Wpływ wysokiego ciśnienia hydrostatycznego na mikroorganizmy występujące w mleku i na właściwości mleka

• Autorzy: Dudzinska A. , Domagala J. , Wszolek M.

Warianty tytułu

EN

Effect of high hydrostatic pressure on microorganisms present in milk and on milk properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technika wysokich ciśnień hydrostatycznych (UHP), będąca nowoczesną technologią utrwalania i kształtowania cech sensorycznych żywności, może być alternatywą obróbki termicznej wielu produktów spożywczych, w tym mleka. W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat wpływu wysokiego ciśnienia hydrostatycznego na mikroorganizmy zawarte w mleku oraz na główne właściwości mleka. Wegetatywne formy drożdży i pleśni oraz ich spory niszczone są przez ciśnienie 200 ÷ 400 MPa, a wegetatywne formy bakterii (również chorobotwórcze) – 300 ÷ 600 MPa, natomiast przetrwalniki > 1000 MPa. Wirusy wykazują bardzo różną odporność na ciśnienie. Obróbka wysokociśnieniowa, wywołując zmiany w składnikach mineralnych mleka, powoduje wzrost jego pH. Micele kazeinowe ulegają rozpadowi na drobne podjednostki, co w efekcie zmniejsza mętność i jasność mleka, a zwiększa jego lepkość. Odpowiednio dobrane parametry presuryzacji korzystnie oddziałują na właściwości technologiczne mleka. Ciśnienie 100 ÷ 300 MPa wpływa na: poprawę właściwości koagulacyjnych mleka traktowanego podpuszczką, skrócenie czasu koagulacji oraz skrócenie czasu żelowania. Ciśnienie 200 ÷ 400 MPa umożliwia otrzymanie twardszego skrzepu. Przy kwasowej koagulacji działanie wysokim ciśnieniem zwiększa szybkość zakwaszania, dzięki czemu uzyskuje się skrzep o większej sztywności, wytrzymałości i odporności na synerezę.

EN

The technique of high hydrostatic pressures (UHP), an up-to-date technology of preserving and forming sensory characteristics of food, may be an alternative to heat treatment of many food products, including milk.The paper present the current state of knowledge as regards the effect of high hydrostatic pressure on micro -organisms contained in milk and on the major properties of milk. Vegetative forms of yeasts and moulds, and their spores are destroyed by a 200 to 400 MPa pressure, vegetative forms of bacteria (including pathogenic) by a 300 to 600 MPa pressure, while spores by a pressure higher than 1000 MPa. Viruses have very different resistance levels to pressure. High-pressure treatment that causes changes in mineral components of milk increases its pH. Casein micelles break down into small particles; this, in turn, reduces turbidity and clarity of milk, and increases its viscosity. Appropriately selected pressurization parameters affect technological properties of milk. The effect of pressure between 100 and 300 MPa is: enhancement of the rennet coagulation properties of milk and reduction in the coagulation and gelation time. When applying a pressure between 200 and 400 MPa, it is possible to obtain a harder coagulum. During acid coagulation, the application of high pressure increases the rate of acidification, which results in obtaining a coagulum of a higher firmness, strength, and resistance to syneresis.

Słowa kluczowe

PL

mleko; obrobka termiczna; technologia wysokich cisnien; cisnienie hydrostatyczne; mikroorganizmy; barwa; lepkosc; koagulacja podpuszczkowa; koagulacja kwasowa; technologia zywnosci

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2014
• Tom: 21
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.27-40,bibliogr.

Twórcy

autor

Dudzinska A.

• Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

autor

Domagala J.

• Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

autor

Wszolek M.

• Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

Bibliografia

• [1] Altuner E.M., Alpas H., Erdem Y.K, Bozoglu F.: Effect of high hydrostatic pressure on physicochemical and biochemical properties of milk. Eur. Food Res. Technol., 2006, 222, 392-396.
• [2] Balasubramaniam V.M., Farkas D., Turek E.J.: Preserving foods through High-Pressure Processing. Food Technol., 2008, 62 (11), 32-38.
• [3] Black E.P., Kelly A.L., Fitzgerald G.F.: The combined effect of high pressure and nisin on inactivation of micro-organisms in milk. Innov. Food Sci. Emerg., 2005, 6, 286-292.
• [4] Buchheim W., Schrader K., Morr C.V., Frede E., Schutt, M.: Effects of high pressure on the protein, lipid and mineral phase of milk. In: Heat treatments and alternative methods. Special Issue No. 9602.International Dairy Federation, Brussels, Belgium, 1996, pp. 202-213.
• [5] Buffa M., Guamis B., Royo C., Trujillo A.J.: Microbial changes throughout ripening of goat cheese made from raw, pasteurised and high-pressure-treated milk. Food Microbiol., 2001, 18 (1), 45-51.
• [6] Butz P., Funtenberger S., Haberditzl T., Tauscher B.: High pressure inactivation of Byssochlamys nivea ascospores and other heat resistant moulds. Lebensm. Wiss. Technol., 1996, 29, 404-410.
• [7] Calvo M.M., Leaver J.: Influence of heating on caseinomacropeptide formation in cow’s, ewe’s and goat’s milk. Milchwissenschaft, 2000, 55, 553-555.
• [8] De la Fuente M.A., Olano A., Casal V., Juarez M.: Effects of high pressure and heat treatment on the mineral balance of goats’ milk. J. Dairy Res., 1999, 66, 65-72.
• [9] Desobry-Banon S., Richard F., Hardy J.: Study of acid and rennet coagulation of high pressurized milk. J. Dairy Sci., 1994, 77, 3267-3274.
• [10] Devi A.F., Liu L.H., Yacine Hemar Y., Buckow R., Kasapis S.: Effect of high pressure processing on rheological and structural properties of milk – gelatin mixtures. Food Chem., 2013, 141, 1328- 1334.
• [11] Ferragut V., Martinez V.M., Trujillo A.J., Guamis B.: Properties of yoghurts made from whole ewe’s milk treated by high hydrostatic pressure. Milchwissenschaft, 2000, 55, 267-269.
• [12] Gervilla R., Capellas M., Ferragut V., Guamis B.: Effect of high hydrostatic pressure on Listeria innocua 910 CECT inoculated into ewe’s milk. J. Food Protect., 1997, 60 (1), 33-37.
• [13] Gervilla R., Ferragut V., Guamis B.: High hydrostatic pressure effects on colour and milk-fat globule of ewe’s milk. J. Food Sci., 2001, 66 (6), 880-885.
• [14] Gervilla R., Mor-Mur M., Ferragut V., Guamis B.: Kinetics of destruction of Escherichia coli and Pseudomonas fluorescens inoculated into ewe’s milk by high hydrostatic pressure. Food Microbiol.,1999, 16 (2), 173-184.
• [15] Gervilla R., Sendra E., Ferragut V., Guamis B.: Sensitivity of Staphylococcus aureus and Lactobacillus helveticus inoculated into ewe’s milk to high hydrostatic pressure. J. Dairy Sci., 1999, 82 (6),1099-1107.
• [16] Hać-Szymańczuk E., Mroczek J.: Perspektywy techniki wysokich ciśnień w przemyśle spożywczym. Przem. Spoż., 2006, 4, 24-27.
• [17] Harte F., Amonte M., Luedecke L., Swanson B.G., Barbosa-Canovas G.V.: Yield-stress and microstructure of set yogurt made from high hydrostatic pressure-treated full fat milk. J. Food Sci., 2002,67, 2245-2250.
• [18] Harte F., Luedecke L., Swanson B., Barbosa-Canovas G.V.: Low-fat set yogurt made from milk subjected to combinations of high hydrostatic pressure and thermal processing. J. Dairy Sci., 2003,86, 1074-1082.
• [19] Hogan E., Kelly A.L., Sun D.-W.: High pressure processing of foods: An overview. In: Emerging Technologies for Food Processing. D.-W. Sun. Ed. Elsevier, London, UK, 2005, pp. 3-32.
• [20] Huppertz T., Fox P.F., Kelly A.L.: High pressure-induced changes in the creaming properties of bovine milk. Innov. Food Sci. Emerg., 2003, 4, 349-359.
• [21] Huppertz T., Fox P.F., Kelly A L.: Influence of high pressure treatment on the acidification of bovine milk by lactic acid bacteria. Milchwissenschaft, 2004, 59, 246-249.
• [22] Huppertz T., Fox P.F., Kelly A.L.: Properties of casein micelles in high pressure-treated bovine milk. Food Chem., 2004, 87, 103-110.
• [23] Huppertz T., Hinz K., Zobrist M.R., Uniacke T., Kelly A.L., Fox P.F.: Effects of high pressure treatment on the rennet coagulation and cheese-making properties of heated milk. Innov. Food Sci.Emerg., 2005, 6, 279-285.
• [24] Huppertz T., Kelly A.L., Fox P.F.: Effects of high pressure on constituents and properties of milk. Int. Dairy J., 2002, 12, 561-572.
• [25] Johnston D.E.: High pressure effects on milk and meat. In: High Pressure Processing of Foods. D.A. Ledward, D.E. Johnston, R.G. Earnshaw, A.P. M. Hasting. University Press, Loughborough, UK,1995, pp. 99-121.
• [26] Johnston D.E., Murphy R.J., Rutherford J.A., McCreedy R.W.: Acidification of high pressure treated milk: The role of whey protein denaturation. Milchwissenschaft, 2002, 57, 605-608.
• [27] Johnston D.E., Rutherford J.A., McCreedy R.W.: Ethanol stability and chymosin-induced coagulation behaviour of high pressure treated milk. Milchwissenschaft, 2002, 57, 363-366.
• [28] Kim H.Y., Kim S.H., Choi M.J., Min S.G., Kwak H.S.: The effect of high pressure-low temperature treatment on physicochemical properties in milk. J. Dairy Sci., 2008, 91, 4176-4182.
• [29] Krasnowska G., Salejda A.: Czynniki wpływające na wybór mlecznych napojów fermentowanych przez studentów Wrocławia. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 3 (58), 33-46.
• [30] Lanciotti R., Vannini L., Pittia P., Guerzoni M.E.: Suitability of high-dynamic-pressure-treated milk for the production of yoghurt. Food Microbiol., 2004, 21, 753-760.
• [31] Lopez-Fandino R.: High pressure-induced changes in milk proteins and possible applications in dairy technology. Int. Dairy J., 2006, 16, 1116-1131.
• [32] Lopez-Fandino R., De la Fuente M.A., Ramos M., Olano A.: Distribution of minerals and proteins between the soluble and colloidal phases of pressurized milks from different species. J. Dairy Res.,1998, 65, 69-78.
• [33] Lopez-Fandino R., Olano A.: Cheese-making properties of ovine and caprine milks submitted to high pressures. Le Lait, 1998, 78, 341-350.
• [34] Lucey J.A.: Acid and Acid/Heat Coagulated Cheese. In: Encyclopedia of dairy science. H. Roginski, J.W. Fuquay, P.F. Fox. Academic Press, London, UK, 2002, pp. 350-356.
• [35] Mackey B.M., Forestiere K., Isaacs N.: Factors Affecting the Resistance of Listeria monocytogenes to High Hydrostatic Pressure. Food Biotechnol., 1995, 9, 1-11.
• [36] Marszałek K., Mitek M., Skąpska S.: Zastosowanie wysokich ciśnień hydrostatycznych (UHP) do utrwalania soków i nektarów truskawkowych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 1 (74),112-123.
• [37] McClements J.M.J., Patterson M.F., Linton M.: The effect of growth stage and growth temperature on high hydrostatic pressure inactivation of some psychrotrophic bacteria in milk. J. Food Protect.,2001, 64 (4), 514-522.
• [38] Molina E., Alvarez M.D., Ramos M., Olano A., Lopez-Fandino R.: Use of high-pressure treated milk for the production of reduced-fat cheese. Int. Dairy J., 2000, 10, 467-475.
• [39] Needs E.C., Stenning R.A., Gill A.L., Ferragut V., Rich G.T.: High-pressure treatment of milk: Effects on casein micelle structure and on enzymic coagulation. J. Dairy Res., 2000, 67, 31-42.
• [40] Pandey P.K., Ramaswamy H.S., St-Gelais D.: Effect of high pressure processing on rennet coagulation properties of milk. Innov. Food Sci. Emerg., 2003, 4, 245-256.
• [41] Patterson M.F.: Microbiology of pressure-treated foods. J. Appl. Microbiol., 2005, 98, 1400-1409.
• [42] Pereda J., Ferragut V., Quevedo J.M., Guamis B., Trujillo A.J.: Effects of ultra-high pressure homogenization on microbial and physicochemical shelf life of milk. Am. Dairy Sci. Assoc., 2007, 3,1081-1093.
• [43] Pietrzak D., Trejda E., Ziarno M.: Wpływ wysokiego ciśnienia na wybrane właściwości oraz trwałość kotlecików z mięsa drobiowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 1 (74), 68-78.
• [44] Rademacher B., Hinrichs J.: Effects of high pressure treatment on indigenous enzymes in bovine milk: Reaction kinetics, inactivation and potential application. Int. Dairy J., 2006, 16, 655-661.
• [45] Rademacher B., Kessler H.G.: High pressure inactivation of microorganisms and enzymes in milk and milk products. In: High Pressure Bio-Science and Biotechnology. K. Heremans. Leuven UniversityPress, Leuven, Belgium, 1997, pp. 291-293.
• [46] Raynal K., Remeuf F.: The effect of heating on physicochemical and renneting properties of milk: A comparison between caprine, ovine and bovine milk. Int. Dairy J., 1998, 8, 695-706.
• [47] Sáiz A.H., Mingo S.T., Balda F.P., Samson C.T.: Advances in design for successful commercial high pressure food processing. Food Aust., 2008, 60 (4), 154-156.
• [48] Schrader K., Buchheim W.: High pressure effects on the colloidal calcium phosphate and the structural integrity of micellar casein in milk. II. Kinetics of the casein micelle disintegration and proteininteractions in milk. Kieler Milch. Forsch., 1998, 50, 79-88.
• [49] Schrader K., Buchheim W., Morr C.V.: High pressure effects on the colloidal calcium phosphate and the structural integrity of micellar casein in milk. Part 1. High pressure dissolution of colloidal calciumphosphate in heated milk systems. Nahrung, 1997, 41, 133-138.
• [50] Serra M., Trujillo A.J., Jaramillo P.D., Guamis B., Ferragut V.: Ultra-high pressure homogenizationinduced changes in skim milk: Impact on acid coagulation properties. J. Dairy Res., 2008, 75, 69-75.
• [51] Skąpska S., Sokołowska B., Fonberg-Broczek M., Niezgoda J., Chotkiewicz M., Dekowska A.: Zastosowanie pasteryzacji wysokociśnieniowej do inaktywacji przetrwalników Alicyclobacillus acidoterrestrisw soku jabłkowym. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 3 (82), 187-196.
• [52] Trujillo A.J., Capellas M., Saldo J., Gervilla R., Guamis B.: Applications of high-hydrostatic pressure on milk and dairy products: a review. Innov. Food Sci. Emerg., 2002, 3, 295-307.
• [53] Udabage P., Augustin M.A., Versteeg C., Puvanenthiran A., Yoo J.A., Allen N., McKinnon I, Smiddy M., Kelly A.L.: Properties of low-fat stirred yoghurts made from high-pressure-processed skimmilk. Innov. Food Sci. Emerg., 2010, 11, 32-38.
• [54] Yaldagard M., Seyed Ali Mortazavi S.A., Tabatabaie F.: The principles of ultra high pressure technology and its application in food processing/preservation: A review of microbiological and qualityaspects. Afr. J. Biotechnol., 2008, 7 (16), 2739-2767.
• [55] Zobrist M.R., Huppertz T., Uniacke T., Fox P.F., Kelly A.L.: High-pressure-induced changes in the rennet coagulation properties of bovine milk. Int. Dairy J., 2005, 15, 655-662.
• [56] Żyngiel W., Kolenda H.: Wpływ wysokiego ciśnienia na zawartość sacharydów w sokach z marchwi utrwalonych technologią HPP. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2009, 4 (63), 149-162.