LIVSMEDELSMIKROBIOLOGI

LIVSMEDELSMIKROBIOLOGI HÅLLBARHET MjÖLKSYRABAKTERIER KONTROLL Göran Molin

LIVSMEDELSMIKROBIOLOGI

LIVSMEDELSMIKROBIOLOGI HÅLLBARHET MJÖLKSYRABAKTERIE KONTROLL Detta är en extraupplaga för att tillgodose efterfrågan på boken "Livsmedelsmikrobiolgi - hållbarhet, mjölksyrabakterier & kontroll" (ISBN 917970-588-X). Lund i augusti 2009 Göran Molin

Copyright Göran Molin, 1989, 1991, 1993 & 1998 Figurer Göran Molin Adress: Göran Molin GMF AB Vipemöllevägen 105 224 66 LUND Telefon: 046-131558 0706-54 75 02 Telefax: 046-131558 e-mail: monica.molin@comhem.se

5 Innehåll: Apropå "Heffaklumpar" -11 Kött KÖTTET -15 BAKTERIELL FÖRSKÄMNING -16 LAGRINGSTEMPERATUR -18 GASATMOSFÄR -21 CO2 -koncentration -23 Köttfärg -25 Gasblandning -27 Bakterieflora -29 Vakuumförpackning -32 Gasförpackning -33 Temperatur - CO2-34 Utgångsläge -35 Systematik Pseudomonas -20 Enterobacteriaceae -21 Aeromonas -22 Lactobacillus -25 Brochothrix thermosphacta -30 Mjölk MJÖLKEN -39 FRÅN JUVER TILL KONSUMENT -40 Juver -41 Gårdshantering -41 Termisering -43 Pastörisering -43 Förpackning och distribution -47 HÅLLBARHET -48 Förskämningsflora -48 Pseudomonas -48 Bacillus cereus -48 Tillväxt -49 Substrat -49 Bakterietal och kvalitet -50 Temperatur -50 Gasatmosfär -50 Förskämning -51 Lipaser och proteinaser -52 Endotoxin -53

6 Hållbarhetsförlängning -54 Hygien -54 Hantering -54 Laktoperoxidas -55 Systematik Staphylococcus -42 Micrococcus -42 Coryneformer -42 Psychrobacter -42 Acinetobacter -42 Flavobacterium -42 Pseudomonas fragi -49 Pseudomonas fluorescens -49 Pseudomonas lundensis -49 Fisk FISKEN -59 FÖRSKÄMNING -60 Allmänt -60 Mikroflora -61 KYLLAGRING -66 GASLAGRING -68 Gasblandning -68 Temperatur -71 DISTRIBUTION -73 Systematik Aeromonas -62 Vibrio -62 Shewanella putrefaciens -64 Charkprodukter och konsten att konservera livsmedel FÖRORD -79 PRODUKTER -79 TILLVERKNING AV EMULSIONSKORV -81 FÖRSKÄMNING -82 Initialkontamination -82 Tillväxt -83 Lagringstemperatur -83 Flora -84 Nedbrytningsprodukter -85 GASATMOSFÄR -89

7 VATTENAKTIVITET -91 Allmänna fakta -91 Tillväxthämning -94 Gränser för tillväxt -94 Bromsning av tillväxt -95 SALT (NaCI) -98 NITRIT -102 VÄRME -103 Allmänna fakta -103 D-värdet -104 z-värdet -105 Våt värme -106 Definition -106 Inaktivering -106 Torrvärme -110 Definition -110 Inaktivering -110 KONSERVERINGSMEDEL -113 S ystematik Lactobacillus -85 Leuconostoc -85 Camobacterium -85 Brochothrix thermosphacta 85 Bacillus -109 Clostridium -110 Mjölksyrafermenterade livsmedel PRINCIPER -121 Allmänt -121 1 Lagringsstabilitet -121 2 Processfördelar -123 3 Smak och konsistens -124 4 Tarmfloran -125 Styrmedel -125 MJÖLKSYRABAKTERIER -126 Definition -126 Systematik Lactobacillus -128 Leuconostoc -128 Pediococcus -128 Lactococcus -128 Streptococcus thermophilus -129

Fysiologi -129 Tillväxtkrav -129 Katabolism -130 Startkulturer -134 8 SALTGURKA -137 Produkt -137 Process -137 Fermentering -138 Organismer -139 Produktfel -140 Startkultur -141 ETIOPISK KOCHO -141 Produkt -141 Process -142 Fermentering -142 Organismer -143 Produktfel -143 Startkultur -143 KALLRÖKT KORV -144 Produkt och process -144 Fermentering -146 Organismer -147 Produktfel -147 Startkultur -147 SURMJÖLKSPRODUKTER -149 Process -149 Filmjölk -151 Produkter -151 Fermentering -151 Kefir -154 Produkt -154 Fermentering -154 Acidofilusmjölk -155 Produkt -155 Tillverkning -155 Förbehandling -155 Fermentering -156 Yoghurt -156 Produkt -156 Fermentering -157

9 Startkultur -157 Beredning -157 Traditionell -157 Koncentrat -159 SMÖR -160 Produkt -160 Process -160 Förskämning -164 Önskvärda egenskaper -159 OST -165 Produkt -165 Process -166 Fermentering -169 Mjölksyrabildning -169 Propionsyrabildning -170 Proteolys -170 Lipolys -171 Produktionsexempel -172 Mikrobiellt orsakade ostfel -173 Mögel -173 Gasbildning -174 Smakfel -174 Lipolys -174 Proteolys -174 SURDEGSBRÖD -175 Bröd -175 Bakning -178 Process -178 Jäst -180 Surdeg -181 Tillverkning -181 Mikroflora -183 Jäst -183 Mjölksyrabakterier -184 Surdegsbröd -186 Startkultur -188 Systematik Propionibacterium -171 Brevibacterium -171 Jäst -183 Saccharomyces -184 Torulaspora -184 Candida -184

10 Process- och produktionskontroll MÅLSÄTTNING -193 METODER -194 Traditionella metoder -194 Allmänt -194 Totalantalet -196 Koliformer -196 Enterokocker -198 Psy.krotrofer -199 M~ölksyrabakterier -199 Aeroba sporbildare -200 Jäst och mögel -200 Clostridium perfringens -200 Salmonella -201 Bacillus cereus -201 Staphylococcus aureus -202 Snabbmetoder -202 MENING OCH MÅL -204 MÅLORGANISMER -205 Princip -205 Kött -208 Fisk -208 Mjölk -209 Charkprodukter -210 EXEMPEL -210 Nötslakt och styckning -211 Grisslakt -214 Grillkorv -217 Leverantörmjölk -221 Summering och slutsatser -223 Systematik Enterococcus -198 Salmonella -201 Shewanella putrefaciens -209

11 Apropå "heffaklumpar" En dag när Christoffer Robin och Nalle Puh och Nasse satt och pratade tillsammans, sa Christoffer Robin i förbigående just som han svalde ner den sista munsbiten han åt på: -Jag såg en Heffaklump i morse, Nasse. -Vad hade den på sig? frågade Nasse. -Klumpade i väg bara, sa Christoffer Robin. Jag tror inte han såg mig. -En gång såg jag en, sa Nasse, jag tror åtminstone jag gjorde det, sa han. Men det kanske var något annat. Det gjorde jag med, sa Puh och undrade mycket, hur en Heffaklump egentligen såg ut. " Puh och Nasse har kommit i bryderi för de vet inte vad en heffaklump är för något och när de beslutar sig för att fånga en och ta reda på det får de problem med hur de skall bära sig åt. 'Puhs första förslag var, att de skulle gräva en mycket djup grop, och så skulle Heffaklumpen komma gående och trilla ner i gropen, och... Men det var en salt som man fick lov att tänka på först, nämligen: Var skulle de gräva den mycket djupa gropen? Nasse sa, att den bästa platsen vore någonstans, där en Heffaklump höll till alldeles innan han trillade ner i den, bara omkring en meter längre fram eller så. " Vad blir slutet på historien? -Jo den avslutas långt senare ".plötsligt kom han ihåg hur han och Nasse en. gång hade gjort en Puhfälla för Heffaklumpar, och han började förstå vad som hade hänt. Han och Nasse hade fallit ner i en Heffaklump fälla för Puhar!" Ovanstående som är hämtat ur Nalle Puh och Nalle Puhs hörna (KA. Milne) skulle lika gärna ha kunnat handla om en industriledare, en driftsingenjör och Bellman som diskuterar hur de skall komma tillrätta med den dåliga hållbarheten på sin utmärkt goda köttfärs; de har fått veta av hälsoskyddsförvaltningen att den innehåller på tok för många bakterier och därtill något som kallas Enterobacteriaceae. Samtliga inblandade saknar djupare livsmedelsmikrobiologiska insikter vilket i hög grad kommer att avspegla sig i det åtgärdsprogram som de så småningom utarbetar, ett program med suboptimal verkningsgrad. Målsättningen med den här skriften är att ge en successiv insikt i ämnet livsmedelsmikrobiologi. Utgångspunkten är att resonemanget skall baseras

12 på en gradvis förståelse för de olika mikrobiologiska aktörerna; allt eftersom de olika typerna av mikroorganismer blir aktuella förs de in i framställningen och kortfattade "persondata" ges under rubriken Systematik. Skriften skall inte ses som en uppslagsbok där det mesta av allt finns samlat. Den är mer att betrakta som en vägvisare med betoningen lagd på det pedagogiska momentet. Diskussionerna koncentreras till livsmedlen kött, mjölk och fisk. Speciell tyngd ges också åt begreppet mjölksyrafermenterade livsmedel. Sjukdomsframkallande mikroorganismer associerade till livsmedel är en annan historia som inte behandlas här utan tas upp i en separat publikation. Lund i augusti 2009 Göran Molin

KÖTT

15 KÖTTET När vi säger "kött är gott" har vi inte den smutsiga, bastanta bakdelen av en levande gris i tankarna. Det är snarare vissa avblodade, tillskurna delar av grisens jordiska kvarlevor som får vår magsyra att rinna till. Den levande grisen är inte heller att betrakta som livsmedel i juridisk mening; det blir den först vid veterinärbesiktningen i anslutning till slakten. Vid veterinärbesiktningen kontrolleras köttets förhistoria, att det inte är behäftat med några sjukliga förändringar eller med organismer som kan vara ohälsosamma att få i sig. Köttet är emellertid inte konsumtionsfärdigt bara för att man slagit ihjäl djuret och fått en veterinärbesiktning till stånd. Även när djuret är dött lever muskelcellerna och omsätter sin upplagsnäring (glykogen) till mjölksyra. På ett dygn sjunker ph i muskeln från strax över 7,0 ner till 5,5; exakt vilket ph-värde muskeln slutar på beror på (1) hur mycket upplagsnäring cellerna har i slaktögonblicket och (2) hur uppskruvad metabolismen är när djuret dör. Kött med högt slutgiltigt ph ( > 6,0) får avsevärt sämre hållbarhet, dvs bakterierna förstör köttet snabbare. Kötts kemiska sammansättning redovisas i Tabell 1. Som synes i tabellen består kött mest av vatten. Tabell 1. Kötts kemiska sammansättning (i grova drag) Ämne Fördelning (%) vatten 75 protein 18 fett 3 lågmolekylära kväveföreningar 2 kolhydrater 1 mineraler 1

16 BAKTERIELL FÖRSKÄMNING Nyslaktat kött direkt från slakteriets produktionsband är vanligen behäftat med ungefär tusen bakterier per cm 2 ; antalet bakterier kan ibland vara avsevärt högre men bara i undantagsfall lägre. Bakteriemängden kvantifieras per ytenhet beroende på att köttet i ett friskt levande djur är i det närmaste bakteriefritt; bakterierna tillförs från och med slakten hela tiden utifrån och hamnar följaktligen på köttytan. Här börjar bakterierna metabolisera och öka i antal. När antalet är uppe i ca 10 miljoner (107) bakterier per cm 2 börjar köttet lukta dåligt; en lukt som snabbt tilltar i intensitet och gör köttet oacceptabelt som människoföda (se Figur 1). Om sedan bakteriekoncentrationen närmar sig 10 8 bakterier per cm 2 blir köttet slemmigt ("filkigt" är branschens benämning). Det är först nu när köttet praktiskt taget redan är oätligt som bakterierna börjar attackera proteinet; bakterierna blir proteolytiska och tränger ner i köttet. Figur 1. Tillväxt av bakterier på kött i luft.

17 Innan bakterierna börjar bryta ner protein utnyttjar de mer lättillgängliga energikällor (protein måste sönderdelas till aminosyror innan bakterierna kan använda sig av det). Mer lättillgängliga ämnen i köttet visas i Tabell 2. Tabell 2. Energikällor i kött som är speciellt attraktiva för bakterier. Energikälla Koncentration (%) mjölksyra 0,9 fria aminosyror 0,4 glukos-6-fosfat l) 0,2 glukos 0,01 1)ej Pseudomonas men väl Enterobacteriaceae Köttförskämmande bakterier föredrar framförallt mjölksyra, fria aminosyror och glukos. Trots de förhållandevis små koncentrationerna räcker dessa ämnen mer än väl till för att föda 10 7 bakterier per cm 2 eftersom det sker en fortlöpande diffusion ut till köttytan. Att bakterierna vid högre koncentrationer tar till det vertikala alternativet för fortsatt expansion är lätt att förstå mot bakgrund av att 10 7 bakterier per cm 2 i tätpackningsgrad är att jämföra med 14 000 människor på en fotbollsplan (se Tabell 3).

18 Tabell 3 En schematisk jämförelse i tätpackningsgrad över vad bakterier per cm 2 motsvarar i människor per fotbollsplan. Antal bakterier/cm2 Antal människor/fotbollsplan 10 3 1 a) 10 4 14 10 5 140 10 6 1 400 10 7 14 000 10 8 140 000 a)en stor Ur förskämningssynpunkt existerar inga principiella skillnader mellan kött från ko (nötkött), gris, får, kanin, fjäderfä, etc. Generellt sett har emellertid fjäderfä den sämsta hållbarheten, beroende på att ytan är stor i förhållande till köttvolymen och att köttets ph-värde i allmänhet är relativt högt. LAGRINGSTEMPERATUR Mikroorganismers tillväxthastighet är i hög grad beroende av temperaturen; upp till sin optimala tillväxttemperatur växer bakterier fortare ju högre tillväxttemperaturen är. Kötts hållbarhet ökar följaktligen med sjunkande lagringstemperatur. Detta illustreras i Figur 2 som redovisar ett lagringsexperiment med griskött, lagrat vid olika temperaturer och fortlöpande registrering av bakteriemängden. Vid rumstemperatur tog det som synes bara ca 1,5 dygn innan mängden bakterier var uppe på en för ätkvaliteten riskabel nivå. Hållbarhetstiden ökade till 3-4 dygn vid 8 0 C. De radikala effekterna uppnåddes dock först vid temperaturer under 4 0C då varje grads sänkning blir betydelsefull. Optimal hållbarhet vid kyllagring får man strax ovanför fryspunkten; för nöt- och griskött ligger fryspunkten runt -2 0 C.

19 Figur 2. Förskämningsflorans tillväxt på griskött (kotlettrader), lagrat i luft vid olika temperaturer. Den typ av bakterier som växer bäst på kyllagrat kött (Kyllagring=lagring vid 8 0 C och därunder) och följaktligen kommer att dominera floran och därmed också bli ansvariga för förskämningen tillhör släktet Pseudomonas. De arter som är aktuella visas i Figur 3.

20 Figur 3. Fördelningen7mellan olika Pseudomonas-arter på kyllagrat kött med ett totalantal runt 10 bakterier per cm 2. "Övriga" står för ej identifierbara pseudomonader. Systematik Släktet Pseudomonas definieras som Gram-negativa, kemoheterotrofa och stavformiga bakterier (0,5-1,0 µm x 1,5-4 µm); de är polärt flagellerade, obligat aeroba (syre som elektronacceptor) och de är oxidas positiva, dvs de har cytokrom C och cytokromoxidas. De har också ett guanin+cytosininnehåll på 58-69 mol% i DNA. Inom denna definition inryms ett 20-tal arter varav vissa egentligen har mycket lite gemensamt. En taxonomiskt klart avgränsad enhet utgör arterna P. fragi, P. lundensis, P. fluorescens och P. putida. Den sistnämnda förekommer dock inte på kött. Typarten för släktet Pseudomonas är P. aeruginosa. Detta är en potentiellt patogen bakterie som inte tillväxer i kyla men väl vid 37 0 C. Köttförskämmande Pseudomonas har jämfört med andra bakteriegrupper en snabb tillväxt vid kyltemperaturer. På köttet utnyttjar de i första hand fria aminosyror, mjölksyra (laktat) och glukos för sin tillväxt. När de når högre cellkoncentrationer producerar de dock såväl lipaser som proteaser och kan på detta sätt tillgodogöra sig fett och protein. Vid dessa högre cell-koncentrationer genereras dålig lukt, vilket anses bero på produktion

21 av etyl- och metylestrar av korta fettsyror samt på produktion av svavelhaltiga komponenter; färgfel i grönt, brunt och svart börjar uppträda och så småningom bildas slem på köttytan ("filk"). GASATMOSFÄR Ett sätt att effektivisera kyllagringen är att ändra luftens normala proportioner av syre och koldioxid (CO 2 ). Mot bakgrund av att Pseudomonas-floran är obligat aerob kan det kanske ligga nära tillhands att anta att köttets hållbarhet kan ökas genom att ta bort syre ur miljön. Detta ger emellertid endast en marginell ökning av hållbarheten. Orsakerna är två: (1) Pseudomonas har hög affinitet till syre samtidigt som det är svårt att verkligen få bort allt syre ur miljön; vid kyl-temperaturer fordras syrekoncentrationer i storleksordningen 0,05% (gasfasen) och därunder för att Pseudomonas skall bromsas i sin tillväxt. (2) Även om man lyckas bromsa Pseudomonas via syrebrist innebär det bara att arter ur familjen Enterobacteriaceae och släktet Aeromonas ersätter Pseudomonas som köttförskämmare, med resultat att köttet förstörs nästan lika fort. Dessa ersättare är sk fakultativa aerober, dvs de kan växa såväl aerobt som anaerobt alltefter omständigheterna. Resonemanget är dock bara teoretiskt; i praktiken innebär en syrefri miljö också en förhöjd CO 2 -koncentration eftersom köttet i sig liksom mikrofloran producerar CO 2. Systematik FAMILJEN Enterobacteriaceae består av ett 20-tal släkten och uppåt 60 olika arter. Jämfört med släktet Pseudomonas är dock Enterobacteriaceae, alla sina släkten till trots, en relativt homogen grupp av arter. Inom parentes sagt innefattar familjen Pseudomonadaceae förutom Pseudomonas också släktena Xanthomonas, Frateuria och Zoogloea. Dessa släkten har dock mycket lite gemensamt.

22 Enterobacteriaceae finns i jord och vatten samt på växter och djur (allt från insekter till människor). Familjen inrymmer flera välkända enteropatogena grupper som t ex Shigella, Salmonella och Escherichia coli. Dessa klassiska patogener kan förekomma på kött men tillväxer inte vid kyllagring. Många andra släkten av Enterobacteriaceae tillväxer emellertid vid kyltemperaturer. Vanligt förekommande är t ex Citrobacter, Hafnia, Klebsiella, Enterobacter och Serratia. En obehaglig patogen som därtill kan växa ner till O O C är Yersinia enterocolitica. Enterobacteriaceae som växer på kött utnyttjar i första hand fria aminosyror och glukos som kol- och energikälla. Exempel på illaluktande avfallsprodukter som produceras är ammoniak, dimetylsulfid, indol, skatol, metylmerkaptan och svavelväte. SLÄKTET Aeromonas tillhör familjen Aeromonadaceae; de är stavformsga (0,3-1,0 x 1,0-3,5 μm) och rörliga bakterier med ett guanin+cytosininnehåll på 58-62 mol%. Aeromonas kan dels utnyttja syre i aerob metabolism, dels klara sig utan det i fermentativ metabolism. Till skillnad från Enterobacteriaceae är Aeromonas oxidaspositiv. Aeromonas förknippas oftast med vatten och kan ge upphov till sjukdomstillstånd hos både kall- och varmblodiga djur. Bakteriegruppen återfinns regelbundet på kött där den ibland utgör en dominerande del av förskämningsfloran i vakuum- och gasförpackning, speciellt om ph är högre än normalt (kött från utmattade slaktdjur, fettytor och fisk). Tabell 4. Två nyckeltester för att skilja mellan Enterobacteriaceae, Aeromonas och Pseudomonas. Organism Oxidas Fermentativ syrabildning från glukos Enterobacteriaceae - + Aeromonas + + Pseudomonas + + Förhöjda CO 2 -koncentrationer bromsar inte bara tillväxten av Pseudomonas (även om dessa är känsligast) utan också Enterobacteriaceae och Aeromonas påverkas.

23 Mekanismen för den biologiska CO 2 -hämningen är fortfarande oklar. Man vet emellertid att CO 2 är en viktig regulatormolekyl för många metabola reaktioner, t ex karboxylerings/dekarboxyleringsreaktioner. Man vet också att förhöjda CO 2 -koncentrationer hämmar många enzymers aktivitet. Därtill påverkar CO 2 också cellmembranen och kan härigenom ändra permeabiliteten i dessa. Lagring av livsmedel i modifierad atmosfär benämns inom industrin ofta som MA-lagring (MA=modifierad atmosfär) eller som CA-lagring (CA=controlled atmosphere vilket antyder en fortlöpande kontroll av atmosfären). Det rakare begreppet "gaslagring" är bannlyst i industrin då det anses (säkert med rätta) ge konsumenten ett negativt intryck av företeelsen. CO2-koncentration Koldioxidhämningen är koncentrationsberoende; ju högre CO 2 - koncentration cellerna exponeras för desto effektivare hämmas de. Detta demonstreras för P. fragi i Figur 4. Notera att hämningseffekten är avsevärd redan vid några få procent CO 2.

24 Figur 4. Relativ tillväxthastighet av Pseudomonas fragi vid olika CO 2 - koncentrationer. Olika organismer är emellertid olika känsliga för CO 2 ; Pseudomonas tillhör de känsligare. Som demonstreras i Figur 5 kan CO 2 -resistensen variera avsevärt mellan olika bakteriearter. Mest resistent är generellt sett Lactobacillus men även dessa bromsas i tillväxten av 100% CO 2.

25 Figur 5. Relativ inhibering av olika bakterier i 100% CO 2, jämfört med växt i 95% N2+5%CO 2. Systematik Släktet Lactobacillus tillhör gruppen mjölksyrabakterier. Dessa kan karaktäriseras av sin förmåga att fermentera socker till mjölksyra och sin oförmåga att orsaka sjukdomstillstånd hos djur och människa. I själva verket kan många mjölksyrabakterier skydda slemhinnorna mot patogena bakterier. Lactobacillus är en orörlig katalasnegativ stav som fermenterar glukos till, i huvudsak mjölksyra. Släktet inrymmer ett 50-tal namngivna arter varav flera kan vara svåra att särskilja. Systematiskt är släktet ofullständigt beskrivet. Köttfärg Ur mikrobiell hållbarhetssynpunkt står det klart att ju högre CO 2 - koncentration som kött lagras vid, ju längre blir hållbarheten. Tyvärr är lagring av kött vid höga CO 2 -halter förenat med kosmetiska nackdelar,

26 dvs ökar man CO 2 -halten tillräckligt mycket når man en punkt då luftens koncentration av syre måste underskridas. Detta påverkar köttfärgen. Köttets röda färg är beroende av färgämnet myoglobin vars uppgift i muskeln är att binda syre. Myoglobin med uppbundet syre blir ljusrött (oxymyoglobin); en färgton som den köttätande konsumenten förknippar med färskt kött eftersom kött som vi är vana att se det har exponerats för luftens syre. Tar man däremot bort syret ur miljön, förlorar oxymyoglobinet sitt syre och återgår till sin "ursprungsform" som är purpurröd. Övergången mellan myoglobin och oxymyoglobin är reversibel och styrs av syrets partialtryck. Det finns emellertid en tredje myoglobinform, metmyoglobin som bildas irreversibelt genom oxidation av myoglobin eller oxymyoglobin (Fe 2 + i myoglobinmolekylens hemdel oxideras till Fe 3 + ); resultatet blir att köttet blir brunt och/eller grått. I den levande muskeln kan metmyoglobin på enzymatisk väg återföras till ordningen, dvs till sin reducerade form. I en död muskel är metmyoglobinbildningen däremot oåterkallelig (se Figur 6). Figur 6. De tre former i vilka muskelfärgämnet myoglobin förekommer. Som konsumenter har vi omedvetet lärt oss att förknippa den ljusröda oxymyoglobinfärgen med färskt kött och avvikelser från denna som indikation på åldrande (metmyoglobinbildning). Vår reaktion blir härigenom negativ även på färgförändringar orsakade av lagring vid reducerade syretryck, t.ex i

27 vakuumförpackning (se nedan). Så länge färgförändringen bara orsakas av frånvaron av syre, antar köttet dock vid exponering i luft relativt snart en ljusröd färg (efter ca 10 minuter). Beklagligt nog hjälper detta inte om metmyoglobin har bildats. Benägenheten för metmyoglobinbildning ökar i en förhöjd CO 2 -atmosfär av två anledningar: (1) Reducerade syretryck ökar risken för metmyoglobinbildningen; denna är optimal vid 5-20 mm Hg. (2) CO 2 -lagring ger längre hållbarhetstider och härigenom får också metmyoglobinbildningen längre tid på sig. Konsekvensen av detta blir en konflikt mellan å ena sidan en önskan att uppnå maximal mikrobiell hållbarhet (hög CO 2 -koncentration) och å andra sidan en önskan om aptitlig, ljusröd köttfärg. Gasblandning Ett exempel, på den relativa skillnaden i mikrobiell hållbarhet av kött lagrat i olika gasblandningar visas i Figur 7.

28 Figur 7. Bakterietillväxten på griskött i olika gasatmosfärer. Grisköttet lagrades vid 4 0 C förpackade i påsar av aluminiumlaminat (gastätt); gasvolymen i förpackningarna var initialt cirka 2 gånger köttvolymen. Slutsatser som kan dras vid en analys av Figur 7 är: (1) Den överlägset bästa hållbarheten uppnås i 100% CO 2 (2) Skillnaden i hållbarhet mellan 20% CO 2 och 50% CO 2 är påfallande blygsam. (3) Det är av mindre betydelse för den bakteriella tillväxten om det är syre eller kväve som utgör den resterande gaskomponenten vid CO 2 - koncentrationer runt 50% och därutöver. Det skall dock tilläggas att hållbarheten vid låga CO 2 -koncentrationer kan förbättras något om syretrycket hålls nere; en syrebegränsning förstärker dels CO2-hämningen av Pseudomonas, dels får den till följd att Enterobacteriaceae och andra fakultativa aerober tvingar utnyttja sin fermentativa metabolism vilken ger dem något långsammare tillväxt (energiutvinning via fermentativ metabolism är sämre än vid andning).

29 Bakterieflora i olika gasatmosfärer Figur 7 anger endast den tid det tar för antalet bakterier att uppnå ett för hållbarheten kritiskt antal; den säger inget om hur gasatmosfären påverkar sammansättningen av floran. -Vilka bakterier tillväxer i de olika atmosfärerna? Frågan besvaras i Tabell 5. Tabell 5. Dominerande mikroflora på kött vid 4 0 C efter lagring i olika gasatmosfärer. Gasatmosfär luft Dominerande förskämningsflora Pseudomonas 100% N 2 Enterobacteriaceae 20% CO 2 + 80% N 2 Enterobacteriaceae + Aeromonas 20% CO 2 + 80% O 2 Brochothrix thermosphacta 50% CO 2 + 50% N 2 Enterobacteriaceae + Brochothrix thermosphacta 50% CO 2 + 50% O 2 Brochothrix thermosphacta 90% CO 2 + 10% N 2 laktobaciller 1 ) 90% CO 2 + 10% O 2 laktobaciller + B. thennosphacta 100% CO 2 laktobaciller 1 >begreppet laktobaciller innefattar Lactobacillus och snarlika organismer; i detta speciella fall kan också en mindre fraktion Camobacterium finnas närvarande.

30 Gasatmosfären styr förskämningsflorans sammansättning efter vissa huvudregler: (1) Den i luft helt dominerande Pseudomonas-floran slås ut redan vid mycket blygsamma höjningar av CO 2 -koncentrationen. (2) När Pseudomonas har bromsats, tar Enterobacteriacea och/eller Brochothrix thermosphacta över (den senare är att betrakta som en atypisk mjölksyrabakterie; förklaring nedan). (3) B. thermosphacta är något mer CO2-resistent än Enterobacteriaceae men växer å andra sidan så långsamt i frånvaro av syre att den i anaeroba miljöer konkurreras ut av Enterobacteriaceae. I närvaro av syre där B. thermosphacta kan utnyttja sin aeroba metabolism får den i kraft av sin något högre CO 2 -resistens övertaget. (4) Vid CO 2 -koncentrationer som närmar sig 100% stoppas både Enterobacteriaceae och B. thermosphacta och dominansen av laktobaciller blsir nära nog total. Systematik Brochothrix thermosphacta kan klassificeras som en vanartig mjölksyrabakterie. Den skiljer sig dock formellt från de egentliga mjölksyrabakterierna genom att den är katalaspositiv (katalas är ett enzym som spj älkar väteperoxid). B. thermosphacta producerar huvudsakligen mjölksyra frän glukos när den växer utan tillgång till syre (fermentativt); den fermentativa tillväxten är långsammare för B. thermosphacta än den är för Lactobacillus. Under aeroba förhållanden växer emellertid B. thermosphacta avsevärt snabbare men nu producerar den ingen mjölksyra utan istället acetoin och ättikssyra. B. thermosphacta har länge varit den enda arten i släktet Brochothrix men 1988 tillkom en ny art B. campestris (än så länge bara återfunnen i jord). Brochothrix är en stavformig, grampositiv bakterie som enklast identifieras genom sin förmåga att anaerobt bilda syra från glukos och växt på Streptomycin-thallous-acetat-actidion-agar; förkortas STAA. Den mikrobiologiska hållbarheten har hittills definierats som den tid det tar att uppnå en viss bakterietäthet (10 7 bakterier per cm 2 ). Överhuvudtaget klassificeras ett livsmedels mikrobiologiska status ofta efter hur mycket

31 bakterier det innehåller. Detta är emellertid en grov förenkling. Det är inte bara bakterietätheten som sådan som är viktig; lika viktigt är det att veta vilken typ av bakterier det är frågan om. Olika typer av bakterier kan inte bara vara mer eller mindre ohälsosamma, de kan också producera högst skiftande typer av nedbrytningsprodukter, dvs olika typer av bakterier är olika destruktiva för livsmedelskvaliteten. Av de organismer som nämnts i samband med gaslagring är Pseudomonas, Enterobacteriaceae och Aeromonas mycket destruktiva för köttkvaliteten. De producerar alla under sin tillväxt en uppsjö av ämnen som kan påverka köttets lukt, smak och utseende; Enterobacteriaceae och Aeromonas kan därtill i vissa fall bilda enterotoxin (gift som orsakar diarré). B. thermosphacta är avgjort skonsammare mot produktkvaliteten men den är fortfarande betydligt mer destruktiv än Lactobacillus. Brochothrix kan producera så illaluktande ämnen som smör- och valeriansyra medan Lactobacillus i stort sett bara producerar mjölksyra. Kött innehåller naturligt ca 1% mjölksyra varför en smärre ökning av mjölksyrahalten i det yttersta ytskiktet får negligerbara effekter på smaken. En annan fördel med Lactobacillus är att de i allmänhet inte kan orsaka några sjukdomar; detta i skarp kontrast till Enterobacteriaceae som inrymmer åtskilliga patogena arter. En hög CO 2 -halt bromsar således inte bara tillväxten av bakterier utan den åstadkommer också en ändring av mikroflorans sammansättning från kvalitetsdestruktiva organismer till de mer "kvalitetsmedvetna" laktobacillerna. Viktigt att notera är dock att gaslagring inte bör ske i gasblandningar som gynnar Enterobacteriaceae, dvs i atmosfärer med låg CO 2 -koncentration kombinerad med brist på syre.

32 Vakuumförpackning Den vanligaste typen av gaslagring sker i vakuumförpackning; köttet innesluts i gastät film varefter luften dras ur och förpackningen försluts. Syre som finns kvar i förpackningen förbrukas av köttcellernas andning och av mikroorganismerna på köttytan, samtidigt produceras CO 2. Påpekas bör att syret vanligtvis inte helt försvinner ur en kommersiell vakuumförpackning beroende på att syre kontinuerligt läcker in i förpackningen genom svetsfogar och mikroskopiska sprickor i de gastäta laminatskikten. I en vakuumförpackning med kött som lagrats några dygn, ligger ofta CO 2 koncentrationen runt 90% och 0 2 -koncentrationen under 1%. Exakt vilka koncentrationer som uppnås varierar från förpackning till förpackning och beror av en mängd variabler, t.ex. filmkvalitet, "headspace" (gasvolym i förpackningen), lagringstemperatur, köttkvalitet samt mikroflorans sammansättning och aktivitet. Detta osäkerhetsmoment är den största mikrobiologiska nackdelen med vakuumförpackningen. Även om tillfredsställande hållbarhet uppnås i majoriteten av vakuumförpackningarna kommer ett antal av dem att ge en oväntad kort hållbarhetstid. Konsekvensen vid praktisk tillämpning blir därför att säkerhetsmarginalen mellan den optimalt uppnådda hållbarheten och den i praktiken utnyttjade hållbarhetstiden, måste hållas bred. En tumregel att hålla sig till är att en vakuumförpackning fördubblar köttets hållbarhet. Under optimala betingelser kan man däremot uppnå 3-4 gånger längre hållbarhet än i luft. Principen att vakuumförpacka tillämpas både för sk "detaljstyckat" kött (större styckningsenheter som säljs till detaljister) och "konsumentstyckat" kött (mindre bitar som affärsinnehavaren kan sälja som de är).

33 Gasförpackning I en gasförpackning introduceras en bestämd mängd gas vid förpackningstillfället. Gasblandningarna kan variera, men en vanlig blandning i en konsumentförpackning är 20-30% CO 2 + 70-80% 0 2. I konsumentförpackningen är det viktigt att köttet ser aptitligt rött ut vilket är motivet för den höga syrehalten. Denna förpackningstyp är vanlig utomlands, t.ex. i Danmark, men förekommer i dagsläget bara sporadiskt i Sverige. Gasblandningen 20:80 ger sämre hållbarhet än den konventionella vakuumförpackningen. Det är avgörande för färghållbarheten att gasvolymen i förhållande till köttvolymen är någorlunda stor; i annat fall tar syret slut. En ur mikrobiell hållbarhetssynpunkt betydligt bättre förpackning är den mer renodlade CO 2 -förpackning som mest utnyttjas för större styckningsdetaljer (detaljststyckat kött). Här förpackas köttet med samma teknik som utnyttjas för vakuumförpackning, dvs köttet stoppas i en påse av flexibel, gastät plastfilm - luften sugs ut men istället för att omedelbart försluta förpackningen blåses en viss mängd CO 2 in, varefter påsen svetsas ihop. I denna typ av förpackning utnyttjas antingen ren CO 2 eller blandningar mellan CO 2, syre och kvävgas; CO 2 -halten hålls genomgående hög (>70%). Det skall påpekas att ju högre CO 2 -halt som blandningen håller, ju mer kommer förpackningen att utseendemässigt likna en vakuumförpackning. Orsaken är koldioxids mycket höga löslighet i vatten vilket medför att den insprutade gasen löser sig i köttstycket och plastfilmen dras åt kring köttet. Kväve blandas ibland in i gasblandningen just i avsikt att undvika att filmen dras åt för hårt runt köttet. Innehåller produkten ben kan dessa sticka hål på förpackningen. En inblandning av syre fyller initialt samma funktion, men med nackdelen att syret konsumeras efter hand; fördelen med syre är som redan påpekats att det håller färgen fräsch. Färgen är emellertid av sekundär betydelse i samband med detaljstyckat kött eftersom det detaljstyckade köttet kommer att plockas ut ur sin förpackning i affären och här styckas i mindre enheter; dessa enheter får nya fräscha snittytor.

34 Temperatur - CO 2. Temperaturen är inte bara viktig för hållbarheten i luft. Den är minst lika viktig vid gaslagring. Rättare sagt, vill man ha full valuta för vad en dyr gaslagring kostar (gastäta förpackningar är dyra) då måste man också hålla lagringstemperaturen nere.. Figur 8. Griskött lagrat vid olika temperaturer i luft och 100% CO 2 Figur 8 ger ett exempel på hållbarheten av griskött i dels 100% CO 2, dels i luft vid olika lagringstemperaturer. Som synes ökar hållbarheten vid sjunkande temperatur, proportionellt sett mer i CO 2 än i luft; vid t.ex. 15 0 C var hållbarheten i CO 2 dubbelt så lång som i luft medan den vid 0 0C var nära 8 gånger längre. Orsaken till den fördelaktigare relationen i CO 2

35 kan hänföras till koldioxidens ökande löslighet i vatten vid sjunkande temperaturer. Mikroorganismerna består till avgörande del av vatten och befinner sig i en vattenfas. De upplever en avsevärt högre CO 2 - koncentration vid 0 0C än vid 15 0 C, även om partialtrycket av CO 2 är konstant. Utgångsläge (initialkontamination) Hållbarheten av gaslagrat kött är i hög grad beroende av köttets mikrobiologiska utgångsläge vid förpackningstillfället. Närvaron av en stor mängd köttförskämmare redan vid förpackningstillfället medför att hållbarheten blir kort. Hållbarheten blir visserligen längre än den skulle bli i luft men den totala tidsvinsten blir ändå förhållandevis blygsam. Detta demonstreras i Figur 9. Figur 9. Tillväxten av bakterier på livsmedel med olika utgångsantal. En annan fråga är - vad händer med hållbarheten när gaslagringen bryts och köttet exponeras för luft? Svaret finns i Figur 10.

36 När köttet exponeras för luft bör det också betraktas som luftlagrat med en initialkontamination motsvarande den totalmängd bakterier som det gaslagrade köttet uppvisar när förpackningen bryts. Figur 10. Tillväxt av bakterier på kyllagrat kött (4 ) som lagras i luft och 100% CO 2. Pilarna anger när CO 2 -förpackningen bryts.

MJÖLK

39 MJÖLKEN I Sverige finns i storleksordningen 600 000 mjölkkor fördelade på, i runda tal 30 000 gårdar. Korna mjölkas 2 gånger per dygn och lyckas tillsammans åstadkomma mer än 3 miljoner ton mjölk årligen. Mjölken består av vatten uppblandat med fett, protein och kolhydrater. De exakta proportionerna varierar mellan olika djur, foderstater och säsonger men avspeglas i grova drag i Tabell 6. Tabell 6. Komjölkens sammansättning. Innehåll Sammansättning (%) vatten 87 kolhydrater 5 fett 4 protein 3 salter 1 Kolhydraterna i mjölk består till övervägande del av laktos (4,8%) men också små mängder av laktosens beståndsdelar (glukos och galaktos). Fettet är mest triglycerider som finns i form av små kulor (10 9-10 10 kulor per ml; 0,1-20 µm i diameter); kulornas yta täcks av fosfolipider. 80% av proteinet är kasein (mjölkprotein) vilket är suspenderat i mjölken. Salterna domineras av kalium (1,38 g/1), kalcium (1,25 g/1) och fosfor (0,96 g/1). Järnhalten är däremot låg och det järnet som finns blockeras av det järnbindande proteinet laktoferrin. Ytterligare en komponent som bör nämnas med anledning av sin betydelse vid tillverkningen av fermenterade mjölkprodukter (se nedan) är citrat som brukar finnas i koncentrationen 1,8 g/1. Mjölkens ph är 6,6.

FRÅN JUVER TILL KONSUMENT Mjölkens väg från kon till konsumentförpackning visas schematiskt i Figur 11. 40 Juver 37 C Mjölkning Gårdstank 4 C Tankbil (Termisering) 65 0 C under 20 s Silotank 5 0 C (Homogenisering) 55-60oC Pastörisering 70-76 0 C under 15 s Förpackning 8 C Figur 11. Mjölkens väg från ko till konsument och olika temperaturer som den exponeras för.

41 Juver I ett friskt juver är mjölken i princip skyddad för bakterieangrepp. Juverinflammationer (mastiter) där patogena bakterier invaderat delar av juvret och härifrån sprider sig till mjölken är emellertid relativt vanliga. Det bakteriologiska angreppet kan vara mer eller mindre påtagligt men avslöjas av att (1) patogena bakterier finns närvarande i juvermjölken, (2) halten kroppsegna celler (mestadels lymfocyter) ökar, (3) mängden antikroppar stiger och (4) mjölkens laktoshalt minskar. Vanligen är det Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae (dock ej i Sverige) eller Escherichia coli som orsakar de egentliga inflammationerna (dessa bakterier beskrivs i detalj i Livsmedelsmikrobiologi, del 2). Även andra bakterier kan dock invadera juvret men här blir de kliniska symptomen ofta mindre påfallande eller uteblir helt. Gårdshantering Under mjölkningen överförs bakterier från juvrets utsida till mjölken; vanligtvis i storleksordningen 10 4 till 10 5 organismer per ml mjölk. På detta sätt överförs framförallt Micrococcus, Staphylocccus, Streptococcus och sk coryneforma bakterier (dessa grupper dominerar den normala hudfloran) men också sporbildare som Bacillus och Clostridium (härrör ofta från jord eller gödselrester). De flesta av dessa hudbakterier har sin optimala tillväxttemperatur vid 37 0 C och är oförmögna att tillväxa vid kyltemperaturer. Med andra ord, de neutraliseras så snart mjölken har kylts; detta sker i gårdstanken där målsättningen är att hålla en temperatur på 4 0 C eller lägre. De bakterier som kommer att tillväxa i mjölken blir de sk psykrotroferna.

42 -En psykrotrof organism är en organism som kan växa vid S 0 C eller därunder. Psykrotrofer finns alltid i varierande grad i mjölkledningar och gårdstankar men kommer ursprungligen från jord och vatten. De domineras av släkten som Pseudomonas, Psychrobacter, Flavobacterium och Acinetobacter; i praktiken blir det dock i huvudsak Pseudomonas och i någon mån Psychrobacter som verkligen kommer att tillväxa i mjölken. Samma förhållande gäller för övrigt också för kyllagrat kött. I allmänhet töms gårdstanken varannan dag för vidarebefodran till mejeriet och mjölken innehåller då vanligen 10 4 till 10 5 bakterier per ml; antalet psykrotrofer utgör i genomsnitt 30-40% av det totala antalet bakterier, dvs 10 3-10 4 psykrotrofer per ml mjölk. Systematik Staphylococcus och Micrococcus är två släkten som båda är Grampositiva, katalaspositiva och bildar kocker i klasar. Traditionellt skiljer man dem åt genom att Staphylococcus till skillnad från Micrococcus även kan uppvisa fermentativ metabolism (fermenterar glukos). Bland många stammar av Staphy lococcus kan det dock vara svårt att påvisa den fermentativa förmågan varvid det krävs molekylärgenetiska metoder för att avgöra släkttillhörigheten. Trots de yttre likheterna står de två släktena fylogenetiskt mycket långt ifrån varandra. Coryneforma bakterier spänner över ett flertal släkten (Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium och Kurthia) med det gemensamt att de utgör de grampositiva, katalaspositiva stavar som blir "över" när de inte kunnat identifieras med någon mer väldefinierad bakteriegrupp. Psychrobacter (tidigare klassificerad som Moraxella-liknande), Flavobacterium och Acinetobacter är gramnegativa stavar som till skillnad från Pseudomonas är orörliga. Acinetobacter är dessutom oxidasnegativ.

43 Termisering Om man vid mejeriet befarar att inkommen mjölk behöver lagras extra länge innan den kan pastöriseras och förpackas (t ex inför helger) eller om man misstänker att levererad mjölk är av sämre bakteriologisk status än normalt, tillgrips en mild värmebehandling i omedelbar anslutning till mottagandet av mjölken. Denna värmebehandling benämns termisering och innebär att mjölken hålls vid 65 0 C i ca 20 sekunder. Syftet med termiseringen är att ta död på den psykrotrofa förskämningsfloran. Pastörisering Begreppet pastörisering står för en värmebehandling som eliminerar sjukdomsframkallande och produktförstörande mikroorganismer ur ett livsmedel utan att för den skull avdöda samtliga närvarande mikroorganismer. Pastöriseringen uppfanns av Pasteur 1864 för att säkra kvaliteten på vin men började tidigt utnyttjas för mjölk (i Tyskland 1880). Traditionellt består behandlingen av att mjölken upphettas till 61 0 C i 30 min. Denna värmebehandling är tillräcklig för att ta livet av alla närvarande tuberkulosbakterier (Mycobacterium tuberculosis och Mycobacterium bovis); tuberkulosen var den dominerande infektionssjukdomen runt nittonhundratalets början och mjölk var en viktig spridningsväg för sjukdomen. En annan klassisk mjölkburen patogen som elimineras med pastörisering är Brucella. På senare tid har pastöriseringstemperaturen ökats till 63 0 0 Denna temperatur visade sig behövas för att avdöda bakterien som orsakar sk Q- feber (Coxiella bumetti, en rickettzia). Varken tuberkulos, brucellos eller Q-

44 feber utgör något problem i dagens Sverige, däremot finns en lång rad andra, mer frekvent förekommande, sjukdomsframkallande bakterier som lätt kan spridas via mjölk, t ex Salmonella, Escherichia coli, Streptococcus och Listeria. Här utgör pastöriseringen ett välbehövligt skydd. Tabell 7 ger exempel på olika typer av värmebehandlingar som utnyttjas i mejeriindustrin för att avdöda oönskade mikroorganismer i mjölk. Tabell 7. Olika typer av värmebehandling av mjölk med huvudsyfte att avdöda mikroorganismer. Benämning Temperatur Tid Pastörisering: LTH "low temperature holding" 63 0 C 30 min HTST "high temp. short time" t ex: 72 0 C 15 s 84 o C 6 s 88 0 C 1 s Sterilisering: UHT "ultra high temp." > 130 0 C < 1 s I svensk mejerihantering brukar man tala om (1) "lågpastörisering" och menar då ett HTST-förfarande med en temperatur på 72-76 0 C under ca 15 sekunder och (2) "högpastörisering" vid 84oC under 6 sekunder (används vanligtvis för grädde). Pastöriseringen slår praktiskt taget ut hela den Gram-negativa och huvuddelen av den vegetativa (metaboliserande) delen av den Gram-positiva floran. Kvar blir de organismer som i engelskspråkig litteratur brukar benämnas "thermoduric". Dessa består i första hand av sporer (Bacillus och

45 Clostridium) men också av vegetativa celler från grupper som Micrococcus, coryneformer, Staphylococcus och Streptococcus. -Begreppet "thermoduric" definieras som organismer som överlever en pastörisering. Definitioner: PSYKROFIL = en organism vars tillväxtoptimum är < 15 0 C och vars tillväxtmaximum är <20 0 C PSYKROTROF = en organism som kan tillväxa vid 5 0 C eller därunder. MESOFIL = en organism med ett tillväxtoptimum runt 37 0 C och ett tillväxtmaximum vid 40-55 0 C. TERMOTOLERANT = en organism som kan tillväxa vid 45-50 0 C. TERMOTROF (fakultativ termofil) = en organism som kan tillväxa vid 5565oC. TERMOFIL = en organism med ett tillväxtoptimum i intervallet 65-70 0 C och ett tillväxtminimum > 400C. Antalet bakterier som överlever pastöriseringen varierar beroende av (1) antalet värmetåliga bakterier som finns i leverantörmjölken och (2) vilken tid-temperaturcykel som tillämpas vid pastöriseringen. I allmänhet innehåller den pastöriserade mjölken i storleksordningen 10 3 organismer per ml. Dessa tillväxer mycket långsamt eller inte alls så länge mjölken kyllagras; däremot är det svårt att helt undvika att mjölken efter pastöriseringen återkontamineras med Gram-negativa, psykrotrofa bakterier vilka relativt snabbt förmår växa upp till nivåer som påverkar mjölkkvaliteten. Pastöriseringen påverkar inte bara antalet levande mikroorganismer i mjölken utan också mängderna aktivt enzym. Mjölk innehåller t ex mjölk-

46 specifika lipaser som om de får tid på sig, hydrolyserar en del av mjölkfettet. Mot bakgrund av att triglyceriderna i mjölk innehåller en förhållandevis hög andel korta fettsyror (4-5% av fettsyrorna i mjölkfett är smörsyra) blir en hydrolys snabbt förödande för smak och lukt. Mjölkens egna lipaser är emellertid värmekänsliga och inaktiveras till övervägande del av pastöriseringen. Detta är speciellt viktigt i samband med homogenisering som dels ökar andelen fettkulor och härigenom den för lipaserna tillgängliga ytan, dels innebär att det i viss mån skyddande höljet av fosfolipider runt fettkulorna slås sönder. Det är således en fördel att homogenisera mjölken efter pastöriseringen. Emellertid utgör homogeniseringen också en risk för återkontamination vilket talar för en homogenisering omedelbart före pastöriseringen. En lösning på dilemmat är att förvärma mjölken (55-60 O C), homogenisera den och därefter omedelbart pastörisera den; detta är den vanligaste lösningen i Sverige. Ett kemiskt sätt att i efterhand ta reda på att mjölken genomgått en adekvat pastörisering är att konstatera frånvaro av en för opastöriserad mjölk typisk enzymaktivitet. Aktiviteten av alkaliskt fosfatas används som en sådan indikator. Tid-temperatur cykeln för inaktiveringen av i mjölken naturligt förekommande alkaliskt fosfatas överensstämmer någorlunda med inaktiveringscykeln för Mycobacterium tuberculosis. Enligt svensk lag måste all konsumtionsmjölk som saluförs i öppen handel pastöriseras; detta med hänvisning till de uppenbara riskerna för spridning av sjukdomar som föreligger vid konsumtion av opastöriserad mjölk.

47 Förpackning och distribution Den pastöriserade mjölken (eller grädden) förpackas och distribueras vidare för konsumtion eller så används den som råvara vid tillverkningen av olika typer av mejeriprodukter. Så länge mjölken befinner sig på mejeriet ligger det i producentens eget intresse att lagra den så kallt som möjligt och därigenom försäkra sig om en god hållbarhet, dvs mjölken kyllagras i allmänhet under 4 0 C. Däremot blir kyllagringen mindre strikt ute i handeln där man ofta värderar kostnaderna för kylan högre än livsmedelskvaliteten. Här blir det istället den lagstiftade temperaturgränsen som blir normgivande (8 0 C). Konsumtionsmjölken innehåller i allmänhet i storleksordningen 10 3-10 4 organismer per ml när den lämnar mejeriet. Mjölkens hållbarhet blir beroende av hur stor andel av totalantalet som utgörs av mjölkförskämmande psykrotrofer, dvs hållbarheten blir i hög grad avhängig av återkontaminationsgraden (efter pastöriseringen). Denna varierar mycket mellan olika mejerier, produktionsdagar och enskilda förpackningar. I genomsnitt utgör dock organismerna med verkliga förutsättningar att tillväxa och förstöra den kyllagrade mjölken inom en överskådlig tidsperiod, en mycket liten fraktion av totalantalet ( < 1%).

48 HÅLLBARHET Förskämningsflora Pseudomonas Den bakteriegrupp som tillväxer snabbast i mjölk och som genom sin metabola aktivitet i första hand begränsar kyllagrad mjölks hållbarhet är Pseudomonas (i någon mån också Psychrobacter). Dominerande arter är Pseudomonas fragi (oftast i majoritet), P. lundensis och P. fluorescens. Detta är helt i analogi med de förhållanden som gäller för kött. Finns Pseudomonas närvarande i mjölken kommer dessa att växa ikapp och förbi övriga närvarande organismer även om dessa i och för sig skulle vara psykrotrofa. Det är med andra ord inte bara mesofila utan även många psykrotrofa organismer som är av underordnat intresse för mjölkens hållbarhet så länge Pseudomonas finns närvarande. Pseudomonas är alltid på plats i opastöriserad mjölk men elimineras vid pastöriseringen; däremot är det ofta (men inte alltid) Pseudomonas som svarar för återkontaminationen. Bacillus cereus Om mjölken inte återkontamineras efter pastöriseringen blir den bakteriella tillväxten långsam. Det som under dessa förhållanden istället brukar begränsa hållbarheten är en av Statens livsmedelsverk satt gräns för tillåten förekomst av Bacillus cereus. Mjölk som innehåller 10 3 B. cereus per ml klassas som "icke godtagbar" (> 10 4 B. cereus per ml är "otjänlig"). B. cereus som är en patogen bakterie (kan producera ett enterotoxin), överlever pastöriseringen i sin sporform och tillväxer sedan långsamt i mjölken under förutsättning att lagringstemperaturen ligger runt 8-10OC; vid temperaturer lägre än 6 0 C kan B. cereus överhuvudtaget inte tillväxa i mjölk.

Systematik Pseudomonas fragi tycks vara specialiserad på att tillväxa på proteinrika, kyllagrade livsmedel. Trots att färska livsmedel som mjölk, kött och fisk från början bara är kontaminerade med en förhållandevis liten andel P. fragi (betydligt lägre än för övriga Pseudomoms-arter), växer P. fragi oftast ifatt och förbi sina medtävlare och kommer så småningom att dominera. Det enklaste sättet att särskilja P. fragi från P. fluorescens är att den senare till skillnad från P. fragi under järnbegränsning producerar ett UV-fluorescerande pigment (pigmentet är en peptid med uppgift att binda järn(111)-joner). Fluorescensen testas enklast p sk King B agar. P. lundensis varierar i sin förmåga att producera fluorescerande pigment varför den allt efter omständigheterna brukar förväxlas med antingen P. fluorescens eller P. fragi. P. fluorescens är en mångfasetterad art som är indelad i sex olika biovarianter. De olika biovarianterna är sinsemellan så olika att de förtjänar status av separata arter; problemet är att de olika biovarienterna flyter ihop på grund av att man hela tiden finner stammar som hamnar mitt emellan de etablerade biovarianterna, dvs stammar som blandar egenskaper från flera biovarianter. Samma dilemma gäller förövrigt också för P. fragi som kan indelas i åtminstone fyra olika biovarianter. P. lundensis är trots sin ambivalenta inställning till fluorescens en mer helgjuten art. 49 Tillväxt Substrat Mjölk är näringsmässigt ett rikt livsmedel i alla avseenden utom att det innehåller förhållandevis lite järn. Till yttermera visso är det som ändå finns tämligen hårt bundet till den mjölkspecifika komplexbindaren laktoferrin. En mikroorganism som skall etablera sig i mjölk måste antingen ha ett effektivt system att fånga in det befintliga järnet (Pseudomonas) eller vara mer eller mindre oberoende av järn (mjölksyrabakterier). Mjölk bjuder mikroorganismerna ett rikt utbud av olika kol- och energikällor, t.ex laktos, citrat och fria amino- och fettsyror (de senare dock i låga mängder). De i mjölk aktuella Pseudomonas-arterna kan normalt

50 inte utnyttja laktosen men växer desto bättre på de övriga kolkällorna, speciellt citrat och fria aminosyror. Bakterietal & kvalitet Man anser att mjölkens kvalitet börjar påverkas märkbart när antalet organismer når upp till 10 6 organismer per ml och att mjölken börjar smaka och lukta frånstötande när antalet når 10 7 organismer per ml. Sveriges livsmedelsverk klassar förvånande nog dock konsumtionsmjölk som "icke godtagbar" först om totalantalet organismer överskrider 10 8 per ml - en soppa som ingen vid sina sinnens fulla bruk lär kunna förledas till att häva i sig. Temperaturen I analogi med situationen på övriga livsmedel påverkas förskämningsflorans tillväxthastighet starkt av lagringstemperaturen. Ett för kvaliteten destruktivt antal bakterier uppnås relativt snabbt vid 8 0 C medan hållbarheten blir uppåt 2 veckor vid 2 0 C även om Pseudomonas finns närvarande, dvs i (1) opastöriserad mjölk och (2) återkontaminerad konsumtionsmjölk. I pastöriserad mjölk som ej återkontaminerats blir den totala hållbarhetstiden längre och den relativa hållbarhetsökningen av varje grads temperatursänkning avsevärt större. Som redan påpekats brukar antalet B. cereus under dessa förhållanden uppnå den av Statens livsmedelsverk satta övre gränsen innan totalantalet bakterier uppnår ett antal som äventyrar smak och lukt. Gasatmosfär Mängden syre löst i kyllagrad mjölk räcker väl till för att tillåta obehindrad tillväxt av Pseudomonas upp till bakterietätheter på minst 10 7 organismer per ml, dvs även om Pseudomonas är en obligat aerob organism lönar det sig