Clostridia and other microbiota in raw milk and milk products: importance for product quality and food safety

Sporedannende bakterier av slektene Bacillus og Clostridium (Klostridier) vil alltid være til stede i gårds- og meieri-miljøet og vil lett kunne forurense melk. Pasteurisering dreper bakteriene i melken, men bakterienes sporer vil overleve. Bakteriesporene kan deretter germinere, noe som fører til at bakteriene starter å vokse og forårsaker forringelse av meieriprodukter. Når sporer er tilstede i melk kan dette føre til store økonomiske tap for meieriindustrien fordi: 1. Produktkvaliteten blir suboptimal, noe som fører til redusert holdbarhet og økt matsvinn 2. Behovet for omfattende desinfeksjonsprosedyrer på meieriet øker 3. Ressurser til kontroll av kvalitet- og mattrygghet øker Til tross for at norsk rå melk har en høy mikrobiologisk kvalitet, opplever meieriindustrien kvalitetsproblemer hos sine produkter knyttet til tilstedeværelsen av Klostridier. For å forebygge forekomsten av kvalitetsforringende Klostridier i meieriprodukter, er det behov for mer kunnskap om hvordan prosessering av melk påvirker sammensetningen og overlevelsen av ulike Klostridiearter. CLOBIO-prosjektet arbeider med å dekke disse kunnskapshullene ved å analysere sammensetningen og dynamikken hos Klostridier langs produksjonslinjene for ost og melkepulver. Dette gjøres ved å analysere alt DNA som finnes i prøver som er tatt ut langs produksjonskjeden og ved å identifisere bakterieisolater ved hjelp av MALDI-TOF analyser og genomsekvensering. Hver måned i to år har vi samlet inn prøver langs hele produksjonskjeden for halvfaste oster, fra det øyeblikket melken kommer inn til meieriet, under prosessering og under lagring av ostene. Dette gir oss kunnskap om hvor kvaltetsforringende bakterier kommer fra og hvordan de påvirkes av de ulike produksjonstrinnene. Vi har til nå isolert en rekke potensielt kvalitetsforringende bakteriearter fra produksjonskjeden og skal videre undersøke hvordan disse påvirker produktkvaliteten ved å lage oster som inneholder disse bakteriene ved FoodPilotPlantNorway, NMBU . Det arbeides også med å vurdere nøyaktigheten og følsomheten til metodene som brukes for å påvise Klostridier i produksjonskjeden av ost. Blant annet sammenlignes resultater fra dagens metodikk med data fra prosjektets mikrobiologiske analyser. Kunnskap fra prosjektet vil bli benyttet av meieriene til optimalisering av deres kvalitetsarbeid og det vil være viktig for utvikling av strategier for å redusere tap langs verdikjeden. Dette vil sikre mattrygghet og fremme matproduksjon på en mer kostnadseffektiv og bærekraftig måte. CLOBIO følger dermed norske landbrukspolitiske mål for fremtidsorientert og økt matproduksjon.

-

The presence of Clostridia in dairy products impose problems to the dairy industry related to product spoilage, which leads to food waste and financial losses. Farming practices is today the most important factor in controlling spoilage-associated and potentially pathogenic Clostridia in raw milk. However, despite the high quality of Norwegian milk, problems related to the presence of Clostridia in dairy products remain. For further preventive measures, more knowledge is needed on the composition and behavior of Clostridia present along dairy processing lines. CLOBIO will use state-of-the-art technologies, such as high throughput sequencing and metabolomics, to increase the knowledge on Clostridia present along the dairy processing lines of cheese and milk powder. Dairy samples will be collected along the processing lines, starting from when the raw milk arrives at the dairy plant, during processing and under product storage until the end of shelf life. CLOBIO will assess how different processing steps affect the composition and survival of Clostridia. Samples will be collected, over a period of two years, from three dairy plants to capture seasonal variations and the influence of the geographical location on the composition of Clostridia in the dairy samples. Hypotheses generated in the project will be tested in a pilot scale at the FoodPilotPlant, Norway. Although, pathogenic Clostridia have not been detected in Norwegian dairy products, their potential occurrence in dairy products will also be addressed in this project. The knowledge gained in CLOBIO will be implemented directly in the dairy industry’s hygienic work and in their strategies for reducing losses along the value chain caused by Clostridial contamination. This will ensure food safety and promote food production in a more cost-effective and environmentally sustainable way. Altogether, the proposed project follow the Norwegian agricultural policy goals for future-oriented and increased food production.