. Wytwarza shigatokyne. Przebieg choroby jest dramatyczny. Może się rozijać w mleku, masle, smietanie, produktach fermentacji melkowej. Ginie w 72st po 8s. Wrażliwa na środko dezynfekcyjne. Źródłem zakażenia są owady i nosiciele

Bacillus cereus

Laseczka, przetrwalnikujaca. Rosnie w temp od 10 do 45st, ale sa także szczepy które wzrastaja w temp 6. zatrucia wywoluje enterotoksyna. Jest to drobnoustrój który w mleku znajduje się powszechnie. Przechodzi do mleka pasteryzowanego. Przetrwalniki gina w 120st po 20-30min. Drobn adaptuje się do niskiej temperatury, może przezywac w środowisku chłodni. W Polsce zatrucia nie sa czeste.

Mycobacterium tuberculosis

Pratki gruźlicy, typ ludzki, wywoluje gruźlicę ludzi i bydla. M bovis zaraźliwy dla bydla i ludzi. M avium przenosi się z ptakow na bydlo i wywoluje gruźlicę. W mleku zachowuja żywotność 10-20 dni. W serach zachowuja żywotność przez kilka miesięcy. Najbardziej ciepłooporne bakterie spośród wszystkich cieploopornych, nieprzetrwalnikujacy. Niszczy je temperatura 85st - natychmiast, a 70st po 15 min. Wrażliwe na zakazenia sa wysoko produkcyjne krowy

Wykład 9 07.05.2008

Mycobacterium avium spp paratuberculosis - drobnoustrój ten jest bardzo blisko spokrewniony z klasycznym prątkiem ptasim. Podtyp paratuberculosis ma 98% zgodności materiału genetycznego z avium. U bydła wywołuje chorobę Johnego. Stwierdzana u zwierząt hodowlanych i wolno żyjących. Drobnoustrój ma powinowactwo do błony śluzowej i podśluzowej jelit gdzie się namnaża. Może się również namnaża w leukocytach - należą do komórek somatycznych mleka. Izolowany najczęściej z kału bydła.

Objawy u zwierząt - atypowe, chudnięcie, biegunka.

Prątki trudno hodować, nie ma też żadnych specyficznych testów wykrywających. U ludzi może wywoływać chorobę Crohna - która manifestuje się przewlekłym wrzodziejącym zapaleniem okrężnicy, gdzie tworzą się polipy. Objawy - gwałtowne biegunki na zmianę, z zaparciami, zapalenie stawów, stany zapalne wątroby.

Działanie czynników środowiskowych - szereg szczepów przeżywa niższą pasteryzację 63 st przez 30 min. Przy dużej koncentracji 10⁶ - 10⁷ w ml, duża część bakterii jest wstanie przetrzymać wyższą pasteryzację 71,7 przez 15 sekund.

Postępowanie z mlekiem po doju

Mleko po doju ma temp powyżej 30 st, po krótkiej fazie bakteriostatycznej - 2 - 3h, następuje rozwój drobnoustrojów kwaszących i grupy coli. Aby spowolnić rozwój flory mleko należy jak najszybciej schładzać do temp poniżej 10st - optymalna 4st. Schłodzenie spowalnia rozwój drobnoustrojów. Skuteczność chłodzenia zależy:

- od szybkości przeprowadzenia go po doju,

- od temperatury, do jakiej mleko zostaje schłodzone,

- od czasu przetrzymywania,

- od stanu początkowego zakażenia mikrobiologicznego mleka.

Schłodzenie bakterii w fazie zatrzymania daje najlepsze efekty.

2 faza to faza logarytmiczna wzrostu - gdy schładzania nastąpi w tej fazie, jest mało efektywne gdyż wśród tych bakterii znajdują się takie które mają zdolność do rozwoju w niskich temperaturach.

Nie wolno mieszać mleka świeżo zdojonego z mlekiem schłodzonym gdyż powoduje to aktywację lipaz.

Jakość mleka schłodzonego

W mleku schłodzonym występują te same grupy drobnoustrojów, gdyż nieliczne giną na skutek szoku termicznego. Niskie temperatury są czynnikiem selekcjonującym rodzaj mikroflory - w mleku schłodzonym rozwijają się bakterie psychrotropowe, które mogą rozmnażać się w temp 7st i niższej, bez względu na to, jaka jest optymalna temperatura ich rozwoju; psychrofilne - optymalne temp wzrostu poniżej 20st. Bakterie te powodują niekorzystne zmiany organoleptyczne mleka, przez wytwarzane enzymy oraz produkty metabolizmu.

Metody przedłużania trwałości mleka i produktów mlecznych

1. Pasteryzacja

2. Sterylizacja

3. Fermentacja

4. Termizacja

5. Aseptyczny proces technologiczny

6. Odwadnianie - zagęszczanie, suszenie

7. Środki konserwujące

Pasteryzacja

Ogrzewanie mleka w temp nieprzekraczające 100 st w czasie potrzebnym do:

- całkowitego zniszczenie mikroflory chorobotwórczej

- maksymalnego zniszczenia mikroflory saprofitycznej

- istotnego obniżenia luz zniszczenia aktywności enzymów mleka

Prawidłowo przeprowadzano pasteryzacja powinna zniszczyć całkowicie formy wegetatywne drobnoustrojów i szacuje się, że od 99 do 99,9% tej mikroflory ginie, a w jak najmniejszym stopniu powinny zostać zmienione cechy fizyczne mleka.

Systemy pasteryzacji

- niska długotrwała 63 - 65 st / 30 min - nie stosowana

- krótkotrwała 71,7 / 15 s

- wysoka 80 - 95 / 20 s do kilkunastu minut

- wysoka momentalna 80 - 95 st bez przetrzymywania - 1 - 2s

Wpływ pasteryzacji na bakterie - bakterie nie przetrwalnikujące są wrażliwe na temp pasteryzacji. Po pasteryzacji należy zapewnić sterylne przechowywanie mleka, aby unikać wtórnego zakażenia mleka.

Chorobotwórcze Clostridia - przetrwalniki przetrzymują temp pasteryzacji, w mleku występują dosyć rzadko.

Liczebność mikroflory - mikroflora resztkowa - ilość bakterii, która pozostaje w mleku po bakterii, ilość ta zależna jest od wyjściowej ilość bakterii.

Czynniki skuteczności pasteryzacji

- temperatura i czas działania

- liczebność mikroflory

- jakość mikroflory - bakterie ciepłooporne, gdy jest ich dużo są wstanie obniżyć skuteczność pasteryzacji do 80%

Selekcja mikroflory przez temp pasteryzacji:

- 72 / 15s zniszczenie 96 - 99% drobnoustrojów - giną, pleśnie, drożdże, paciorkowce mlekowe (większość), bakterie G-, większość, w tym z grupy coli

- przeżywają ciepłooporne szczepy E.coli, Enterobacter, część Alcaligenes, Microbacterium, Pseudomonas

- 73 - 80 st / 15s giną - pozostałe paciorkowce mlekowe 73 - 74 st, pałeczki mlekowe 74 - 76, enterokoki 76 - 78, Str. termophilus 78 - 80

- 80 / 15 - 20 st przeżywają ciepłooporne Microbacterium, Micrococcus

- 90 - przeżywają tylko przetrwalniki

Wyklad 10

Jak wpływa pasteryzacja na sklad i cechy mleka - 71,1st przez 15s

- kazeina - brak wpływu

- bialka serwatkowe - 10 - 15%

- witaminy - 10 - 20%

- Ca i Mg do 15%

Enzymy wlasne mleka - unieczynnienie, zmiana smaku i zapachu.

Najsilniejszym procesem powodującym wytracanie bialek z roztworu jest koagulacja. Kazeina wytrzymuje temp 100st przez 4h. Denaturacji ulega w 120st po półtorej godziny.

Bialka serwatkowe wykazuja duza wrażliwość na temperature. Najszybciej denaturija:

- immunoglobuliny

- albumina surowic

- beta laktoglobulina

- alfa laktoglobulina

Bialka osadzaja się na micelach kazeinowych, utrudniaja w ten sposób dostep do jonow wpania do kazeiny. Przedłużają w ten sposób krzepniecie mleka. Przy pH 4,6 wytracaja się z kazeiny bialka serwatkowe. W temp ok. 80st ok. 50% ulega denaturacji. Calkowita ilość bialek denaturuje się w 80st po 30min.

Najbardziej wrażliwe na ogrzewanie sa wit C i B. trwałymi wit sa A D E K, przy właściwej pasteryzacji, straty nie sa duze. Duzo wieksze straty jeśli melko podgrzewane jest na podgrzewaczach, w barach mlecznych.

Wysoka temperatura powoduje zmiany w rozposzczalnosci składników mineralnych. Sole Mg, fosforany Ca i Mg wytracaja się w postaci fosforanu trójwapniowego z mleka - wzrost wapnia jonowego.

Enzymy sa wrażliwe na wzrost temperatury pasteryzacji i gina. Wyjatki - fosfataza kwasna i peroksydaza.

Enzymy bakteryjne bakteri psychrofilnych i lipolitycznych przetrzymuja pasteryzacje i mogą być przyczyna wad produktow mlecznych

Zmiany smaku i zapachu - pojawia się zapach i posmak gotowania. Posmak - przyczyna jest pojawienie się w mleku wolnych grup sulfhydrylowych, związane jest to z aminokwasami siarkowi. Duzo w beta lakto globulinie. Zapach - pewien wpływ maja polaczenie mleka z laktoza

Trwałość mleka pasteryzowanego - to okres w jakim mleko nadaje się do przegotowania bez objawow sciecia bialka. Okres w jakim zostaja zachowane normalne cechy świeżego mleka. Zalezy od:

- mikroflory która przezyla pasteryzacje (bakt ciepłooporne i przetrwalniki)

- temp przechowywania

- obecności zanieczyszczen wtornych

Wymagania

- mleczania <6

- transport <10

- sprzedaz <8

Sterylizacja - proces który pozwala na całkowite zniszczenie form wegetatywnych i przetrwalnikow a także enzymow - to sterylność absolutna. W praktyce nie jest możliwa do osiągnięcia.

Mleko ster to ml które w warunkach przechowywania wykazuje nieograniczona trwałość przechowalnicza. Przetrwalniki termooporne mogą przetrzymywac past ale nie będą się rozmnażać - uszkodzenie subletalne

Sterylizacja handlowa - redukcja drobnoustrojow, przetrwalnikow, która zapewnia przechowywanie mleka bez zmian jakościowych.

Dazenie do jałowości absolutnej wywołało by niekorzystne zmiany organoleptyczne.

1. Dlugotrwala (konwencjonaln) - LTS - long

- 110 - 120 st - 5, 20, 30min

- w pojemnikach

2. Przeplywowa (momentalna) - UHT - 135 - 150st - 2 - 8s.

Wraz ze wzrostem temperatury duzo szybciej zachodzi uśmiercanie przetrwalnikow niż w reakcji typu Maynarda. Wysoka temperatura powoduje ze nastepuje brązowienie. Przy wzroście temp o 10st tempo niszczenia przetrwalnikow rosnie 10x, a tempo reakcji Maynarda o 2x. Wraz ze wzrostem temp nastepuje korzystny stosunek miedzy czasem zniszczenia przetrwalnikow a czasem do wywolania brązowienie. Skuteczność niszczenia form bakt była badana na przetrwalnikach Bac. Subtilis. Stwierdzono ze po zastosowaniu UHT, nastepuje 10⁸ zmniejszenie liczby poaczatkowej B. sub.

Kazda partia wyprodukowanego mleka jest poddawana probie na trwałość w temp 30 - 37st przez 15 dni w kierunku bakteri mezofilnych. Druga partia 7-14 dni, 55st w kierunku wzrostu bakteri termofilnych.

Produkcja mleka UHT musi być polaczona z aseptycznym pakowaniem.

Przechowywanie

W 25st nie dłużej niż termin na opakowaniu. Nie powinno być przechowywane niż 48h, ale normalnie może być.

Wpływ sterylizacji na sklad i cechy mleka UHT

- kazeina - brak wpływu

- bialka serwatkowe - 60 - 70%

- wit - 10 - 20%

- Ca i Mg - 15 - 20%

- NNKT - 7 -33%

- enzymy wlasne mleka - unieczynnienie

- zmiana wygladu smaku i zapachu

Bialka serwatkowe po ster UHT staja się bardziej przyswajalne przez organizm. Odsłonięcie wiązań peptydowych, lepsza dostępność dla enzymow.

Sterylizacja może być stosowana przy produktach dla dzieci. Największe straty - wit C i kw foliowy, pozniej witB6.

Spadek rozpuszczalności Ca i P - wytraca się.

Najbardziej oporny na sterylizacje jest kw arachidonowy.

Enzymy, bakt cieplooprne, lipazy i proteazy wytwarzane przez pseudomonas ??????

Po ster zaleca się jeszcze podgrzewanie mleka w 55 - 85st przez 3 - 8min. Barwa ml sterylizowanego jest bielsza

Denaturacja bialek serwatkach - bialka agreguja, tworza wieksze czasteczki

Nastepnie procesowi UHT towarzyszy homogenizacja, która zapobiega rozwarstwieniu się mleka, odwarstwieniu tluszcu, zmniejszenie kuleczek tluszczowych

Zapach - przy mleku UHT, zapach kapuściany. Zaraz po ster uwalnianie się grup -SH. Zapach gotowania powodowany przez związki karbonylowe uwalniane w reakcji Maynarda. Zapachy te zanikaja po 2 - 3 dniach po sterylizacji.

Wyklad 11

Metody biologiczne - fermentacja melkowa

Pod wpływem batkeri powstaje pewna ilość w=kw mlekowego od 0,6 - 2%. Ta ilość kwasu wystarcza do obniżenia pH mleka 4 - 4,4. zabezpiecza przed bakteriami gnilnymi i psuciem mleka

Ilość bakteri w mleku po pasteryzacji jest mala. Stosujemy szczepionki mleczarskie, sa to:

- maslarskie

- serowarskie

Szczepionka mleczarska to mieszanina wyselekcjonowanych szczepow fermentacji mlekowej. Produkowana przez zakłady biopreparatow mleczarskich. Stosowanie szczepionek stalo się koniecznością

Cele stosowania hodowli drobnoustrojow w przetwórstwie mleka

- wytwarzanie cech charakterystycznych dla produktu

- nadanie produktom cech standardowych - normy

- zapewnienie wysokiej jakości produktow

- zahamowanie wzrostu drobn nieporzadanych - trwałość+jakość zdrowotna

Szczepionki mogą być:

- plynne

- suszone

- liofilizowane

- zamrozone w temp - 196st w ciekłym azocie lub -40, -70

Zawartość bakt w szczepione wynosi 10⁸-10⁹ na ml lub cm³

Szczepionki o skoncentrowanej biomasie 10¹⁰-10¹¹

Dlugotrwale stosowanie tych samych szczepow bakt nie jest możliwe. Zachodzi potrzeba ciągłej izolacji szczepow z:

- z dobrej jakości prodktow mlecznych

- naturalnie ukwaszonego mleka i smietany

- kiszonek dobrej jakości

Cechy szczepow uzywanych do szczepionek mleczarskich

- wytwarzanie odpowiednich cech organoleptycznych

- zdolności kwaszące (szybkość i stopien ukwaszenia)

- wytwarzanie substancji aromatyzujących + stałość tych cech

- zdolności proteolityczne i lipolityczne (sery bez goryczki)

- symbioza lub antybioza w hodowlach mieszanych

- antagonizm wobec nieporzadnych drobn

- oporność na Nacl - sery

- odporność na fagi

Szczepionki Hansim

Sklad jakościowy drobnoustrojow: nie ma szczepionki uniwersalnej która pasowala by do wszystkich produktow. Podstawa jednak sa:

- paciorkowce aromatyzujące

- mezofilne paciorkoce homo i hetero fermentatywne kwaszące

- paleczki mlekowe mezo i termo filne

Zestawienie właściwych proporcji bakteri kwaszących do aromatyzujących.

Rodzaje szczepionek

1. Jednogatunkowe

• Jednoszczepowe - pojedyncze szczepy bakteri kwasu mlekowego np. Str, lactis lub Str cremoris.

• Wieloszczepowe - mieszanina kilku szczepow jednego gatunku

2. Wielogatunkowe - mieszanina kilku roznych gatunkow bakteri kwasu mlekowego

• Str lactis + Str cremoris + Leuconostoc jogurtowa + Lactbac bulgaricus + Streptomyces termophilus - w proporcji 1 - 1 lub 1 - 1,2

• Kefirowa - paleczki mlekowe 80% + drozdze 15% + paciorkowce 5%

Szczepionka plynna ma wyglad rozgotowanych ziaren ryzu. Zrobienie zakwasu do mleka pasteryzowanego w butelce 1l, pasteryzuje w 90 st przez 30min. Nastepnie chlodzi się to mleko do temperatury optymalnej dla rozwoj bakteri znajdujących się w tej szczepionce. Podaje się od 2 do 5% szczepionki. Hodowlę prowadzi się w temp:

- mezofilne - 30st

- termofilne - 44st

Jest to zakwas macierzyst, szczepi się nim nastepnie mleko przeznaczone do produkcji. Dodaje się od 2 do 5% dla określonego produktu. Zakwas macierzysty szczepimy 2 - 5% szczepioni. Otrzymujemy zakwas roboczy i nim szczepimy mleko przeznaczone do produkcji.

Produkty jogurtowe na mleku znormalizowanym - czyli o ujednoliconej zawartości tluszczu, niekiedy poddawane homogenizacji. Przy produkcji jogurtu podaje się pewnien % mleka w proszku plus zakwas 2 - 5%. Nastepnie produkt ten w odpowiedniej temp dojrzewa przez 18 - 20h (fermentacja dla jogurt 10h a a kefir 14h)

Fermentacja ma na celu określenie odpowiedniej kwasowości. Nastepnie schładza się ten produkt i dodajemy dodatki.

Wyklad 12

Termizacja - ogrzewanie mleka surowego w temp 62 - 65st przez 15s.

Cel - przedłużenie trwałości mleka przy przechowywaniu go w warunkach chłodniczych.

Przeduza trwałość mleka o ok. 3 dni. Bywa stosowana w przypadku serkow kwasowo-podpszczk - homogenizowanych. Powoduje ze gina bakterie psychrotropowe i bakterie z grupy Coli.

Aseptyczny proces technologiczny (1)

- linia produkcyjna sterylizowana woda o temp 120st plus lekkie nadciśnienie jalowego powietrza

- zakwasy produkowane w aseptycznych warunkach + wprowadzone do mleka przy uzyciu jalowego sprężonego powietrza

Trwałość - 6 tyg, temp <10, do 10 dni w temp 18 - 20st

Aseptyczny proces technologiczny (2)

- mleko sterylizowane

- zakwasy na mleku sterylizowanym

- przyprawy jalowe

- warunki aseptyczne przeprowadzenia procesu

Trwałość - 10 - 17tyg w temp 4-5st, 4 - 5tyg w temp 18-20st

Odwadnianie - zagęszczanie

- wyparki próżniowe - temp 20st, cisnienie 0,02atm = wrzenie cieczy

- ewentualny dodatek cukru (zawartość wody 27,5%)

- 4,3 - krotny koncentrat w stosunku do surowcow

Trwałość - temp do 15st, wiglostnosc wzgledna 75%, 6 - 12 mcy

Odwadnianie - suszenie

Metoda rozpylowa i walcowa

1. suszenie rozpylowe - komora suszarnicza

- temp powietrza wlotowego 150st, a wylotowego 70 - 80

- chlodzenie

- pakowanie

2. sklad proszku mlecznego

- ml pelne - 3,4% tluszczu, 97%sm + 3%H2O

- ml chude - 0,5%, 96%sm + 4% H2O

3. trwałość - temp <20st, wigl 75%, 4mce w woreczkach, 6mcy w puszkach

Substancje konserwujące

Prawnie dopuszczone substancje - 16 grup subst dod dozwolonych - Rozp Min Zdrowia dla każdej substancji.

Jeżeli chodzi o mleko liczba dopuszczalnych SD jest niewielka. Mogą być dodawane do niektórych przetworow ale nie do surowca.

Substancje sa dwojakiego rodzaju:

1. Naturalne

- lizyna - substancja antybiotyczna wytworzona przez Lactococcus lactis, uzywana do powlekania skorki serow dojrzewających a także serkow topionych

- natamycyna - antybiotyk wytwarzany przez rodzaj Streptomyces. Ma dzialanie konserwujące w stosunku do drozdzy i plesni. Do powlekania skorki serow dojrzewajacych

- lizozym - enzym bialka jaja kurzego, nie stosuje się ograniczen ilości. Zapobiega poznym wzdęciom serow dojrzewajacyh które sa wywoływane przez Clostridia

- kwas soborowy i jego sole K i Ca - występują naturalnie np. w owocach jarzębiny. Jest to najbezpieczniejszy konserwant uzywany w żywności. Hamuje wzrost bakterii, drozdzy i plesni

2. Substancje konserwujące chemiczne

- azotan sodu + potasu - do serow dojrzewających - hamuje wzrost Coli (wzdecie wczesne) i Clostridiow (wzdecie pozne)

---