Διερεύνηση χρήσης νέων θρεπτικών υποστρωμάτων και χρωστικών στον τομέα της μικροβιολογίας τροφίμων

Abstract

The growing world population is pushing the food industry and especially the milk and dairy sector to optimize collection processes, improve the quality of milk as a raw material and its more efficient processing. The fast and early detection of the physicochemical properties of raw milk and its correct initial processing through safe pasteurization are among the main suggested interventions on milk chain process that can provide numerous nutritional benefits to consumers. Τhe main objective of the present thesis was the development of two (2) novel methods, the first for the proper milk pasteurization with a higher and more sensitive limit detection and the second, for the fastest quantitative measurement of somatic cells count (SCC) which diminishes financial costs, saves time for getting results and minimizes the laboratory equipment needed for their enumeration. The correlation between SCC and total bacteria count (TBC) was verified with this novel method. For the pasteurization method, five hundred (500) samples of pasteurized milk and eight hundred (800) samples of raw milk obtained from cows, goats and sheeps were tested and the novel method was evaluated against ready commercial pasteurization kits obtained from Lactognost Heyl and Sensobiz. The novel method had a lower and more sensitive limit of detection (LoD) equal to 3.5 mU/L ALP and gave accurate results within 10 seconds, both quantitatively and qualitatively. For the quantitative measurement of SCC, one thousand two hundred (1200) samples of raw cow milk were tested and the novel method was evaluated against a ready-made commercial instrument obtained from Lactoscan. The novel method used a spectrophotometer Electra m2 Unified Analyzer and the two comparable methods had identical results for SCC but the benefits of the novel method are focused on time efficiency as the results are obtained in 15 seconds, on labor costs and on the laboratory equipment required to perform the analysis. In conclusion, the two novel methods can be applied to milk and dairy processing plants, to greatly facilitate the steps of this industrialized process.

Τα τελευταία χρόνια γίνεται προσπάθεια στις βιομηχανίες τροφίμων και ειδικότερα στην παραγωγή γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων, για βελτίωση της ποιότητας του γάλακτος και κατά συνέπεια την αποτελεσματικότερη επεξεργασία του. Η γρήγορη και έγκαιρη ανίχνευση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του νωπού γάλακτος και η σωστή αρχική επεξεργασία του, μέσω ασφαλούς παστερίωσης, είναι από τις κύριες προτεινόμενες παρεμβάσεις στη διαδικασία της αλυσίδας γάλακτος που μπορούν να προσφέρουν πολυάριθμα διατροφικά οφέλη στους καταναλωτές. Στα πλαίσια της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής εφαρμόστηκαν δύο νέες μέθοδοι, η μία για τον έλεγχο σωστής παστερίωσης του γάλακτος με καλύτερη ευαισθησία ανίχνευσης της αλκαλικής φωσφατάσης και η δεύτερη για την ταχύτερη ποσοτική μέτρηση του αριθμού των ολικών σωματικών κυττάρων (ΟΣΚ) που μειώνει το οικονομικό κόστος και τον χρόνο προσδιορισμού τους, ενώ ελαχιστοποιεί τον εργαστηριακό εξοπλισμό που απαιτείται για την απαρίθμησή τους. Η συσχέτιση μεταξύ ολικών σωματικών κυττάρων (ΟΣΚ) και ολικής μεσόφιλης χλωρίδας (ΟΜΧ) επαληθεύεται με αυτήν τη νέα μέθοδο. Για τη μέθοδο παστερίωσης, εξετάστηκαν πεντακόσια (500) δείγματα παστεριωμένου γάλακτος και οκτακόσια (800) δείγματα νωπού γάλακτος από αγελάδες, κατσίκες και πρόβατα και η νέα μέθοδος συγκρίθηκεμε εμπορικά κιτ παστερίωσης που ελήφθησαν από τις εταιρείες Lactognost Heyl και Sensobiz. Η νέα μέθοδος έχει αυξημένη και πιο ευαίσθητη ανίχνευση ορίου (Limit of Ditection - LoD) ίση με 3,5 mU/L ALP και δίνει ακριβή αποτελέσματα μέσα σε 10 sec, τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά. Για την ποσοτική μέτρηση των ολικών σωματικών κυττάρων (ΟΣΚ), εξετάστηκαν χίλια διακόσια (1200) δείγματα νωπού αγελαδινού γάλακτος και η νέα μέθοδος αξιολογήθηκε σε σχέση με έτοιμο εμπορικό όργανο που ελήφθη από την Lactoscan. Η νέα μέθοδος χρησιμοποίησε φασματοφωτόμετρο Electra m2 Unified Analyzer. Οι δύο συγκρινόμενες μέθοδοι έδωσαν πανομοιότυπα αποτελέσματα στα ολικά σωματικά κύτταρα (ΟΣΚ), αλλά τα οφέλη της νέας μεθόδου εστιάζονται στην εξοικονόμηση χρόνου, αφού τα αποτελέσματα λαμβάνονται σε 15 sec, στο κόστος εργασίας και στον εργαστηριακό εξοπλισμό που απαιτείται για τη διεξαγωγή της ανάλυσης. Συμπερασματικά, οι δύο νέες μέθοδοι μπορούν να εφαρμοστούν στις μονάδες επεξεργασίας γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων, ώστε να διευκολυνθούν σημαντικά τα βήματα της βιομηχανοποιημένης αυτής διαδικασίας.