Πώς πρωτεΐνη και υδατάνθρακες καθορίζουν την επιβίωση της Salmonella σε γαλακτοσκόνες
Mελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Foods, εξετάζει πώς τα μακροθρεπτικά συστατικά των παιδικών και γαλακτοκομικών σκονών επηρεάζουν την αντοχή της Salmonella στη θερμότητα, ένα ζήτημα που αφορά άμεσα την ασφάλεια των τροφίμων χαμηλής υγρασίας. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι πρόσφατες επιδημίες που σχετίζονται με μολυσμένες παιδικές τροφές σε σκόνη καταδεικνύουν την ανάγκη αναθεώρησης των πρακτικών παστερίωσης, αφού η διαδικασία της εκνέφωσης δεν θεωρείται πλέον αποτελεσματικό θερμικό στάδιο εξουδετέρωσης παθογόνων. Στο πλαίσιο αυτό, η μελέτη εξετάζει την επιβίωση του παθογόνου όταν η σκόνη γάλακτος ανασυστάται με νερό διαφορετικών θερμοκρασιών, καθώς και τη θερμική του αντοχή σε ελεγχόμενες συνθήκες.
Στο πρώτο μέρος της έρευνας αξιολογήθηκε η επιβίωση της Salmonella σε παιδικό γάλα σε σκόνη όταν το προϊόν ανασυστήθηκε με νερό στους 45°C, στους 70°C και σε θερμοκρασία βρασμού. Η μελέτη καταγράφει ότι η θερμοκρασία βρασμού επέφερε πλήρη μείωση του μικροοργανισμού από την πρώτη στιγμή και σε όλη τη διάρκεια των έξι ωρών παρακολούθησης. Αντίθετα, το νερό στους 70°C αρχικά μείωσε το παθογόνο κάτω από τα όρια ανίχνευσης, αλλά στη συνέχεια η Salmonella ανέκαμψε και εμφάνισε αύξηση μετά από δύο ώρες. Στους 45°C, η μείωση ήταν σχεδόν αμελητέα και ακολούθησε σταδιακή επιστροφή στα αρχικά επίπεδα του φορτίου, γεγονός που δείχνει ότι η θερμοκρασία αυτή όχι μόνο δεν εξουδετέρωσε το παθογόνο αλλά και διευκόλυνε την επιβίωσή του κατά τη διάρκεια της αναμονής.
Η μελέτη εξετάζει επίσης την επιβίωση της Salmonella κατά την αποθήκευση επτά διαφορετικών ειδών γάλακτος σε σκόνη και παιδικών σκευασμάτων, σε συνθήκες χαμηλής δραστικότητας νερού. Σε διάστημα είκοσι ημερών παρατηρήθηκε μια αρχική ταχεία μείωση των πληθυσμών του βακτηρίου και στη συνέχεια μια πιο αργή φάση θνησιμότητας, όπως έχει παρατηρηθεί και σε άλλα τρόφιμα χαμηλής υγρασίας. Η συμπεριφορά αυτή αποδίδεται στην προσαρμογή του βακτηρίου στο αφυδατωμένο περιβάλλον, η οποία το καθιστά περισσότερο ανθεκτικό. Παρ’ όλα αυτά, σε όλα τα προϊόντα το παθογόνο παρέμεινε βιώσιμο για ολόκληρο το διάστημα της αποθήκευσης.
Σημαντικό εύρημα της έρευνας είναι η μεγάλη διαφοροποίηση που παρουσιάζει η θερμική αντοχή της Salmonella ανάλογα με τη σύσταση του εκάστοτε προϊόντος. Η εργασία αξιοποίησε επτά είδη σκονών: πλήρες γάλα, αποβουτυρωμένο γάλα, σκόνες ορού γάλακτος και καζεΐνης, καθώς και τρία είδη βρεφικών συνταγών, με σημαντικές διαφορές στα ποσοστά πρωτεΐνης, λίπους και υδατανθράκων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι σκόνες με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη εμφάνισαν πολύ μεγαλύτερη αντοχή στη θερμότητα σε σύγκριση με τις σκόνες με χαμηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη.
Παράλληλα, η έρευνα κατέγραψε ότι η υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες συνδέεται με μειωμένη αντοχή της Salmonella στη θερμική επεξεργασία. Η αυξημένη ποσότητα υδατανθράκων φαίνεται να συμβάλλει σε ταχύτερη αδρανοποίηση του παθογόνου, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία επεξεργασίας. Η μελέτη σημειώνει πως αυτή η παρατήρηση δεν είναι απόλυτα σύμφωνη με όλες τις προηγούμενες έρευνες, αλλά αποδίδεται στις διαφορές στη φυσική συμπεριφορά των υδατανθράκων ανάλογα με το είδος των σακχάρων και τις ιδιότητες του προϊόντος.
Αναφορικά με το λίπος, τα δεδομένα έδειξαν ότι η περιεκτικότητα σε λιπίδια δεν είχε στατιστικά σημαντική επίδραση στη θερμική αντοχή της Salmonella στα συγκεκριμένα προϊόντα. Αυτό διαφοροποιείται από άλλες έρευνες όπου το έλαιο σχημάτιζε προστατευτικό φράγμα γύρω από το παθογόνο, αλλά στην παρούσα μελέτη το λίπος ήταν διασκορπισμένο στη μήτρα του γαλακτοκομικού προϊόντος και δεν δημιουργούσε συνεχούς φάσης προστατευτικό περιβάλλον.
Η ομάδα χρησιμοποίησε θερμικές καμπύλες και δύο διαφορετικά μοντέλα – το log-linear και το Weibull – για να περιγράψει την εξουδετέρωση της Salmonella. Το log-linear μοντέλο παρείχε καλύτερη προσαρμογή στα δεδομένα, επιτρέποντας ακριβέστερο υπολογισμό των D-values, δηλαδή του χρόνου που απαιτείται για τη μείωση του παθογόνου κατά μία δεκάδα. Σε όλα τα δείγματα, η αύξηση της θερμοκρασίας από τους 75°C στους 85°C οδήγησε σε σημαντική μείωση των D-values, άρα και μεγαλύτερη ταχύτητα εξουδετέρωσης.
Με τη χρήση στατιστικών μοντέλων επιφανειών απόκρισης, η έρευνα περιέγραψε με ακρίβεια τον τρόπο που η πρωτεΐνη και οι υδατάνθρακες επηρεάζουν τους χρόνους θερμικής εξουδετέρωσης. Στην περίπτωση της πρωτεΐνης, η αντοχή αυξανόταν αισθητά με την αύξηση της περιεκτικότητας, όμως η προστατευτική δράση μειωνόταν όσο ανέβαινε η θερμοκρασία επεξεργασίας. Με άλλα λόγια, η επίδραση της πρωτεΐνης ήταν πιο έντονη στις χαμηλότερες θερμοκρασίες και υποχωρούσε στα υψηλότερα θερμικά επίπεδα.
Αντίθετα, οι υδατάνθρακες είχαν σταθερή επίδραση ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία: όσο υψηλότερο το ποσοστό τους, τόσο μειωνόταν η θερμική αντοχή του μικροοργανισμού. Η μελέτη αποδίδει αυτό το φαινόμενο σε δύο παράγοντες: την επίδραση της ωσμωτικής πίεσης που μειώνει τη βιωσιμότητα της Salmonella και την παραγωγή προϊόντων αντίδρασης Maillard κατά τη θέρμανση, τα οποία μπορούν να έχουν αντιμικροβιακή δράση.
Στην τελική ανάλυση, οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι τα αποτελέσματα έχουν πρακτική αξία για τη βιομηχανία παραγωγής γαλακτοκομικών σκονών. Τα ευρήματα δείχνουν ότι οι διαφορές στη θρεπτική σύσταση απαιτούν διαφορετικές παραμέτρους θερμικής επεξεργασίας, ώστε να εξασφαλιστεί η ασφάλεια του προϊόντος ανεξάρτητα από το είδος του. Οι μαθηματικοί υπολογισμοί που προέκυψαν από τη μελέτη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον ακριβή υπολογισμό συνθηκών παστερίωσης, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία και τα επίπεδα πρωτεΐνης και υδατανθράκων.
Η έρευνα καταλήγει ότι η Salmonella μπορεί να παραμείνει ενεργή σε προϊόντα γάλακτος σε σκόνη, ακόμα και όταν αυτά παρασκευάζονται σε θερμοκρασίες που θεωρούνται συνήθεις στην καθημερινή χρήση. Παράλληλα, γίνεται σαφές ότι η θερμική αντοχή του παθογόνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σύσταση του προϊόντος. Η λεπτομερής χαρτογράφηση αυτών των παραγόντων παρέχει στη βιομηχανία πολύτιμα εργαλεία για πιο αποτελεσματικές και στοχευμένες διαδικασίες παστερίωσης.
Για να διαβάσετε ολόκληρη τη μελέτη πατήστε ΕΔΩ
