Influence of microbiological risks associated with spore-forming microflora on the quality and storability of butter from different production methods

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The article presents the results of studies of the effect of spore-forming bacteria on the quality and storability of butter depending on the method of its production  — cream churning (CC) or high-fat cream transformation (HFCT). A simulation approach was used in conducting the research, including the following stages: reduction of microbial contamination of raw cream and its contamination with a test culture of spore-forming microorganisms; production of butter according to existing technological schemes; control over the development of the test culture at the stages of production and storage of butter. The objects of the study were: cream before and after pasteurization; pasteurized cream contaminated with a test culture of Bacillus subtilis ; butter made by CC and HFCT from contaminated cream. Storage of butter samples was carried out at temperatures of 3±2 °C, 10±1 °C and 25±1 °C. The quality and storability of butter were assessed taking into account significant rejection criteria reflecting the requirements of standardization documents. For this purpose, microbiological and physicochemical indicators were determined using standardized methods, including the content of vegetative cells and spore forms of the Bacillus subtilis test culture, milk plasma acidity, and indicators of oxidative spoilage of the fat phase. Organoleptic indicators were assessed by taste, smell, consistency, and appearance. As a result of the studies, it was established that during the production and storage of butter, the greatest microbiological risks associated with spore-forming bacteria of the genus Bacillus and leading to a decrease in its quality and storability were observed during production by the churning method, which is due to the technological features of production (duration of processes, temperature conditions). When producing butter using the HFCT method, the risks associated with spore-forming aerobic microorganisms were less significant. This ensures long-term preservation of the initial safety and quality indicators of butter at a regulated temperature of 3±2 °C, as well as higher storability at elevated storage temperatures in comparison with butter produced using the churning method.

Sobre autores

G. Sviridenko

All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking

Email: e.topnikova@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region

M. Zakharova

All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking

Email: e.topnikova@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region

E. Topnikova

All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking

Email: e.topnikova@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, 152613, Yaroslavl Region, Uglich

Bibliografia

  1. Demirkol, A., Guneser, O., Yuceer, Y. K. (2016). Volatile componuds, chemical and sensory properties of butters sold in Çanakkale. Journal of Agricultural Sciences, 22(1), 99–108. https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001372
  2. Parmar, P., Lopez-Villalobos, N., Tobin, J. T., Murphy, E., Crowley, S. V., Kelly, A. L. et al. (2020). Development and evaluation of a processing sector model for butter manufacture using a mass balance technique at two dairy processing sites. International Journal of Dairy Technology, 74(1), 192–201. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12737
  3. Panchal, B., Bhandari, B. (2020). Butter and Dairy Fat Spreads. Chapter in book: Dairy Fat Products and Functionality. Springer Cham, 2020. https://doi.org/10/.1007/978-3-030-41661-4
  4. Pimpin, L., Wu, J. H. Y., Haskelberg, H., Del Gobbo, L., Mozaffarian, D. (2016). Is butter back? A systematic review and meta-analysis of butter consumption and risk of cardiovascular disease, diabetes, and total mortality. PLoS ONE, 11(6), Article e0158118. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0158118
  5. Ziarno, M., Derewiaka, D., Florowska, A., Szymanska, I. (2023). Comparison of the spreadability of butter and butter substitutes. Applied Sciences, 13(4), Article 2600. https://doi.org/10.3390/app13042600
  6. Nikchian, Z., Ehsani, M. R., Piravi-Vanak, Z., Bakhoda, H. (2020). Comparative analysis of butter thermal behavior in combination with bovine tallow. Food Science and Technology, 597–604. https://doi.org/10.1590/fst.32019
  7. Findik, J., Andic, S. (2017). Some chemical and microbiological properties of the butter and the butter oil produced from the same raw material. LWT, 86(5), 233–239. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.08.002
  8. Muir, D. D., Banks, J. M. (2003). Factors affecting the shelf-life of milk and milk products. Chapter in a book: Dairy Processing: Improving Quality. Woodhead Publishing, 2003. https://doi.org/10.1533/9781855737075.1.185
  9. Гусева, Т. Б., Солдатова, С. Ю., Караньян, О. М. (2020). Органолептическая оценка масла сливочного. Особенности проведения и интерпретации результатов. Бюллетень науки и практики, 6(9), 222–228. https://doi.org/10.33619/2414-2948/58/22
  10. Свириденко, Г. М., Захарова, М. Б., Иванова, Н. В. (2021). Оценка микробиологических рисков в сливках как сырье для маслоделия. Пищевые системы, 4(4), 259–268. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-4-259-268
  11. Свириденко, Г. М., Захарова, М. Б., Иванова, Н. В., Смирнова, О. И. (2019). Влияние споровых микроорганизмов на качество сырья для производства продуктов маслоделия. Сыроделие и маслоделие, 5, 42–45. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-5-42-45
  12. Ram, B., Borah, A. (2022). Potential sources of butter and their significance: A review. The Pharma Innovation Journal, SP11(6), 1004–1011.
  13. Vioque-Amor, M., Gómez-Díaz, R., Del Río-Celestino, M., Avilés-Ramírez, C. (2023). Butter from different species: Composition and quality parameters of products commercialized in the South of Spain. Animals, 13(22), Article 3559. https://doi.org/10.3390/ani13223559
  14. Simonenkova, A. P., Mamaev, A. V., Masalov, V. N., Luneva, O. N., Demina, E. N., Sergeeva, E. Yu. (February 26–29, 2021). Evaluation of the quality and safety of butter with an antioxidant complex of natural origin (birch bark extract and Aloe Vera). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials, Voronezh, Russian Federation, 2021. https://doi.org/10.1088/1755–1315/640/3/032004
  15. Соболева, Н. В., Почапская, В. В., Хамитова, Я. Р., Кизаев, М. А., Дубовскова, М. П. (2020). Сравнительная оценка качества масла сливочного. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 6(86), 236–240. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2020-86-6-236-240
  16. Cheng, S., Li, W., Wu, S., Ge, Y., Wang, C., Xie, S. et al. (2023). Functional butter for reduction of consumption risk and improvement of nutrition. Grain and Oil Science and Technology, 6(4), 172–184. https://doi.org/10.1016/j.gaost.2023.09.001
  17. Вышемирский, Ф. А. (2010). Производство масла из коровьего молока в России. СПб: ГИОРД, 2010.
  18. Топникова, Е. В. (2020). Основные процессы при изготовлении масла из сливок разными методами. Молочная промышленность, 5, 50–53. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-05-50-53
  19. Deosarkar, S. S., Khedkar, C. D., Kalyankar, S. D. (2016). Butter: Manufacture. Chapter in a book: Encyclopedia of Food and Health. Academic Press, 2016. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384947-2.00094-5
  20. Lindsay, D., Robertson, R., Fraser, R., Engstrom, S., Jordan, K. (2021). Heat induced inactivation of microorganisms in milk and dairy products. International Dairy Journal, 121, Article 105096. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.105096
  21. Kharkhota, M., Hrabova, H., Kharchuk, M., Ivanytsia, T., Mozhaieva, L., Poliakova, A. et al. (2022). Chromogenicity of aerobic spore-forming bacteria of the Bacillaceae family isolated from different ecological niches and physiographic zones. Brazilian Journal of Microbiology, 53(3), 1395–1408. https://doi.org/10.1007/s42770-022-00755-9
  22. Martin, N. H., Quintana-Pérez, F. M., Evanowski, R. L. (2023). Sources, transmission, and tracking of sporeforming bacterial contaminants in dairy systems. JDS Communications, 5(2), 172–177. https://doi.org/10.3168/jdsc.2023-0428
  23. Blackburn, C. de W. (2006). Food Spoilage Microorganisms. Woodhead Publishing, 2006.
  24. André, S., Vallaeys, T., Planchon S. (2017). Spore-forming bacteria responsible for food spoilage. Research in Microbiology, 168(4), 379–387. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2016.10.003
  25. Boor, K. J., Wiedmann, M., Murphy, S., Alcaine, S. (2017). A 100-Year Review: Microbiology and safety of milk handling. Journal of Dairy Science, 100(12), 9933–9951. https://doi.org/10.3168/jds.2017-12969
  26. Sadiq, F. A., Li, Y., Liu, T. J., Flint, S., Zhang, G., Yuan, L. et al. (2016). The heat resistance and spoilage potential of aerobic mesophilic and thermophilic spore forming bacteria isolated from Chinese milk powders. International Journal of Food Microbiology, 238, 193–201. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2016.09.009
  27. De Jonghe, V., Coorevits, A., De Block, J., Coillie, E. V., Grijspeerdt, K., Herman, L. et al. (2010). Toxinogenic and spoilage potential of aerobic spore-formers isolated from raw milk. International Journal of Food Microbiology, 136(3), 318–325. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2009.11.007
  28. Moschonas, G., Lianou, A., Nychas, G.-J. E., Panagou, E. Z. (2021). Spoilage potential of Bacillus subtilis in a neutral-pH dairy dessert. Food Microbiology, 95, Article 103715. https://doi.org/10.1016/j.fm.2020.103715
  29. Odeyemi, O. A., Alegbeleye, O. O., Strateva, M., Stratev, D. (2020). Understanding spoilage microbial community and spoilage mechanisms in foods of animal origin. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(2), 311–331. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12526
  30. Martin, N. H., Torres-Frenzel, P., Wiedmann, M. (2021). Invited review: Controlling dairy product spoilage to reduce food loss and waste. Journal of Dairy Science, 104(2), 1251–1261. https://doi.org/10.3168/jds.2020-19130
  31. Lücking, G., Stoeckel, M., Atamer, Z., Hinrichs, J., Ehling-Schulz, M. (2013). Characterization of aerobic spore-forming bacteria associated with industrial dairy processing environments and product spoilage. International Journal of Food Microbiology, 166(2), 270–279. http://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2013.07.004
  32. Hebishy E., Yerlikaya, O., Mahony, J., Akpinar, A., Aygili, D. S. (2023). Microbiological aspects and challenges of whey powders -I thermoduric, thermophilic and spore-forming bacteria. International Journal of Dairy Technology, 76(4), 779–800. https://doi.org/10.1111/1471-0307.13006
  33. Hebishy, E., Yerlikaya, O., Reen, F. J., Mahony, J., Akpinar, A., Saygili, D. et al. (2024). Microbiological aspects and challenges of dairy powders — II: Biofilm/ biofouling. International Journal of Dairy Technology, 77(3), 691–712. https://doi.org/10.1111/1471-0307.13076
  34. Holt, J. G., Krieg, N. R., Sneath, P. H. A., Staley, J. T., Williams, S. T. (1994). Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Williams and Wilkins, Baltimore, 1994.
  35. Burgess, S. A., Lindsay, D., Flint, S. H. (2010). Thermophilic bacilli and their importance in dairy processing. International Journal of Food Microbiology, 144, 215–225. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.09.027
  36. Deeth, H. C. (2019). Milk lipids: Lipolysis and hydrolytic rancidity. Chapter in a book: Reference Module in Food Science. Elsevier, 2019. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100596-5.00925-2
  37. Feliciano, R. J., Boué, G., Membré, J.-M. (2020). Overview of the potential impacts of climate change on the microbial safety of the dairy industry. Foods, 9(12), Article 1794. https://doi.org/10.3390/foods9121794
  38. Notermans, S., in’t Veld, P. (1994). Microbiological challenge testing for ensuring safety of food products. International Journal of Food Microbiology, 24(1–2), 33–39. https://doi.org/10.1016/0168-1605(94)90104-x
  39. Pokorny, J., Dieffenbacher, A. (1989). Determination of 2-thiobarbituric acid value: Direct method — results of a collaborative study and the standardised method. Pure and Applied Chemistry, 61(6), 1165–1170. https://doi.org/10.1351/pac198961061165
  40. Свириденко, Г. М., Иванова, Н. В., Захарова, М. Б., Смирнова, О. И. (2019). Влияние дрожжей на качество и хранимоспособность сливок — сырья для продуктов маслоделия. Сыроделие и маслоделие, 3, 54–56. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2019-3-54-56
  41. Murphy, S. I., Kent, D., Martin, N. H., Evanowski, R. L., Patel, K., Godden, S. M. et al. (2019). Bedding and bedding management practices are associated with mesophilic and thermophilic spore levels in bulk tank raw milk. Journal of Dairy Science, 102(8), 6885–6900. https://doi.org/10.3168/jds.2018-16022

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Sviridenko G.M., Zakharova M.B., Topnikova E.V., 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».