Pseudomonas isolert fra rå melk : vekst og proteolytisk aktivitet i UHT-melk ved ulike temperaturer

Abstract

Rå melk vil, på grunn av sin næringsrike sammensetning, gunstige pH og høye vannaktivitet, forringes raskt om den blir stående ute i romtemperatur, men også ved kjølelagring over tid vil den forringes på grunn av psykrotrofe bakterier. Psykrotrofe bakterier er ikke i seg selv et problem, da de elimineres ved pasteurisering eller UHT-behandling. Deres ekstracellulære proteinaser er derimot varmestabile og kan opprettholde deler av aktiviteten etter varmebehandling, selv etter UHT-behandling av melk. I langtidsholdbar UHT-behandlet melk kan selv små mengder proteinaser føre til blant annet smaksdefekter og endringer i fysiokjemiske egenskaper over tid, spesielt under lagring ved romtemperatur.

I denne studien ble mangfoldet av proteinaseproduserende Pseudomonas stammer med forekomst i rå melk studert ved inokulering i UHT-behandlet melk ved ulike temperaturer. Det ble funnet stor spredning i grad av proteolytisk aktivitet, der stamme og temperatur var av betydning for observerte forskjeller. Inokulert UHT-melk ved 4 °C viste ikke proteolytisk nedbrytning i kapillærelektroferogram før etter 9 dagers lagring, mens det ved 8 °C ble observert noe nedbrytning av β-kasein A2 etter kun 4 dager. Funnene understreker viktigheten av å opprettholde en ubrutt kjølekjede i hele behandlingsleddet av melk, spesielt i den initielle behandlingen av rå melk på gården før prosessering ved meieriet. Ved optimal lagringstemperatur (4 °C) over 4 dager så ikke proteolytisk aktivitet ut til å være et problem ved inokulering i UHT-melk, noe som kan indikere det samme ved overføring til rå melk. Flere faktorer kan likevel føre til fluktuering og heving i temperatur og derved signifikante forskjeller i bakterievekst under suboptimale forhold, noe som kan øke sjansen for produksjon av varmestabile proteinaser.

En bedre taksonomisk ramme er nødvendig i forbindelse med karakterisering og identifisering av kvalitetsforringere i melk, da fenotypisk karakterisering av mange proteolytiske isolat har ført til en delvis feilidentifikasjon av Pseudomonas spp.. Det er i tillegg behov for mer forskning med en eksperimentell tilnærming som etterligner biofilmer funnet i meieriprosesseringsmiljøet, for å bedre relatere funn til meieriindustrien i praksis.

Raw milk will, because of its nutritious composition, favorable pH and high water activity, spoil rapidly if left at room temperature, but will also spoil over time when cold stored due to psychrotrophic bacteria. Psychrotrophic bacteria are not in themselves a problem as they are eliminated during pasteurization or UHT-treatment. Their extracellular proteinases are, however, heat stabile and can maintain part of their activity after heat treatment, even after UHT-treatment of milk. In shelf-stable UHT-treated milk, even small amounts of proteinases may lead to off-flavors and alter physiochemical properties over time, especially when stored at ambient temperatures. The main objective of this study was to investigate the diversity amongst proteinase producing Pseudomonas strains present in raw milk by inoculation in UHT-treated milk at different temperatures. A widespread ability in proteolytic activity was found, where strain and temperature were of significance for the observed differences. UHT-milk incubated at 4 °C did not show proteolytic degradation in the capillary electropherograms until 9 days of storage, while some degradation of β-casein A2 was seen after only 4 days at 8 °C. These findings underline the importance of maintaining a continuous cold chain throughout the processing of milk, especially in the initial treatment of raw milk at the farm before processing at the dairy. Because there was no indication of proteolytic activity in the UHTmilk when stored optimally at 4 °C over a period of 4 days, the same may be indicated for raw milk. Several factors may still lead to fluctuation in temperature and significant differences in bacterial growth under suboptimal conditions, which may increase the risks of production of heat stabile proteinases. A better taxonomic frame needs to be established in terms of milk spoilage characterisation and identification due to misidentification of many proteolytic isolates of Pseudomonas spp. in earlier studies using phenotypic characterisation. Future studies will undoubtedly benefit from an experimental approach that mimic biofilms found in dairy processing environments, to better relate findings to the dairy industry.