Przetwórstwo surowca: Higiena produkcji mleka fermentowanego

Produkty mleczne należą do pierwszych fermentowanych produktów żywnościowych spożywanych przez ludzi. Istnieje wiele różnych rodzajów fermentowanych produktów mlecznych, a jednym z najpopularniejszych jest różnego typu mleko fermentowane. Wśród takich produktów wyróżniamy m.in. jogurt, kefir, kumys, maślankę i mleko acidofilne. Są one cenione na całym świecie ze względu na właściwości organoleptyczne, długi okres przydatności do spożycia, bezpieczeństwo oraz ulepszone właściwości odżywcze i funkcjonalne.
Podstawowym warunkiem dostarczania produktów mleczarskich do konsumentów jest zapewnienie bezpieczeństwa żywności. Mleka fermentowane, ze względu na obecność mikroorganizmów biorących udział w fermentacji, uznawane są za stosunkowo bezpieczne. Jednak również w tej grupie produktów na różnych etapach przetwarzania może dochodzić do zanieczyszczenia. Dlatego też bardzo istotne jest zapewnianie wysokiej higieny produkcji poprzez skrupulatne przestrzeganie praktyk higienicznych. Jest to konieczne w celu zapewnienia, że żywność jest bezpieczna, zdrowa i nie spowoduje żadnej szkody dla konsumenta.
Mleko fermentowane w Polsce jest wytwarzane najczęściej z mleka krowiego, jednak w różnych rejonach świata popularne są również produkty z mleka bawołów, kóz, owiec czy wielbłądów. To ważne źródło białka, wapnia, fosforu, potasu, magnezu, ryboflawiny, witaminy A i kwasu foliowego. Produkcja mleka fermentowanego różni się w zależności od finalnego produktu, jednak zazwyczaj obejmuje kilka podstawowych etapów, w tym:
- standaryzację i homogenizację mleka,
- obróbkę cieplną (najczęściej w postaci pasteryzacji),
- schłodzenie mleka do temperatury fermentacji,
- dodanie kultury starterowej,
- proces fermentacji,
- schłodzenie do temperatury <6°C,
- pakowanie,
- magazynowanie.
Mleka fermentowane powstają przede wszystkim na drodze fermentacji, głównie z zastosowaniem bakterii z rodzajów Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus i Bifidobacterium. Niektóre szczepy mikroorganizmów wchodzących w skład mleka fermentowanego są nazywane probiotykami, czyli żywymi mikroorganizmi, które przynoszą korzyści zdrowotne gospodarzowi, gdy są podawane w odpowiednich ilościach. Regularne spożywanie produktów bogatych w probiotyki ma pozytywny wpływ przede wszystkim na stan układu pokarmowego poprzez normalizację mikrobioty i hamowanie drobnoustrojów chorobotwórczych.

W produkcji mleka fermentowanego kwas mlekowy wytwarzany przez bakterie starterowe powoduje zwiększenie kwasowości produktu, ograniczając rozwój innych mikroorganizmów, przede wszystkim tych chorobotwórczych. W trakcie procesu fermentacji uwalniane są również inne substancje przeciwdrobnoustrojowe, takie jak bakteriocyny, co sprawia, że produkty fermentowane rzadko są źródłami zatrucia mikrobiologicznego u konsumentów. Pomimo tego bywają przypadki, kiedy jogurt może stanowić potencjalne źródło niektórych zagrożeń biologicznych, fizy-cznych lub chemicznych. Podział potencjalnych zagrożeń dla bezpieczeństwa produktów mleczarskich przedstawiono na rys. 1. Takie zagrożenia mogą zostać wprowadzone podczas procesu produkcji (m.in. poprzez stosowanie złej jakości surowca, niewłaściwe parametry poszczególnych procesów technologicznych, zastosowanie nieprawidłowych urządzeń, nieprawidłowe warunki produkcyjne), a także poprzez nieodpowiednie opakowanie i przechowywanie.

W celu zminimalizowania ryzyka zaburzenia bezpieczeństwa żywności istnieje potrzeba ciągłego zapewniania systemów zapobiegawczych, począwszy od bezpieczeństwa paszy dla zwierząt, poprzez dobre praktyki rolnicze i kontrole w gospodarstwie, po dobre praktyki produkcyjne i higieniczne oraz właściwe stosowanie systemów zarządzania bezpieczeństwem żywności w całym łańcuchu mleczarskim. Podstawowym systemem, który musi być wprowadzony w każdym zakładzie produkcyjnym w Unii Europejskiej, jest HACCP, czyli System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli (ang. Hazard Analysis and Critical Control Point). Podstawowe polskie akty prawne, które wskazują na konieczność wdrażania tego systemu, to Rozporządzenie (WE) nr 852/2004 PEiR z dnia 29.04.2004 r. w sprawie higieny środków spożywczych oraz Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o bezpieczeństwie żywności i żywienia. System HACCP przede wszystkim ma na celu zapewnienie bezpieczeństwa żywności poprzez identyfikację i oszacowanie skali zagrożeń z punktu widzenia jakości zdrowotnej oraz ryzyka wystąpienia tych zagrożeń na wszystkich etapach produkcji i dystrybucji żywności. Wymaga on również określenia metod ograniczania tych zagrożeń oraz ustalenia działań naprawczych.
System HACCP opiera się na siedmiu głównych zasadach, które muszą być odpowiednio wdrożone, w tym:
- analiza zagrożeń (w celu określenia potencjalnie niebezpiecznych czynników na każdym etapie produkcji),
- identyfikacja krytycznych punktów kontroli (w celu kontrolowania i zapobiegania zagrożeniom),
- ustanowienie limitów krytycznych (w celu określenia dopuszczalnych limitów dla krytycznych punktów kontroli),
- stworzenie systemu monitorowania (obejmującego m.in. testy laboratoryjne, przydzielony personel, kontrolę wizualną i częstotliwość monitorowania),
- ustalenie działań naprawczych (czyli działań, które należy podjąć, jeśli podczas monitorowania zostanie wykryta jakakolwiek nieprawidłowość),
- ustalenie procedur weryfikacji (czyli procedur wykonywanych w celu potwierdzenia skuteczności opracowanego planu HACCP),
- prowadzenie dokumentacji (przechowywanie zapisów m.in. poświadczających procedury monitorowania i działań naprawczych).
Oprócz obligatoryjnego systemu HACCP niektórzy przedsiębiorcy decydują się na wdrażanie innych, fakultatywnych systemów jakości. Są to m.in. systemy nadzorowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO – ang. International Organization for Standarization), w tym najpopularniejszy system ISO 22000. System ten traktuje bezpieczeństwo żywności jako integralną część szerszego, znormalizowanego systemu zarządzania. To podejście jest identyczne z tym, które wcześniej stosowano w odniesieniu do innych specjalistycznych systemów zarządzania, takich jak ISO 9001 (dotyczącego zarządzania jakością) czy ISO 14001 (stosowanego w zarządzaniu środowiskowym). System ten ma przewagę nad HACCP ze względu na większe uszczegółowienie wymagań, a także zintegrowanie go z innymi systemami w zakładzie produkcyjnym, co umożliwia dostosowywanie się do zmian i ciągłe doskonalenie. Przedsiębiorstwo może dobrowolnie zdecydować się na wdrożenie tego typu systemu, a następnie ubiegać się o certyfikację agencji certyfikującej, uzyskując w ten sposób niezależną weryfikację skuteczności swoich praktyk bezpieczeństwa przez stronę trzecią. Jest to często również dobre narzędzie marketingowe.

Bez względu na system jakości stosowany w zakładzie produkcyjnym w procesie produkcji i dystrybucji mleka fermentowanego istnieją elementy, na które należy zwrócić szczególną uwagę w kontekście higieny. Konieczne jest przeanalizowanie wszelkich możliwych zagrożeń, od momentu pozyskiwania surowca aż po dystrybucję produktu gotowego. Pierwszym etapem wymagającym kontroli jest odbiór mleka surowego. Surowe mleko stanowi odpowiedni substrat dla niebezpiecznych patogenów i innych mikroorganizmów, które mogą zanieczyścić mleko po udoju. W temperaturze powyżej 6°C mogą rozwijać się w nim bakterie Bacillus cereus i tworzyć zarodniki, które wytwarzają niebezpieczną toksynę, odporną na obróbkę cieplną. W temperaturze około 10°C i wyższej mogą rozwijać się również Staphylococcus aureus czy bakterie z rodzaju Salmonella, wywołujące ciężkie postaci zatrucia pokarmowego. Aby kontrolować te zagrożenia, konieczne jest schłodzenie mleka do temperatury 0–4°C bezpośrednio po udoju i utrzymanie tej temperatury podczas transportu i przechowywania. Poszczególne dostawy mleka surowego powinny być testowane pod względem jakości mikrobiologicznej, obecności antybiotyków (które mogą bezpośrednio wpłynąć na hamowanie fermentacji) i liczby komórek somatycznych (wskazujących np. na zapalenie wymienia u krowy). Mleko surowe poddaje się również filtracji w celu usunięcia ciał obcych. Ponadto surowiec należy pozyskiwać od sprawdzonych dostawców i okresowo kontrolować pod względem obecności pestycydów chloroorganicznych i fosforoorganicznych, których obecność w paszy zwierząt może bezpośrednio wpływać na zmianę smaku i pogorszenie jakości mleka.
Kolejnym etapem niezwykle istotnym w produkcji mleka fermentowanego jest obróbka termiczna mleka surowego – najczęściej w formie pasteryzacji, która odbywa się w trybie przepływowym. Zgodnie z wymaganiami prawnymi pasteryzacja powinna przebiegać w temperaturze nie niższej niż 71,7°C przez 15 sekund lub z zastosowaniem innych parametrów czasu i temperatury zapewniających równoważny efekt. Należy skrupulatnie kontrolować przebieg i efektywność procesu pasteryzacji. Jest to warunek konieczny, aby mleko przeznaczone do dalszego przerobu było wolne od mikroorganizmów wegetatywnych i chorobotwórczych, by proces fermentacji przebiegł prawidłowo, a produkt był bezpieczny. Możliwe jest zastosowanie np. testu z fosfatazą alkaliczną lub innego analogicznego testu do weryfikacji udanej obróbki cieplnej. Przed obróbką termiczną możliwe jest również wprowadzanie różnego rodzaju dodatków słodzących i stabilizujących. Należy zadbać o ich jakość, aby nie stały się źródłem zanieczyszczeń zarówno mikrobiologicznych, jak i fizycznych czy chemicznych.
Po procesie obróbki cieplnej mleko jest schładzane do temperatury fermentacji i dodawana jest kultura starterowa. Jakość kultury starterowej ma tu kluczowe znaczenie. Powinna ona być wolna od obcych bakterii i mieć wysoką żywotność, aby zapewnić właściwe i bezpieczne warunki fermentacji i koagulacji mleka. W szczególności wzrost mikroorganizmów w składnikach kultury starterowej (zwłaszcza bakterii z grupy coli, drożdży i pleśni) może stanowić zagrożenie, ponieważ oprócz zanieczyszczenia zaszczepionego mleka może utrudniać proces fermentacji, poczynając od wzrostu bakterii z kultury starterowej. Do procesu fermentacji należy używać kultur starterowych o wysokiej żywotności i odporności na bakteriofagi. Obecność nieżywotnej mikroflory może ograniczać koagulację mleka. Istotne jest, aby ocenić żywotność kultury poprzez pomiar ilości kwasu mlekowego po fermentacji (0,6–0,7%) i pomiar czasu koagulacji (3–4 godziny). Wzrost bakterii jogurtowych jest niezbędnym procesem do kontrolowania jakości produktów końcowych i zarządzania opłacalnością produkcji. Po procesie fermentacji konieczne jest kontrolowanie wyżej wymienionych parametrów, ponieważ są one kluczowe w celu zapewnienia jakości produktu końcowego i uniknięcia synerezy oraz skrócenia okresu przydatności do spożycia. Dodatkowo pomieszczenie fermentacyjne powinno być odizolowane od innych obszarów zakładu, aby wyeliminować wszelkie zanieczyszczenia krzyżowe, oraz wyposażone w odpowiednią wentylację powietrza.
Bezpośrednio po procesie fermentacji mleko fermentowane jest chłodzone i pakowane do opakowań jednostkowych (lub chłodzone bezpośrednio już po zapakowaniu, np. w przypadku jogurtu o strukturze stałej). Na tym etapie w kontekście higienicznym bardzo istotne jest kontrolowanie prawidłowości temperatury procesu i zagwarantowanie szybkiego schłodzenia do temperatury poniżej 6°C. Należy również zwrócić szczególną uwagę na materiały opakowaniowe, które mogą być źródłem skażenia mikrobiologicznego. Zagrożenia te mogą być skutecznie eliminowane w warunkach aseptycznego pakowania. Ponadto proces pakowania powinien obejmować dezynfekcję wszystkich materiałów opakowaniowych na liniach pakujących tuż przed napełnieniem. Dezynfekcja może być realizowana na wiele sposobów, takich jak zastosowanie nadtlenku wodoru, pary wodnej czy światła UV. Również obecność ciał obcych, takich jak fragmenty materiałów opakowaniowych i kleje, jest krytycznym aspektem, który może stanowić zagrożenie fizyczne. Detektory metali są niezbędne do wykrywania i eliminowania tego typu zagrożeń. Opakowania
należy sprawdzać, aby zapobiec zanieczyszczeniu po napełnieniu lub z powodu wycieku. Ponadto wszyscy dostawcy materiałów opakowaniowych powinni zostać poddani audytom w celu potwierdzenia ich standardów jakości, a same materiały muszą być przechowywane w pomieszczeniu wolnym od kurzu i wilgoci.
Po zakończonym procesie produkcyjnym najistotniejsze jest zapewnienie odpowiedniej temperatury chłodniczej (0–6°C), w której przechowywane jest mleko fermentowane, i jej stałe monitorowanie. Przerwanie łańcucha chłodniczego może bezpośrednio wpłynąć na zmianę właściwości organoleptycznych produktu, skrócenie jego przydatności do spożycia, a nawet bezpośrednie zepsucie. Temperatura powyżej 6°C jest podstawową przyczyną psucia się żywności w okresie przechowywania, głównie przez bakterie z grupy coli, drożdże i pleśnie. Wahania temperatury podczas przechowywania mogą zwiększyć utlenianie tłuszczu i psucie się produktu, a ponadto wpływać niekorzystnie na właściwości sensoryczne i stabilność poprzez zmianę tekstury i lepkości.
Niezwykle istotny w produkcji mleka fermentowanego, jak również wszystkich innych produktów mleczarskich, jest stan maszyn i urządzeń technologicznych wykorzystywanych na poszczególnych etapach procesu produkcyjnego. Należy poddawać je regularnym pracom serwisowym oraz odpowiedniemu czyszczeniu i myciu, ponieważ ich stan jest w dużej mierze odpowiedzialny za całkowitą liczbę bakterii w końcowym produkcie. Stoły, podłogi, sufity i inne miejsca w zakładzie mleczarskim powinny być utrzymywane w dobrym stanie technicznym i sanitarnym, ponieważ także są potencjalnym źródłem zagrożeń mikrobiologicznych. Oznaczanie całkowitej liczby bakterii, liczby bakterii z grupy coli, drożdży i pleśni to cenne testy wykonywane w celu oceny standardu higieny zakładu i monitorowania procesu dezynfekcji wszystkich powierzchni oraz sprzętu mleczarskiego. Konieczna jest także kontrola jakości powietrza wewnątrz zakładu produkcyjnego. Niezwykle istotne są szkolenie i kontrola pracowników, którzy powinni być zaopatrzeni w odpowiednie stroje ochronne i przestrzegać zasad dotyczących stosowanego ubioru oraz procedur higienicznych.
Mleko fermentowane w różnej postaci jest istotnym elementem diety wielu ludzi na świecie. Spożywanie go niesie za sobą wiele korzyści zdrowotnych, czego świadomi są konsumenci. Producenci mleka fermentowanego zobowiązani są do dostarczenia konsumentom bezpiecznych produktów o wysokiej jakości, aby móc zbudować zaufanie do swojej marki. Jakiekolwiek uchybienia związane przede wszystkim z jakością higieniczną produktu mogą powodować poważne straty zdrowotne i ekonomiczne. Uzasadnia to konieczność przykładania szczególnej wagi do wdrażania strategii utrzymania wysokich standardów jakości w produkcji i dystrybucji mleka fermentowanego – od pozyskania surowca aż do momentu dotarcia produktów do konsumentów.
Literatura:
- Allam A. i wsp., Plain set and stirred yogurt with different additives: implementation of food safety system as quality checkpoints, „Peer Journal” 2023, 11, 14648.
- Chountalas P. i wsp., Standardized food safety management: The case of industrial yoghurt, „British Food Journal” 2009, 111(9), 897–914.
- El-Sayed A. i wsp., Detection of Potential Microbial Contaminants and Their Toxins in Fermented Dairy Products: a Comprehensive Review, „Food Analytical Methods” 2022, 15, 1880–1898.
- Fernandez M. i wsp., Impact on Human Health of Microorganisms Present in Fermented Dairy Products: An Overview, „BioMed Research International” 2015, 412714.
- Pal M. i wsp., Hygienic and Microbial Quality of Yoghurt, „Beverage & Food World” 2015, 42(4), 25–31.
- Pal M. i wsp., Significance of Hygienic Processing of Milk and Dairy Products, „Madridge Journal of Food Technology” 2018, 3(2), 132–136.