HIGIJENA U PROIZVODNJI I PRERADI MLIJEKA

Preuzimanja

Uvod i definicije

Stari Grci su već prije 4000 godina spoznali pojam higijene. Asklepios (Asklepije), bog liječničkog umijeća je svojoj kćeri dao ime Higieia (Higija), a ona je u antičkoj Grčkoj bila božica zdravlja. Na grčkom jeziku njeno ime znači „liječiti“, „donijeti zdravlje“. Stari Grci smatrali su je zaštitnicom ili personifikacijom zdravlja, a ime joj je sačuvano do danas u riječi „higijena“. Higijenom označavamo niz mjera i postupaka vezanih uz čistoću, red i urednost koje osiguravaju zdravlje pa je higijena tako postala dio preventivne medicine. Zdravlje možemo definirati kao tjelesno, duhovno i socijalno blagostanje. Higijena je veliki dio našeg svakodnevnog života, od osobne higijene, higijene stanovanja, higijene okoline, higijene prehrane. U tom kontekstu treba promovirati i higijenu koju zaslužuju domaće životinje u našem uzgoju, a služe za proizvodnju mlijeka i mesa. Higijena u proizvodnji i preradi mlijeka ima odlučujući značaj zbog sve većih zahtijeva za kvalitetom, trajnosti, zdravstvenom ispravnosti i sigurnosti mliječnih proizvoda. Zahtjevi tržišta za ovim svojstvima mliječnih proizvoda su sve veći i zbog toga se uvodi koncept „osiguranje kvalitete“ koji traži ovladavanje proizvodnim procesom i potpuni nadzor nad njim od početka do isteka trajanja proizvoda na tržištu. Klasična kontrola proizvoda u vlastitom laboratoriju i u akreditiranim laboratorijima ostaje i dalje alat koji podržava koncept osiguranja kvalitete, prema ISO standardima. Borba za zdravstveno ispravan mliječni proizvod počinje na pašnjaku, njivi i staji. To je primarni dio proizvodnje koji je također važan integralni dio HACCP sustava.

Definicije:

Čišćenje/pranje– uklanjanje prljavštine, ostatka hrane, masnoće i ostalih nečistoća
Kontaminant – svako biološko ili kemijsko sredstvo, strana tvar ili supstance koje nisu namjerno dodane hrani, koje bi mogle ugroziti zdravstvenu ispravnost i prikladnost hrane za konzumaciju.
Kontaminacija – unošenje ili pojava kontaminanata u hrani ili okolini u kojoj se hrana nalazi.
Dezinfekcija – smanjivanje broja mikroorganizama u okolini, kemijskim sredstvima i/ili fizičkim metodama, na razinu koja ne ugrožava zdravstvenu ispravnost i prikladnost hrane za konzumaciju.
Tvornički objekti – bilo koji objekt ili prostor gdje se rukuje hranom i okoliš koji se nalazi pod kontrolom iste uprave.
Higijena hrane – svi uvjeti i mjere potrebni za osiguranje zdravstvene ispravnosti i prikladnosti hrane ( za konzumaciju).
Opasnost – biološko, kemijsko ili fizičko sredstvo u hrani, ili stanje hrane, koje bi moglo imati negativno djelovanje na zdravlje.
Rizik – – označuje vjerojatnost da se u radnom procesu prisutna potencijalna opasnost ostvari kao ozljeda ili bolest. Opasnost je kvalitativan pojam, a rizik je kvantitativno izražena mogućnost da postojeća opasnost doista i dovede do oštećenja zdravlja.
HACCP – sustav koji identificira, procjenjuje i kontrolira opasnosti koje su značajne za zdravstvenu ispravnost hrane.
Rukovatelj hranom – – svaka osoba koja direktno rukuje zapakiranom ili nezapakiranom hranom, opremom i priborom koji se koriste u radu s hranom ili dolazi u kontakt s površinama koje dolaze u kontakt s hranom, i od koje se zato očekuje da ispunjava uvjete higijene hrane.
Zdravstvena ispravnost hrane – jamstvo da hrana neće negativno djelovati na potrošača, ako se priprema i/ili konzumira na način koji je za tu hranu predviđen.
Prikladnost hrane – – jamstvo da je hrana prihvatljiva za ljudsku konzumaciju na način koji je za tu hranu predviđen.
Primarna proizvodnja – – faze u prehrambenom lancu do i uključujući, npr. žetvu, klanje, mužnju, ulov (riba).
Hrana – prehrambeni proizvod (pojam pokriva cijeli prehrambeni lanac – od sirovina, eventualnih dodanih sastojaka do gotovog proizvoda koji se konzumira).

Opasnosti koje se mogu prenijeti kontaminiranim mlijekom

Opasnost je sve ono što može naškoditi potrošaču mliječnih proizvoda. Opasnosti mogu biti fizičke prirode, kemijske tvari, radioaktivne tvari i strani mikroorganizmi kao mikrobiološka opasnost.

Fizikalne opasnosti

Kemijske opasnosti

Radioaktivne tvari

Mikrobiološke opasnosti

Mikroorganizmi općenito i bakterije kao dio tog svijeta imaju vrlo značajnu ulogu u mljekarstvu i to pozitivnu, ali i u negativnom smislu, gledano s naše pozicije.

Slika 2. Sferne bakterije (koki) javljaju se u različitim formacijama

Slika 3. Bakterije u obliku štapića i spirale

Bakterije su jednostanični mikroorganizmi koji se množe, reproduciraju dijeljenjem roditeljske stanice na dvije međusobno jednake mlade stanice, koje se nakon nekog vremena podijele na isti način. Takav način množenja nazivamo binarna fisija ili dioba na dva dijela. Veličina im je u prosjeku 0,5 do 5 mikrometara. Bakterije možemo vidjeti i proučavati pod mikroskopom uz povećanje od tisuću puta, Slika 4.

Slika 4. Morfološki izgled bakterijske stanice

Bojenjem po Gramu bakterije se dijele na Gram pozitivne (plave) i Gram negativne (crvene), a to je posljedica bitno drugačije strukture stanica, odnosno kemijskog sastava stanične stjenke. Razlika u sastavu stanične stjenke donosi se na razliku u otpornosti prema antibioticima što znači da neki antibiotici djeluju na Gram pozitivne ali ne na Gram negativne bakterije. Zbog toga bojenje po Gramu ima veliki značaj u mikrobiologiji. Mnoge bakterije se mogu aktivno kretati u tekućem mediju. Rodovi Bacillus i Clostridium mogu u nepovoljnim uvjetima stvoriti vrlo otporne spore koje ih čuvaju i štite do trenutka kada se stvore uvjeti za aktivni život. Spore se mogu uništiti u autoklavu pomoću vodene pare zagrijane na 120°C u vremenu od 20 do 30 minuta. Neke bakterije stvaraju kapsule od sluzi koja ih štiti od isušivanja i može ih povezati u kompaktne slojeve na stjenkama cjevovoda, ako se cijevi ne peru redovito. Rast takvih bakterija u mlijeku čini mlijeko viskoznim, sluzavim i nitastim. Bakterije za svoj rast trebaju hranjive tvari kao i sva živa bića, a osnovni izvori hrane su im organski spojevi; proteini, masti i ugljikohidrati. Nabrojene tvari služe bakterijama za izgradnju stanica i dobivanju energije. Također, potrebni su im elementi u tragovima te vitamini, a navedene tvari moraju biti topive u vodi i imati malu molekularnu masu da bi mogle proći kroz citoplazmatsku membranu i ući u stanicu bakterije pa prema tome bakterije za svoj rast trebaju i vodu. Mlijeko je idealan medij za rast raznih vrsta bakterija i drugih mikroorganizama jer sadrži 87,5 % vode i sve njima potrebne hranjive tvari u izobilju. Mikroorganizmi mogu živjeti u simbiozi, što znači da pomažu jedni drugima. Suprotno tome neki mikroorganizmi proizvode tvari koje inhibiraju rast drugih mikroorganizama, a to se naziva antibioza.

Oblici bakterija

OKRUGLI oblici (koki – coccos=jezgra) – podsjećaju na loptice. Mogu biti pojedinačni i to su monokoki (monococcus). Nakon diobe stanice mogu ostati zajedno i nastaju diplokoki (diplococcus). Streptokoki grč. streptos=lanac – nastaju kada nakon diobe kuglaste bakterije ostaju zajedno tvoreći kraće ili dulje lance. Stafilokoki (Staphylococcus) – nastaju kada nakon diobe kuglaste bakterije ostaju zajedno tvoreći oblik grozda. Tetrakoki (Tetracoccus) – kada nakon diobe zajedno ostaju po dva para kuglastih bakterija. Sarcina je oblik koji nastaje kada nakon diobe zajedno ostaje osam kuglastih stanica u obliku “paketića”.
ŠTAPIĆASTI oblici (bacili – bacillus) – mogu biti kratki ili dugi, tanki ili debeli, tj. različite duljine i promjera, tupih ili zašiljenih krajeva. Najčešće se pojavljuju pojedinačno. Ako se nakon diobe štapići ne razdvajaju već ostaju u parovima zovu se diplobacili (diplobacillus). . Sterptobacili (streptobacillus) nastaju kada štapićaste stanice nakon diobe tvore duže ili kraće lance.Palisade nastaju kada su nakon diobe štapići poredani usporedno i nalikuju na plot od kolaca.
IZVIJENI oblici se razlikuju prema načinu izvijenosti:
- vibrioni – kratki oblici u vidu zareza
- spirili – duži oblici sa dva ili više zavoja, najčešće u obliku slova S
- spirohete – oblici sa oštrim i većim brojem zavoja
KONČASTI oblici predstavljaju poseban oblik bakterija. Tu spadaju npr. aktinomicete (više zrakaste bakterije). One se nalaze na prijelazu između bakterija i plijesni. Imaju razgranati končasti oblik. Sumporne i željezne bakterije pripadaju končastim oblicima.
OSTALI oblici: npr. astra (stella) – zvjezdasti oblik; arcula – četvrtasti oblik

Aktivitet vode (a_w)

Temperatura

– je najjači pojedinačni faktor rasta i množenja bakterija, a time i kvarenja hrane. Bakterije se mogu reproducirati unutar određenih temperaturnih granica koje se razlikuju od vrste do vrste. U principu, bakterije mogu rasti pri temperaturama između točke ledišta vode i temperature pri kojoj se koaguliraju proteini u citoplazmi. Optimalne temperature rasta leže između maksimalnih i minimalnih temperatura, odnosno gornje i donje granice. To je temperatura pri kojoj se određena vrsta bakterije najbrže množi. Temperature ispod minimuma zaustavljaju rast, ali ne ubijaju bakterije. Životne funkcije bakterija skoro potpuno prestaju pri temperaturi blizu točke smrzavanja vode. Bakterijske stanice sadrže od 75 do 98 % vode, stoga kada temperatura padne ispod ledišta vode, voda u bakterijskoj stanici se zamrzne pa bakterija više ne može apsorbirati hranjive tvari iz okoline kroz staničnu membranu, te ona ulazi u stanje preživljavanja. Točka ledišta mlijeka iznosi – 0,517°C, što znači da je mlijeko do te temperature još uvijek tekućina. Ako se temperature povise iznad maksimuma toplina će brzo ubiti bakterije. Većina stanica ugiba za nekoliko sekundi nakon što su izložene temperaturi od 70°C. Neke bakterije preživljavaju zagrijavanje na 80°C kroz 5 minuta, iako ne formiraju spore. Za uništavanje bakterijskih spora treba puno više topline. Tretman sa vodenom parom pri 120°C kroz 30 minuta osigurava uništenje svih spora. Taj učinak se postiže i suhom toplinom, ali pri temperaturi od 160°C u trajanju od dva sata.

Slika 6. i 7. Temperaturni uvjeti za bakterijski rast

Bakterije se mogu podijeliti u četiri kategorije obzirom na raspon temperatura koje preferiraju. Psihrofilne (vole hladno) bakterije rastu dobro pri 0°C, optimalne temperature su im oko 12 – 15°C i maksimalne ispod 20°C. Psihrotrofne (toleriraju hladno) bakterije su mezofilni sojevi koji se mogu množiti pri temperaturama komercijalnih hladnjaka, a optimalne temperature su im oko 20 – 30°C. Mezofilne bakterije imaju minimalne temperature oko 10°C i generalno optimum 30-35°C a maksimum pri oko 50°C. To je najčešći temperaturni profil rasta bakterija. U tom temperaturnom intervalu može rasti oko 90% svih bakterija. Termofilne (vole vruće) bakterije imaju optimum rasta pri temperaturama od 55 – 65°C. Minimalna temperatura je oko 37°C a maksimalna oko 70°C. Psihrotrofne bakterije su od posebnog interesa za mljekarstvo jer se mikrobiološka aktivnost mlijeka na farmama i mlijeku u trgovinama odvija pri temperaturama od 7 °C i nižima! Zato bi se pomuženo mlijeko trebalo ohladiti na temperaturu od 2°C.

Kisik

Svjetlost

Kiselost ( pH vrijednost)

Razmnožavanje bakterija

Biokemijska aktivnost

Razgradnja ugljikohidrata

Razgradnja proteina

Razgradnja masti

Patogeni mikroorganizmi u sirovom mlijeku

Neki mikroorganizmi mogu uzrokovati trovanje hranom (patogeni mikroorganizmi), bilo intoksikacijom i/ili infekcijom. Intoksikacija znači proizvodnju otrova (toksina) u hrani prije konzumacije te hrane. Infekcija znači ulazak, smještanje, aktivni rast i razmnožavanje takvih mikroorganizama u ljudskom tijelu. Često treba veliki broj patogena da bi izazvali infekciju. Ponekad, kao u slučaju, Salmonella typhimurium, MID (minimalna infektivna doza) može biti samo jedna bakterija. Patogene bakterije uzrokuju bolesti kod ljudi, životinja i biljaka.

Patogeni u mlijeku

Bakterije u mlijeku

Od krave – mlijeko je zapravo sterilno kada se izlučuje u vimenu. Ipak, prije nego što izađe iz vimena mlijeko se kontaminira bakterijama koje prodiru izvana u sisni kanal i te bakterije su u normalnim okolnostima bezopasne i malobrojne, do nekoliko stotina po mililitru. U slučaju bakterijske upale vimena (mastitis)mlijeko se može kontaminirati s velikim brojem bakterija, pa i patogenima i tako postaje nepodobno za uporabu. Takvo stanje vimena također uzrokuje velike patnje kravi. U slučaju mastitisa koncentracija bakterija u sisnom kanalu je velika pa se veliki broj ispire na početku mužnje u prvim mlazevima i iz tog razloga se prvi mlazevi iz svake sise sakupe u odvojene posude sa crnom podlogom.

Slika 15. Ulazak bakterija kroz sisni kanal i izazivanje infekcije

Slika 16. Sakupljanje prvih mlazova mlijeka iz svake sise u zasebnu posudu sa crnim poklopcem

U mlijeku krava oboljelih od mastitisa na crnoj podlozi se odmah vide bijele pahulje i grudice kao znak upale vimena. Danas postoje nove metode i testovi za mastatis kao i novi instrumenti za detekciju mastitisa na bazi mjerenja električne vodljivosti odnosno otpora mlijeka. Uvode se nove metode i postupci za određivanje broja somatskih stanica u mlijeku koje su indikacija stanja zdravlja vimena. Somatske stanice su epitelne stanice vimena i stanice krvi (granulociti, limfociti, leukociti). Povećani broj somatskih stanica upućuje na upalu vimena (mastitis). Mlijeko zdravih krava uglavnom sadržava manje od 200 000, ali i manje od 100 000 somatskih stanica/ml. Sirovo mlijeko koje će se toplinski obrađivati može imati maksimalno 400 000 somatskih stanica/ml. Filtriranje mlijeka sa ciljem uklanjanja somatskih stanica je važan postupak jer se time uklanjaju i bakterije nakupljene na epitelnim stanicama.

Kontaminacija na farmi – ovisno o postupanju sa mlijekom na farmi, mlijeko se može kontaminirati sa raznim mikroorganizmima, najviše sa bakterijama. Stupanj zagađenja i sastav bakterijske populacije ovisi o čistoći okoline i čistoći površina sa kojima mlijeko dolazi u kontakt. Najčešće to može biti muzni uređaj odnosno njegovi sastavni dijelovi; sisni sklop, posuda za mlijeko, cjedilo za mlijeko, transportna kanta, laktofriz, miješalica, i sl. Površine koje dolaze u kontakt sa mlijekom su obično veći izvori zagađenja nego samo vime krave. Ukoliko se krave muzu ručno, bakterije mogu ući u mlijeko preko muzača, krave, stelje i zraka u staji. Veličina utjecaja pojedinih faktora ovisi o educiranosti i poznavanju pravila i higijene samoga muzača i načina na kojim se postupa sa kravom. Mnogi od tih uzroka zagađenja mlijeka su eliminirani uvođenjem strojne mužnje. I tu je potreban oprez jer veliki broj bakterija može ući u mlijeko, ako se muzna oprema ne čisti, dezinficira i održava kako treba i propisuje struka.

Bakterije u sirovom mlijeku – mlijeko je vrlo hranjivo i osjetljivo na zagađenje i rast širokog spektra bakterija. Mlijeko s farme sadrži nekoliko tisuća bakterija po ml, ako dolazi s farme na kojoj se provodi higijena. Ukoliko se na farmi čišćenje, pranje, dezinfekcija i hlađenje mlijeka ne provodi ispravno broj bakterija u mlijeku se mjeri u milijunima. Prema tome, svakodnevni postupci u održavanju higijenskih uvjeta na farmi, izmuzištu i hlađenju mlijeka su odlučujući faktor za bakteriološku kvalitetu mlijeka. Maksimalno dopušteni broj živih stanica bakterija u mililitru sirovog mlijeka može biti 100 000 CFU/ml. CFU (Colony-forming unit) znači broj bakterijskih entiteta koji su stvorili vidljive kolonije na hranjivoj podlozi. U optimalnim uvjetima može se postići broj bakterija manji od 20 000 CFU/ ml., i to je približan broj živih bakterija. Temperatura mlijeka pri izlasku iz vimena je oko 37°C. Brzo hlađenje mlijeka do temperature ispod + 4°C do + 2°C jako doprinosi kvaliteti mlijeka na farmi. Također, tretman bitno usporava rast bakterija u mlijeku i tako čuva kvalitetu. Utjecaj temperature na razvoj bakterija u sirovom mlijeku prikazan je na grafu, Slika 17.

Slika 17. Utjecaj temperature na bakterijski rast u sirovom mlijeku

Table 1. Učestalost glavnih grupa bakterija u mlijeku s niskim brojem CFU

Grupa	Učestalost (%)
Mikrokoki	30 – 99
Streptokoki	0 – 50
Asporogeni gram –poz.štapići	< 10
Gram –neg. štapići	< 10
Sporogene bakterije	< 10
ostali	< 10

Čišćenje mljekarske opreme

Aspekti čišćenja – čišćenje mljekarske opreme proizlazi iz tri važna aspekta poslovanja mljekarskih poduzeća:

commercial obligations,
moral obligations,
legal obligations.

Ciljevi čišćenja – kada govorimo o rezultatima čišćenja, stupanj čistoće se definira sljedećim pojmovima:

fizička čistoća – uklanjanje vidljive nečistoće sa svih površina,
kemijska čistoća – uklanjanje ne samo vidljivih nečistoća već mikroskopskih ostataka koji se mogu odrediti mirisom ili okusom, ali ne i prostim okom,
bakterijska čistoća – postiže se dezinfekcijom,
sterilna čistoća – razaranje svih mikroorganizama.

Potrebno je znati da oprema može biti bakteriološki čista, a da nije čista fizički ili kemijski. Površina uređaja za toplinsku obradu mlijeka može ostati prekrivena naslagama mliječnih depozita koje nisu uklonjene u procesu pranja. Takva površina, odnosno uređaj se može sterilizirati, ali treba znati da je mliječni depozit zapravo izolacioni sloj pa će temperature mlijeka za vrijeme toplinske obrade biti niže nego što bi smjele biti. Takva situacija se ne smije dopustiti jer unosi nesigurnost u sami učinak toplinske obrade mlijeka. Zbog toga se uređaji peru do čistog metalnog sjaja radnih površina. Ipak, lakše je postići bakterijsku čistoću ako se tretirana površina najprije učini barem fizički čistom. U postupcima čišćenja u mljekarama ciljevi čišćenja su gotovo uvijek isti, a to je postići kemijsku i bakteriološku čistoću. Zbog toga se površine opreme najprije dobro operu kemijskim detergentima, a zatim dezinficiraju.

Nečistoća -na površinama mljekarske opreme se sastojci mlijeka lijepe i talože u slojevima, a u tim slojevima i na njima se nalaze bakterije koje istu nečistoću koriste kao svoje skrovište.

Slika 18. Depoziti na zagrijanoj površini

Grijane površine – ako se mlijeko zagrijava na temperature iznad 60°C počinje se stvarati mliječni kamenac. Mliječni kamenac je depozit koji se sastoji od kalcijevih i magnezijevih fosfata i karbonata, proteina i masti. Spomenute depozite je lako vidjeti na pločama izmjenjivača topline u sekcijama za zagrijavanje mlijeka i za rekuperaciju topline. Depoziti su čvrsto zalijepljeni za površinu ploča, a boja im je od bijelkaste do smeđe zagorene.

Hladne površine – tanki film mlijeka ostaje u cjevovodima, pumpama, tankovima, ventilima i sl. Kada se sustav isprazni, pranje mora početi što prije je to moguće jer će se u protivnom mliječni film na površinama osušiti i teže će se ukloniti.

Postupci čišćenja -čišćenje i pranje su nekada, a i sada u nekim slučajevima obavljali ljudi s četkama i otopinama detergenata i to je težak, ali ne uvijek efikasan posao jer se produkt može kontaminirati s nepotpuno očišćenih površina opreme. Da bi se postiglo dobro pranje i dezinfekcija svih dijelova proizvodnog postrojenja projektirani su i razvijeni cirkulacioni Cleaning – in – place (CIP ) sustavi koji to omogućuju. Operacije čišćenja se moraju provoditi striktno, sukladno propisanim postupcima i procedurama, da bi se postigao željeni stupanj čistoće. To znači da sve sekvence postupka moraju biti iste svaki put.

Ciklus čišćenja u mljekari obuhvaća sljedeće faze:

povrat ostataka proizvoda struganjem, drenažom i istjerivanjem vodom ili komprimiranim zrakom,
predispiranje s vodom da se ukloni preostala nečistoća,
pranje detergentom,
ispiranje čistom vodom,
dezinfekcija toplinom (vruća voda) ili sa kemijskim sredstvom (opcija); ako je taj korak uključen ciklus završava s konačnim ispiranjem sa kvalitetnom vodom.

Svaka faza zahtijeva određeno vrijeme da se postigne prihvatljivi rezultat.

Povrat ostataka proizvoda – svi ostatci proizvoda iz proizvodnih linija uređaja moraju se na kraju proizvodnog procesa ispustiti i prikupiti. To se odnosi na spremnike, cjevovode, ventile i strojeve kao što je stroj za proizvodnju maslaca.

Time se postiže sljedeće:

smanjuju se gubitci proizvoda,
olakšava čišćenje,
smanjuje se opterećenje otpadnih voda.

Prije početka čišćenja (pranja) preostalo mlijeko se vodom istjera iz proizvodnih linija.

Pretpranje vodom -se provodi što je prije moguće nakon prestanka proizvodnje, jer bi se s vremenom ostaci mlijeka osušili i zalijepili za površine i tako otežali pranje. Ostaci mliječne masti se mnogo lakše ispiru ako je voda za predpranje topla, ali temperatura ne smije prijeći 55°C, da bi se izbjegla koagulacija proteina. Pretpranje se mora nastaviti sve dok voda na izlazu iz sustava ne postane bistra. Svaka preostala nečistoća povećava potrošnju detergenta. Dobrim predpranjem može se ukloniti 90 % neskorenih ostataka, odnosno 99 % ukupnih ostataka.

Pranje sa detergentom – nečistoća na grijanim površinama se normalno pere s lužnatim i kiselim detergentima, tim redom. Nakon lužine se objekt pranja ispere vodom.

Hladne površine se normalno peru s lužinom i samo povremeno s kiselim sredstvom. Osnovna tvar u lužnatim detergentima je natrijeva lužina (NaOH ). Da bi se ostvario bolji kontakt između otopine NaOH i filma nečistoće, detergentu se dodaju tvari koje smanjuju površinsku napetost vode i tako poboljšavaju močenje. Detergenti također moraju omogućiti disperziju nečistoće i zatvaranje suspendiranih čestica u kapsule i tako spriječiti flokulaciju, a da bi se osigurali zadovoljavajući rezultati s određenom otopinom detergenta, moraju se pažljivo kontrolirati važne varijable:

koncentracija otopine detergenta,
temperatura otopine detergenta,
mehanički efekt na tretiranu površinu (brzina strujanja),
trajanje pranja (vrijeme).

Koncentracija detergenta – količina detergenta u otopini mora se podesiti na ispravnu koncentraciju prije početka pranja, dok za vrijeme pranja otopina se razrjeđuje s vodom od ispiranja i ostacima mlijeka. Može se dogoditi i djelomična neutralizacija u sustavu. Zbog toga je potrebno provjeravati koncentraciju detergenta za vrijeme pranja. Ukoliko se provjera ne čini to može ozbiljno utjecati na rezultat pranja. Provjeravati se može ručno ili automatski. Doziranje mora uvijek biti prema uputama dobavljača jer povećanje koncentracije ne mora poboljšati učinak pranja već može imati i suprotan učinak, zbog pojačanog pjenjenja. Uporaba prevelike količine detergenta čini pranje nepotrebno skupljim.

Temperatura detergenta – efikasnost otopine detergenta u pravilu se povećava porastom temperature. Miješani detergenti uvijek imaju optimalnu temperaturu koja se mora primijeniti u procesu pranja. Praksa je pokazala da se pranje sa alkalnim detergentom mora provesti pri istoj temperaturi kojoj je bio izložen proizvod, ali ne manjoj od 70°C. Za pranje sa kiselim detergentima preporučuju se temperature od 68 – 70 °C.

Mehanički efekt pranja – kod ručnog pranja se za postizanje struganja nečistoća s površina koriste četke. Kod mehaniziranog pranja cjevovoda, tankova i ostale procesne opreme mehanički učinak daje brzina strujanja otopine detergenta. Potisne pumpe za detergente su dimenzionirane za veće kapacitete nego pumpe za produkt, jer se u cijevima moraju postići brzine strujanja od 1,5 – 3 m/s. Pri tim brzinama je strujanje vrlo turbulentno i takav mehanizam strujanja rezultira dobrim efektom struganja na površinama opreme.

Slika 19. Učinak mehaničkog čišćenja

Vrijeme pranja – s detergentom se mora pažljivo odrediti da bi se postigao optimalni učinak. Istovremeno se moraju uzeti u obzir troškovi električne energije, grijanja, vode i rada. Sa druge strane nije dovoljno samo protjerati otopinu detergenta kroz sustav cjevovoda nego detergent mora cirkulirati dovoljno dugo da bi se nečistoća otopila. Vrijeme potrebno da bi se to postiglo ovisi o debljini depozita i temperaturi otopine detergenta. Ploče izmjenjivača topline sa skorenim koaguliranim proteinima moraju se tretirati s dušičnom kiselinom u cirkulaciji oko 20 minuta. Za otapanje mliječnog filma na stjenkama tankova dovoljno je 10 minuta tretirati s alkalnim sredstvom.

Ispiranje sa čistom vodom – nakon pranja detergentom površine se moraju ispirati vodom dovoljno dugo da se uklone svi tragovi detergenta. Ostaci detergenta zaostali u sustavu nakon pranja mogu kontaminirati mlijeko. Svi dijelovi sustava se nakon ispiranja moraju potpuno isušiti, a za ispiranje treba koristiti omekšanu vodu. Tako se sprečava stvaranje kamenca na opranim površinama. Tvrdu vodu s visokim sadržajem kalcijevih soli treba omekšati na ionskim izmjenjivačima na 2 – 4° dH (Njemački stupnjevi tvrdoće). Nakon tako provedenog postupka su oprema i cjevovodi praktično sterilni.

Dezinfekcija – učinak bakteriološkog čišćenja se može unaprijediti samo dezinfekcijom cijelog sustava.

Mljekarska oprema se može dezinficirati na dva načina:

toplinska dezinfekcija ( vrela voda, vruća voda, para),
kemijska dezinfekcija( jodofori, vodikov peroksid, peroksi octena kiselina…).

Dezinfekcija se može provesti ujutro, neposredno prije početka rada sa mlijekom. Mlijeko se može primiti čim se dezinficijens potpuno ukloni iz sustava.

CIP(cleaning – in – place) – sustavi su integralni dio manjih, srednjih i velikih proizvodnih sustava, Slika 20. Voda za ispiranje, otopine detergenata i vruća voda za dezinfekciju cirkuliraju kroz tankove, cijevi i procesne linije bez da se oprema rastavlja, u zatvorenim krugovima pranja. Tehnologija CIP – a je posebno područje koje uključuje cijeli niz znanstvenih i tehničkih disciplina. Higijenu u procesu proizvodnje i prerade mlijeka moramo promatrati u cjelini kao vrlo važan faktor u postizanju konačnog cilja, a to je kvalitetan mliječni proizvod. Preduvjet za kvalitetan mliječni proizvod je prije svega kvalitetno mlijeko.

Slika 20. Princip rada centralnog CIP sustava

Dobar mliječni proizvod mora imati:

dobar izgled,
privlačan miris,
dobar okus,
prehrambenu vrijednost,
zdravstvena ispravnost,
rok trajanja.

Za postizanje tih ciljeva potreban je interdisciplinarni pristup koji obuhvaća agronomiju, veterinu, tehnologiju prerade mlijeka i kemiju sredstava za pranje i dezinfekciju. Sve ove discipline imaju i svoje važne građevinske, strojarske i nadzorno upravljačke komponente. U nastavku ćemo analizirati sve moguće uzroke kontaminacije mlijeka u procesu od staje do gotovog proizvoda s težištem na mikrobiološku i kemijsku kontaminaciju.

Najvažniji utjecaji na kvalitetu proizvedenog mlijeka

Proizvodnja mlijeka počinje sa ishranom muznih krava, a završava s čišćenjem i dezinfekcijom opreme za mužnju i hlađenje mlijeka.

Zbog toga proizvođač mlijeka mora ovladati slijedećim procesima:

proizvodnja krmiva,
ishrana,
mužnja,
cijeđenje,
hlađenje mlijeka,
čišćenje i dezinfekciju opreme za mužnju i hlađenje mlijeka.

Slika 21. Priprema krave za mužnju koja uključuje čišćenje i masažu vimena

Pri tome mora poznavati utjecaj tehnologije uzgoja u cjelini i brinuti se za vlastitu higijenu.

Slika 22. Protok mlijeka u sustavu trenutnog hlađenja od krave sve do spremnika za hlađenje

Također mora poznavati moguće uzroke kontaminacije mlijeka te umanjiti njihovo djelovanje, to znači:

kontrola zdravstvenog stanja muznih krava, posebno vimena,
izuzimanje prvih mlazeva mlijeka,
čišćenje i dezinfekciju sisa prije mužnje i dezinfekciju neposredno nakon mužnje,
pravilna rutina mužnje,
procjeđivanje i brzo hlađenje mlijeka, Slika 23.

Slika 23. Rashladni spremnik s miješalicom i jedinicom za hlađenje

IDodatno mora brinuti za:

osobnu higijenu,
higijenu u staji,
čistoću opreme za mužnju.

Neočišćena oprema za mužnju je potencijalno najjači i najopasniji izvor kontaminacije mlijeka s mikroorganizmima stoga je čistoća opreme najvažniji uvjet za sprečavanje mikrobne kontaminacije. Odakle i u kojoj mjeri dolaze mikroorganizmi u mlijeko? Izvor mikroorganizama u mlijeku prikazan je u Tablici 1.

Tablica 2. Izvor mikroorganizama u mlijeku

Izvor	Broj na ml pomuženog mlijeka
Zrak u staji	do 15000
Ruke	do nekoliko tisuća
Sise-površina	do 20000
Sisni kanal	do 1000
Oboljele četvrti (uklj. patogene)	do 20000
Oprema za mužnju	nekoliko tisuća do nekoliko milijuna

Iz prikazanih podataka u tablici 1 može se zaključiti da je uzaludan sav ostali trud ako se zanemari čišćenje i dezinfekcija opreme za mužnju.

Najčešći izvori kontaminacije sirovog mlijeka -pri ručnoj mužnji se mlijeko najčešće onečisti iz stajskog zraka, posude za mužnju i ruku muzača. Nepravilna je također i mužnja sa vlažnim rukama. Pri strojnoj mužnji s pokretnim uređajem su za onečišćenje opasni svi gumeni dijelovi opreme za mužnju. Kada se radi o mljekovodnom sistemu mužnje ( u staji ili izmuzištu ) osim same muzilice važne su slavine na mljekovodu, spojnice mljekovoda, mljekovod i spojna mjesta na sabirnoj posudi za mlijeko. Pažnja se mora posvetiti i opremi za prihvat, hlađenje i čuvanje mlijeka; mljekarskoj kanti, laktofrizu, odnosno pločastom hladnjaku i cisternama za ohlađeno mlijeko. Poslije svake mužnje, odnosno predaje mlijeka, mora se oprema korektno očistiti i dezinficirati.

Učinak čišćenja je ovisan o više čimbenika:

stanje opreme ( posebno gumeni dijelovi koji moraju biti glatki i elastični),
temeljitom odstranjivanju nečistoća s vanjskih površina opreme, sustava za mužnju,
ispiranju sustava za mužnju mlakom vodom odmah nakon mužnje,
kvaliteti i koncentracijama uporabljenih sredstava za čišćenje i dezinfekciju,
temperaturi otopine,
trajanju čišćenja i dezinfekcije,
mehaničkom učinku čišćenja,
izdašnom ispiranju s čistom, pitkom vodom da se isperu ostatci kemijskih sredstava.

Nečistoće u proizvodnji, obradi i preradi mlijeka – proizvodnja mlijeka i mliječnih proizvoda visoke bakteriološke ispravnosti zahtjeva temeljito čišćenje i dezinfekciju svih površina mljekarske opreme i pogona za preradu. Mljekarska oprema je glavni izvor onečišćenja gotovog proizvoda pa rizik raste s povećanjem površine opreme. Čišćenje opreme nakon proizvodnog procesa je nužno jer treba odstraniti nečistoće i mliječne naslage zato što one predstavljaju odličan medij za razmnožavanje mikroorganizama koji bi kontaminirali sljedeću proizvodnju. Poslije čišćenja sve se površine moraju dezinficirati tako da se unište svi mikrobi i enzimi koji su preostali nakon čišćenja. Dezinfekcija loše očišćene opreme je manje efikasna jer nečistoća i ostaci mlijeka čuvaju i štite mikrobe od sredstava za dezinfekciju. Osim navedenog preostale nečistoće mogu inaktivirati dezinficijense. Nečistoće u mljekarama se sastoje od masti, proteina i mineralnih tvari. Na sloj nečistoće se vežu mikrobi, koji se radi pogodnih uvjeta brzo razmnožavaju te za uspješno čišćenje mljekarskih pogona potrebno je uvažiti nekoliko važnih faktora:

dobra konstrukcija i materijali koji se lako i dobro čiste, ukoliko se radi o ostacima svježeg mlijeka, osušenog mlijeka ili zagorenog mlijeka, jer zagoreno mlijeko sadrži denaturirane proteine, emulzije masti i kalcijev fosfat koji otežavaju čišćenje,
voda u procesu čišćenja mora biti mekana jer mineralne soli sa mliječnim komponentama stvaraju mliječni kamenac,
voda mora biti bakteriološki posve ispravna,
otopina za čišćenje mora imati optimalnu temperaturu, ne ispod 33°C pri kojoj se topi mliječna mast,
otopina za čišćenje mora teći turbulentno u cijevima da bi se ostvarili mehanički efekti pranja,
sastav otopine za čišćenje je posebno važan.

Proces čišćenja i dezinfekcije – čišćenje i dezinfekcija su dva povezana postupka procesa sanitacije, a izvode se kao odvojeni postupci. Čišćenjem uklanjamo ostatke namirnice iz proizvodnog sustava, a time i veći dio prisutnih mikroba. Učinak čišćenja može se opisati kao produkt kemije, mehanike, temperature i vremena. Preostale mikrobe uništavamo dezinfekcijom koja slijedi poslije čišćenja. Zbog toga treba dezinficirati prethodno očišćene i isprane površine.

Čišćenje i dezinfekcija se provode u slijedećim koracima:

fizikalno, mehaničko čišćenje; odstranjivanje svih vidljivih nečistoća,
kemijsko čišćenje; uklanjanje vidljivih i prostim okom nevidljivih nedostataka,
ispiranje sredstava za čišćenje,
dezinfekcija,
zadnje ispiranje (osim ako je dezinficijens peroksioctena kiselina).

Sredstva za čišćenje

Voda Voda – sredstva za pranje u mljekarskoj industriji su vodene otopine lužina i kiselina za koje su važne dvije veličine; vodljivost i pH vrijednost. Vodljivost je sposobnost tvari ili otopine da provodi električnu struju dok je pH vrijednost negativni dekadski logaritam koncentracije vodikovih iona u vodenoj otopini. Čista voda ima pH = 7, što znači da je koncentracija vodikovih iona jednaka koncentraciji hidroksilnih iona. Skala pH vrijednosti su jednoznačne, apsolutne brojne vrijednosti od 0 do 14. Dodavanjem kiseline pH vode se snižava, a dodatkom lužine se pH povećava. Kiseline imaju pH vrijednost nižu od 7, a lužine veću od 7. Vodljivost i pH vrijednost imaju važnu ulogu u automatskom vođenju procesa čišćenja u mljekarama. Tvrdoća vode je količina kalcijevih i magnezijevih sulfata i karbonata te hidrogenkarbonata otopljenih u vodi. Tvrdoća vode se izražava u njemačkim stupnjevima tvrdoće i ima određeni značaj u procesima čišćenja. Tvrdoća vode je važna u procesima čišćenja i ispiranja jer se otopljene soli talože kao vodeni kamenac u proizvodnom sustavu. Zbog toga se za čišćenje treba koristiti djelomično omekšana voda.

Sastav sredstava za čišćenje – obzirom na područje pH vrijednosti sredstva za čišćenje dijelimo na alkalna, kisela i neutralna. Alkalna sredstva sadrže alkalije, sekvestrante, kompleksone), tenzide, protupjenila, oksidativne pojačivače i poboljšivače topivosti. Kisela sredstva sadrže kiseline, inhibitore korozije, tenzide ( površinski aktivne tvari ) i protupjenila.

Alkalije – od alkalija se najviše upotrebljava natrijev hidroksid (NaOH). Zbog visoke pH vrijednosti reagira s različitim sastojcima nečistoća tako da ih drugi sastojci lako emulgiraju. U blago alkalnim sredstvima se koristi natrijev karbonat (Na₂CO₃).

Kiseline – najviše se upotrebljava dušična kiselina (HNO₃) i fosforna kiselina (H₃PO₄). Kompleksoni, sekvestranti, tenzidi i ostali dodatci poboljšavaju efekte pranja i sprečavaju eventualne negativne posljedice uporabe sredstava za pranje. Koncentracija aktivnih tvari u sredstvu za čišćenje se provjerava alkalimetrijom i acidimetrijom uz odgovarajuće indikatore.

Dezinficijensi -za uporabu u mljekarskoj industriji moraju zadovoljiti čitav niz zahtjeva:

širok spektar djelovanja,
brzo djelovanje pri niskim temperaturama,
niska toksičnost,
dobro ispiranje,
ekološka prihvatljivost,
nekorozivnost,
zaostaci sredstva ne smiju škoditi proizvodu,
mogućnost automatske kontrole koncentracije,
dobra stabilnost koncentrata i radnih otopina.

Vodikov peroksid – Komercijalna sredstva sadrže 35, 50 i 70 % H2O2. Vodikov peroksid mora biti dobro stabiliziran, vrlo čist i kvalitetan. Vodikov peroksid se raspada na vodu i nascentni aktivni kisik. Djeluje oksidativno na biološki aktivne stanične sustave i uništava ih ireverzibilno, što uzrokuje odumiranje stanica. Upotrebljava se pri temperaturama većim od 50°C i ekološki je prihvatljiv.

Peroksioctena kiselina (POK) – je dezinficijens koji djeluje oksidativno, ima visoki oksidacijski potencijal. Danas stabilizirana formulacija s 15 % POK u ravnotežnom sistemu s vodikovim peroksidom, vodom i octenom kiselinom. POK reagira sa proteinima stanične stjenke membrane. Ulazi u stanicu kao slaba kiselina i tu razara enzimske sustave i nukleinske kiseline. Djeluje na sve vrste mikroorganizama, bakterijske spore i viruse. Raspada se na aktivni kisik, vodu i octenu kiselinu pa se mora ispirati iz proizvodnih sustava.

Kvarterni amonijevi spojevi – su površinski aktivne tvari (tenzidi) koji se adsorbiraju na površinu mikroorganizama i snižavanjem površinske napetosti vode utječu na permeabilnost membrane. Time se mijenja površinska struktura stanice, otkazuju funkcije stanične membrane i stanica odumire. Zbog drugačije strukture stanične stijenke slabije djeluju na gram negativne bakterije.

Aldehidi – su spojevi koji reagiraju s amino skupinama aminokiselina. Dolazi do ireverzibilnih promjena, oštećenja u staničnoj stijenci i odumiranja stanice. Navedeni dezinficijensi se najčešće koriste u mljekarstvu. Za male pogone se na tržištu nalaze nova ekološki prihvatljiva sredstva za pranje i dezinfekciju.

Načini čišćenja – dva načina čišćenja:

CIP postupak ( cleaning in place )
COP postupak ( cleaning out place )

CIP postupak– je poluautomatsko ili potpuno automatsko unutarnje čišćenje proizvodnih sustava bez demontaže.

Razlikujemo:

jednostavne zatvorene sustave ( cirkulacija),
manje CIP sustave za „ izgubljeno čišćenje“,
potpuno automatske CIP uređaje s povratom otopina za čišćenje, a proces se kontrolira na temelju vodljivosti i pH vrijednosti.

Prednosti CIP-a su: veća kvaliteta čišćenja, veća sigurnost, nadzor nad troškovima.

COP postupak -je vanjsko čišćenje opreme i pogona te čišćenje opreme iznutra, nakon što se proizvodne linije rastave.

Čišćenje se izvodi:

ručno,
s aparatima na visoki pritisak,
s aparatima za čišćenje sa pjenom.

Unatoč razvoju tehnike još uvijek ima potrebe za takvim čišćenjem.

Uzorkovanje i kontrola čistoće

Glavna svrha higijene u pogonu je osigurati da oprema ne kontaminira proizvod. U slučaju da dođe do onečišćenja, kontrola mora ustanoviti gdje je došlo do bakteriološkog zagađenja, kemijske kontaminacije ili kontaminacije nekom nečistoćom.Način kontrole učinkovitosti čišćenja i dezinfekcije pri kojima se lako izvodi uzorkovanje dijelimo u tri skupine:

kontrola svih površina koje se moraju očistiti nakon
i tek prije početka novog procesa (staklenke, kalupi za sir, itd…),
indirektna kontrola; to je kontrola otopina i metode koje koristimo pri čišćenju,

Slika 24. Analiza uzoraka – kontrola čistoće

Metode kontrole i uzorkovanja za određivanje učinkovitosti čišćenja i dezinfekcije u mljekarskim pogonima obuhvaćaju:

vizualnu kontrolu,
uzorkovanje s površina mljekarske opreme i pogona,
uzorkovanje zraka,
uzorkovanje vode,
uzorkovanje sirovina i proizvoda.

Važna je redovita kontrola zdravstvenog stanja i higijene osoblja, higijene okoline, pogona i higijenske kvalitete dodataka. Oprema za uzimanje uzoraka mora biti u potpunosti prilagođena funkciji.

Osnovne smjernice kontrole čišćenja – temelji se na rezultatima mikrobioloških ispitivanja. Iako su ta ispitivanja najvažnija važni su i vizualni pregledi, mirisi, kemijske i fizikalne analize te pravilna obrada i interpretacija rezultata. Uzorkovanje za mikrobiološke testove mora obavljati školovano osoblje. Učestalost uzorkovanja ovisi o vrsti proizvodnje, kvaliteti opreme, stabilnosti proizvodnog procesa i u krajnjoj liniji o politici kvalitete poduzeća. Uzorkovanje se mora popratiti sa preciznim zapisima o svim relevantnim okolnostima uzorkovanja. Kontaktne površine su sve površine koje dolaze u kontakt sa mlijekom. Posebna pozornost se mora posvetiti mjestima koja se teško čiste; udubine, koljena, ventili, sonde i slično. Kontrole se moraju obaviti nakon čišćenja i dezinfekcije mljekarske opreme, odnosno, procesne linije i to prije početka proizvodnje, da se provjeri da nije došlo do rekontaminacije. Direktne metode kontrole onečišćenja mikrobima su uzimanje briseva i ispiraka. Postoji i kontaktna metoda pri kojoj se čvrsta hranjiva podloga pritisne na ispitivanu površinu. Novi pristup ovim problemima je detekcija ATP-a i AMP-a, kao indikator prisustva mikroorganizama.

Uzorkovanje zraka – mikroflora zraka ima određenu ulogu u kontaminaciji proizvoda kada se proizvodnja zbog određenih razloga ne može odvijati u zatvorenom sustavu. U tom slučaju se zrak mora osloboditi od mikroorganizama, a cijeli radni prostor držati pod povišenim tlakom praktično sterilnog zraka. U takvom prostoru se mora kontrolirati broj živih mikroba u zraku.

Kontrola otopina za čišćenje -sve otopine za čišćenje se prije uporabe moraju kontrolirati i na koncentraciju detergenta, odnosno aktivne tvari.

Kontrola sirovina i gotovog proizvoda – daje sliku higijenskog statusa proizvodnog procesa u pogonu. Proces se može podijeliti na segmente i tako locirati izvor kontaminacije. Proizvođači mlijeka čuvaju svoje propisno ohlađeno sirovo mlijeko u laktofrizu ili u većem izoliranom spremniku. Autocisterna koja prikuplja mlijeko na terenu ima fleksibilno crijevo i samousisnu pumpu s pomoću kojih preuzima mlijeko od proizvođača i dovozi ga na prijemnu rampu u mljekari.

Kritične točke za moguću kontaminaciju mlijeka su:

unutarnje površine laktofriza, odnosno spremnika,
ventili i spojnice,
pumpe za mlijeko,
fleksibilno crijevo.

Nakon dolaska u mljekaru mlijeko se preko filtera, mjerača količine mlijeka i pločastog hladionika pumpa u spremnik (tank) za skladištenje ohlađenog sirovog mlijeka. Kritične točke za moguću kontaminaciju su:

filter za mlijeko,
mjerač količine,
pločasti hladionik,
spremnik za sirovo mlijeko.

Mlijeko iz spremnika za sirovo mlijeko odlazi u odjel za pasterizaciju mlijeka. Time započinje prerada mlijeka.