کیفیت بهداشتی شیر

1- تولید شیر، شستتشوی ماشین شیردوشی، نگهداری شیر در دامداری و جمع‌آوری آن

1-1- تولید شیر

در صورتی‌که پستان گاو سالم باشد، شیر تولید شده عاری از باکتری خواهد بود. انتقال آلودگی باکتریایی از محیط شیردوشی و تجهیزات آن به شیر غیر قابل اجتناب است ولی با این حال شمارش کلّی باکتریایی شیری که تا حد مناسبی سرد شده و تحت شرایط مطلوبی تولید شده باشد باید در حد کمتر از 10/000 باکتری در هر میلی‌لیتر باقی بماند. اگر شمارش باکتریایی شیر به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد مثلاً به بیش از 3 میلیون در میلی‌لیتر برسد، چربی، پروتئین یا لاکتوز شیر تجزیه می‌شود که این امر سبب به وجود آمدن بو و طعم نامطبوع در شیر شده و به طور چشمگیری قابلیت نگهداری و کاربرد شیر را کاهش می‌دهد.
به منظور دستیابی به کیفیت عالی باکتریولوژیکی شیر در دامداری، دامداران باید بخوبی منابع آلودگی را شناسایی نموده و روش‌های کنترل آن‌ها را فراگیرند. منابع اصلی آلوده کننده‌ی شیر، سطح داخلی و خارجی پستان و تجهیزات شیردوشی می‌باشند. در شیر گاوهای مبتلا به ورم پستان، شمارش باکتریایی می‌تواند بسیار بالا باشد. در این حالت شیر گاوها به صورت انفرادی در هر میلی لیتر دارای میلیون‌ها ارگانیسم است و قادر می‌باشد پس از ورود به تانک ذخیره شیر گله بارمیکربی کل شیر دامداری را به بیش از 100/000 میکروارگانیسم در هر میلی لیتر افزایش دهد. بنابر این با توجه به شمارش کلّی باکتریایی شیر، کنترل دام‌های مبتلا به ورم پستان امری بسیار مهم به شمار می‌رود در این رابطه سطح خارجی پستان نیز از اهمیت بالایی برخوردار است به طوری که نوک پستان‌های آلوده قادرند آلودگی شیر را بالغ بر 100/000 باکتری در هر میلی لیتر افزایش دهند.
تجهیزات شیردوشی آلوده غالباً منبع اصلی باکتری موجود در شیر می‌باشد. در سطوح به ظاهر تمیز نباید بار میکربی شیر به بیش از 1000 باکتری در میلی لیتر برسد. با این حال سطوحی که بخوبی تمیز و ضد عفونی نشده باشند و یا باقیمانده‌ی شیر در دستگاه شیردوشی می‌تواند شمارش کلّی باکتریایی شیر را به ml/10/000 برساند به همین دلیل توجه دقیق به روش‌های تولید شیر و نظافت و شستشوی سالن‌ها در جهت پایین نگه داشتن بار میکربی شیر اقدامی کاملاً ضروری است (شکل 1).
به منظور تولید شیر با کیفیت بهداشتی استاندارد، باید دامدار پیش از شیردوشی گاوها را کاملاً آماده کرده، در ضمن دوشش اصول و روش‌های مناسب شیردوشی را رعایت نماید و پس از دوشش نیز اقدامات رایج مناسبی را به کار بندد. همان‌طور که در فصل دوم عنوان گردید آماده سازی گاو، سبب تحریک مناسب فرایند رهاسازی شیر از پستان (milk Iet-down) توسط هورمون اکسی توسین می‌شود زیرا این هورمون موجب تسهیل خروج کامل شیر از پستان می‌گردد. ترشح اکسی توسین از طریق تحریکات دست یا شستشوی پستان و یا خشک کردن پستان با حوله تحریک می‌شود که به این ترتیب گاو به طور خودکار برای دوشش آماده می‌گردد. در این مرحله بیشتر کثافات که حاوی باکتری‌های فراوانی نیز می‌باشند، از پستان شسته می‌گردند کوتاه کردن مرتب موهای پستان و ناحیه‌ی تهیگاه می‌تواند آماده سازی پستان را برای شیردوشی آسانتر سازد.
بهتر است قطرات اولیه‌ی شیر در ظرف جداگانه‌ای ریخته شود تا وضعیت شیر از نظر عدم وجود لخته و ورم پستان کنترل شود.

شکل 1: منابع آلودگی باکتریایی در طی تولید شیر

قطرات اولیه‌ی شیر نباید در کف سالن شیردوشی یا بستر ریخته شود زیرا می‌تواند عاملی در انتقال ورم پستان به شمار رود. غالباً قطرات اولیه‌ی شیر حاوی بار میکربی بالایی هستند که دلیل آن ورود باکتری‌ها به مجرای نوک پستان می‌باشد و به همین دلیل باید دور ریخته شوند با استفاده از صافی‌های مناسب در سیستم شیردوشی می‌توان ناخالصی‌ها و رسوبات را از شیر جدا کرده و لخته های ناشی از ورم پستان را نیز مشاهده نمود اما باید به خاطر داشت که با اینکه صافی‌ها قادرند ناخالصی‌های درشت را از شیر جداکنند اما باکتری‌های موجود در آن می‌توانند از میان این صافی‌ها عبور کرده، وارد شیر داخل تانک گردند.
سر پستان‌های آسیب دیده می‌توانند کیفیت شیر را تحت تأثیر قرار دهند زیرا هر گونه ضایعه در پوست می‌تواند به عنوان مخزن مناسبی برای رشد باکتری‌های عامل پستان عمل نموده و تعداد باکتری‌ها را افزایش دهد. صدمات فیزیکی که معمولاً به دلیل عدم نگهداری مناسب از پستان‌های دام، طراحی نامناسب جایگاه و محل نگهداری دام، وجود برجستگی‌های بتونی سخت و پله‌های بلند در مسیر حرکت دام و یا جمعیت بیش از حد گاوها در اصطبل ایجاد می‌گردد، می‌تواند منجر به بروز ورم پستان شده و در موارد شدیدتر باعث وارد شدن خون به داخل شیر در طول مدت شیردوشی گردد.

شکل 2: استفاده از طرف واسط در ماشین شیردوشی در طول دوشش

در بسیاری از دامداری‌های کوچک، شیردوشی به روش سنتی و با دست (دست دوشی) روش رایجی می‌باشد ولی امروزه بیشتر دامداری‌های متوسط و یا بزرگ ترجیح می‌دهند از ماشین‌های شیردوشی استفاده کنند که شیر را بوسیله‌ی خلا، از پستان خارج می‌سازند. پس از آماده سازی گاو برای شیردوشی، فنجانک‌های شیردوشی به نوک پستان متصل شده و معمولاً شیردوشی 6 دقیقه به طول می‌انجامد.
باید دقت نمود تا چنگگ‌های شیردوشی به روی زمین نیفتد زیرا این امر سبب خواهد شد ذرات آلوده به داخل فنجانک‌ها مکیده شده و شمارش باکتریایی شیر و ذرات رسوبی در شیر را افزایش دهد. بهتر است شیر گاوها به طور جداگانه در ظرف واسطه (interceptor vessel) (شکل 2) جمع‌آوری شود، بدین ترتیب می‌توان شیر دام‌های تازه‌زا، گاوهای مبتلا به ورم پستان، گاوهایی با پستان‌های صدمه دیده و یا آن‌هایی را که تحت درمان آنتی بیوتیکی هستند، از شیر مخزن اصلی جدا نمود. از این شیر جهت تغذیه گوساله‌ها در دامداری استفاده شده و یا موارد غیر قابل مصرف آن دور ریخته می‌شود. به این ترتیب در سیستم‌هایی که در آن‌ها ظروف شیشه‌ای رکوردگیری نصب شده است، بازرسی ظاهری شیر و حذف شیرهای غیر طبیعی بسیار آسان‌تر خواهد بود. می‌توان از چنین ظروفی جهت نمونه‌برداری و ثبت تولید شیر در هر گاو نیز استفاده نمود. سپس شیر دوشیده شده پس از عبور از صافی‌های پارچه‌ای تعبیه شده در طول خطوط شیردوشی به داخل مخازن جمع کننده ریخته می‌شود و یا توسط لوله تحت خلأ به داخل مخزن اصلی جمع‌آوری پمپ شده و در آنجا سرد می‌گردد.

1-2- شستشو و سترون کردن دستگاه و تجهیزات شیردوشی

در طی شیردوشی به منظور به حداقل رساندن ورود باکتری‌ها به درون شیر، لازم است تا آلودگی تجهیزات شیردوشی و انتقال شیر به مخازن سردکن کاملاً تحت کنترل قرار گیرد. باکتری‌ها در هوا، گرد و خاک و آب (بخصوص آب باقیمانده از شستشوی دستگاه که می‌تواند حاوی مقادیر کمی شیر بوده و در طول مدت شب گذشته در سیستم باقی مانده باشد) وجود دارند. این منابع قادرند باکتری‌ها را در خود نگه داشته و فرصت تکثیر در اختیار آن‌ها قرار دهند.
کثافات و کود عامل انتقال تعداد کثیری از باکتری‌ها بوده بدین ترتیب نخستین گام، شستشوی دستگاه جهت خارج کردن کلّیه‌ی مواد خارجی و از بین بردن کلّیه‌ی باقیمانده‌ها در فنجانک‌های شیردوشی و سایر تجهیزات می‌باشد که با استفاده از آب و ماده پاک کننده انجام می‌شود. آب گرم و پاک کننده‌های قلیایی قادر به حل کردن و امولسیفیه کردن ذرات چربی می‌باشند که انجام آن با آب سرد مشکل است. اما باید در نظر داشت حرارت و شرایط قلیایی می‌توانند منجر به ایجاد رسوبات قلیایی و نمک‌های کلسیم در سیستم شیردوشی شوند (سنگ شیر یا milkstone) که جهت از بین بردن این سنگ‌ها شستشوی متناوب سیستم با محلول‌های اسیدی ضروری است.
روش‌های مختلف شستشو بر اساس از بین بردن آلودگی‌ها و کثافات قابل رؤیت و خارج کردن باقیمانده‌های شیر (چربی، پروتئین و سنگ شیر) در نظر گرفته می‌شود. باقیمانده‌های شیر می‌تواند به عنوان منبع و مخزن باکتری‌ها عمل نماید. پس از این مرحله‌ی سترون سازی سطوح پاک شده یا شسته شده انجام می‌شود که این عمل با استفاده از حرارت و یا ضد عفونی کننده‌های شیمیایی مثل هیپوکلریت سدیم صورت می‌گیرد.
اصول شستشو و ضد عفونی کردن دستگاه شیردوشی عبارتند از:
- شستشوی مقدماتی تجهیزات جهت خارج ساختن کثافات و باقیمانده‌های شیر که این عمل با استفاده از آب تمیز انجام می‌شود.
- چرخش مواد پاک‌کننده (دترجنت)
- آبکشی با آب قابل شرب
- چرخش مواد ضدعفونی کننده
- آبکشی نهایی با آب قابل شرب
استفاده از سیستم شستشو در جا [(Cleaning in Place(CIP] با استفاده از مواد پاک‌کننده و ضدعفونی کننده پیشنهاد می‌شود که موجب دستیابی به سطح بهداشت بالایی می‌گردد.
در مورد وسایلی که با دست شسته می‌شوند و سیستم شستشو در جا برای آن‌ها قابل اجرا نیست، باید دقت بیشتری صورت گیرد. (مثل پوشش‌های داخلی مخازن جمع‌آوری)
لازم است که تنها از ضدعفونی کننده‌های شیمیایی مجاز استفاده شود زیرا مواد ضد عفونی کننده‌ی غیر مجاز می‌توانند در شیر باقیمانده بر جای بگذارند و ظاهر و سایر خصوصیات شیر را تغییر دهند. این امر می‌تواند منجر به مرجوع نمودن شیر ارسالی به کارخانه شود.

1-3- تأثیر زمان و درجه‌ی حرارت نگهداری بر تعداد باکتری‌ها

تکثیر و افزایش باکتری‌ها در شیر، به درجه‌ی حرارت و مدت زمان نگهداری آن بستگی دارد. درجه حرارت نگهداری، بر نوع باکتری‌ها و ویژگی فاسد کنندگی آن‌ها نیز مؤثر است.
هرچه درجه‌ی حرارت نگهداری پایین‌تر باشد، رشد باکتری‌ها کم می‌شود تعداد باکتری‌ها در °C10 و بالاتر از آن بسرعت افزایش می‌یابد اما رشد بیشتر باکتری‌های عامل فساد در دمای کمتر از °C2 به صفر می‌رسد و تقریباً متوقف می‌شود. (شکل 3)

شکل 3: نمودار رشد باکتری‌ها بر حسب درجه حرارت نگهداری شیر

2- انواع باکتری‌ها

میکروارگانیسم‌های بسیاری (بخصوص باکتری‌ها) در شیر موجود است و سه طبقه‌بندی اصلی برای دامنه‌ی حرارتی مطلوب رشد آن‌ها وجود دارد. ارگانیسم‌هایی که رشد مطلوب آن‌ها در دمای پایین (°C0-15) صورت می‌گیرد، باکتری‌های سرما دوست، ارگانیسم‌هایی که درجه حرارت مطلوب رشد آن‌ها در حد متوسطی است (°C20-40) باکتری‌های مزوفیل و ارگانیسم‌هایی که در حرارت‌های بالا (°C45-55) رشد می‌کنند و گرما دوست نام دارند. البته در اینجا نمی‌توان مرز مشخص و دقیقی برای آن‌ها قائل شد، این تنها یک گروه‌بندی گلی است، به عنوان مثال در حالی که بهترین رشد مزوفیل‌ها در حرارت‌های متوسط می‌باشد اما بعضی از آن‌ها در حرارت‌های پایین‌تر هم رشد می‌کنند.

شکل 4: واکنش تبدیل لاکتوز به اسید لاکتیک

باکتری‌های سرما دوست قادرند در دمای یخچال رشد کنند. این گروه از باکتری‌ها در شیرهای نگهداری شده در حرارت‌های پایین اهمیت بسیار زیادی دارند، بکندی رشد می‌کنند و از تجزیه‌ی پروتئین‌ها (پروتئولیز) و چربی‌ها (لیپولیز) تغذیه می‌نمایند. شمار این گروه از باکتری‌ها در طول مدت نگهداری در شرایط سرما در شیر افزایش می‌یابد و تعداد زیاد این باکتری‌ها (بیش از 3 میلیون در میلی لیتر) می‌تواند با تولید آنزیم‌های متفاوت خصوصیات مربوط به طعم و بوی شیر را تغییر دهند. باکتری‌های سرما دوست از طریق پاستوریزاسیون از بین می‌روند اما آنزیم‌های تولید شده توسط آن‌ها در شیر باقی می‌مانند. این حالت بیشتر در شیر UHT (استریلیزه) دیده می‌شود که به مدت چندین ماه در درجه حرارت خارج از یخچال نگهداری می‌شود. فعال‌ترین باکتری‌های گروه سرما دوست، باکتری‌های میله‌ای شکل گرم منفی مثل گونه‌های پزودوموناس (Pseudomonas) می‌باشند.
شمارش تعداد باکترهای شیر اهمیت خاصی دارد زیرا باکتری‌ها نقش مستقیمی در فساد شیر ایفا می‌کنند و می‌توانند شاخص تعیین کننده شرایط نامطلوب بهداشتی تولید یا عدم پاستوریزاسیون مناسب شیر باشند.
باکتری‌های مزوفیل گروهی هستند که در درجه حرارت معمولی (normal) حدود °c20-40 بهترین رشد را دارند. شاخص‌ترین نوع این باکتری‌ها لاکتوباسیل‌ها هستند که می‌توانند لاکتوز یعنی قند شیر را تجزیه کرده و آن را به اسید لاکتیک تبدیل نمایند (شکل 4). رشد کنترل نشده‌ی این باکتری‌ها می‌تواند موجب ترش شدن و حتی لخته شدن شیری گردد که در درجه حرارت اتاق نگهداری می‌شود.
گونه‌هایی از باکتری‌های مولد اسپور نیز وجود دارند (مثل گونه‌های باسیلوس) که سرما دوست هستند، اسپور این باکتری‌ها نسبت به پاستوریزاسیون مقاوم بوده و پس از تبدیل به فرم رویشی در شیر پاستوریزه رشد کرده و منجر به فساد محصول می‌شود. باکتری‌های مقاوم به حرارت (ترموفیل) می‌توانند حرارت‌های بالا را تحمّل کرده و بعد از پاستوریزاسیون در شیر باقی بمانند و قادرند درجه‌ی °60 را حرارت C به مدت 60 دقیقه تحمل کنند.

3- سرد کردن و نگهداری شیر در دامداری

شیر هنگام خروج از پستان گاو عاری از باکتری بوده و درجه‌ی حرارت آن حدود °c37 است. با اینکه دقت در شیردوشی و رعایت شرایط بهداشتی می‌تواند آلودگی باکتریایی شیر را محدود نماید، اما جلوگیری از ورود تمامی میکروارگانیسم‌ها به درون شیر غیرممکن می‌باشد، به همین دلیل محدود کردن رشد و تکثیر باکتری‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. تکثیر باکتری‌ها از طریق تقسیم دوتایی صورت می‌گیرد (شکل 5) در شرایط مطلوب و درجه حرارت بالا هر 20-30 دقیقه این تقسیم صورت می‌گیرد، به همین دلیل در عرض 0/5 ساعت یک سلول باکتری به دو سلول تبدیل می‌شود و در یک ساعت 4 و در 1/5 ساعت 8 سلول و 2 ساعت 16 سلول و .... تا جایی که در عرض 12 ساعت یک سلول باکتری به 10 میلیون سلول زنده افزایش می‌یابد. بنابراین شیر پس از دو شش باید بلافاصله سرد شود و درجه‌ی °4 حرارت آن به C برسد تا رشد باکتری‌ها به حداقل کاهش یابد.

شکل 5: تکثیر باکتری‌ها به روش تقسیم دو تایی (الف) سلول قبل از تقسیم، (ب) تا (ت) مراحل مختلف تقسیم سلولی

آب یخ، آب خشک و ترجیحاً واحدهای سرد کن به منظور سرد کردن شیر به کار می‌روند. اغلب در مخازن نگهداری شیر از سرد کن‌هایی که با چرخش آب سرد خنک می‌شوند، استفاده می‌گردد. در مواردی که از ماشین شیردوشی و تانک‌های مجهز به سردکن استفاده می‌گردد، مخزن یخ موجود در مخزن جمع‌آوری شیر به سرعت درجه حرارت شیر را به کمتر از °C4 کاهش می‌دهد.

4- جمع‌آوری، حمل و دریافت شیر

تعداد دفعات جمع‌آوری شیر به ظرفیت نگهداری آن در دامداری و درجه‌ی برودت یخچال بستگی دارد. واضح است که هر چه تعداد دفعات جمع‌آوری کمتر باشد، در هزینه‌ی حمل و نقل صرفه جویی می‌شود. در صورتی که کیفیت شیر تولیدی بسیار بالا باشد می‌توان آن را به مدت 7 روز در دمای °C1/5-2 نگهداری کرد، اما این روش در دامداری متداول نیست. در عمل شیر تولید شده با شرایط بهداشتی مناسب هر 3 یا 2 روز جمع‌آوری و حمل می‌شود و به دلیل هزینه‌ی بالای جمع‌آوری روزانه شیر خیلی معمول نیست. در بعضی کشورها فرایند تغلیظ شیر از طریق تبخیر یا فراپالایش در دامداری بهداشتی (ultrafiltration) صورت گرفته است اما به دلیل هزینه بالای تجهیزات مورد نیاز و کنترل دقیق آن‌ها، کاربرد روش‌های مذکور بسیار محدود شده است.

4-1- جمع‌آوری شیر در مخزن

قبل از رسیدن ماشین جمع‌آوری، شیر سرد شده در مخازن یا بیدون‌ها آماده‌ی جمع‌آوری می‌شود. مخازن باید دور از نور قرار گرفته سپس به مراکز جمع‌آوری حمل شود که در آنجا هر مخزن به طور جداگانه بازرسی شده و در صورت تأیید کیفیت شیر، توزین و رکود گیری می‌شود. در اینجا نمونه‌گیری انجام شده و سپس شیر موجود در این مخازن به مخزن اصلی جمع‌آوری شیر تخلیه می‌گردد تا در آنجا خنک شده و تا زمان حمل نگهداری شود و یا سریعاً جهت انجام فرایندهای حرارتی به کارخانه ارسال گردد.

4-2- جمع‌آوری شیر فله

پس از کنترل درجه حرارت شیر و اطمینان از مناسب بودن مزه و بوی آن، شیر ذخیره شده در مخازن مجهز به سرد کن با استفاده از پمپ مخصوص به داخل تانکر حمل شیر تخلیه می‌شوند. حجم شیر، توسط وسایل اندازه‌گیری شده در تانک و یا با استفاده از دستگاه اتوماتیک اندازه‌گیری مقدار جریان شیر، محاسبه می‌گردد. با استفاده از میکروکامپیوترهای موجود در وسایل نقلیه‌ی حمل شیر، درجه حرارت و حجم شیر به طور همزمان اندازه‌گیری می‌شود. به این ترتیب اطلاعات به صورت اتوماتیک دریافت می‌گردد که یک نسخه از آن به دامدار و نسخه‌ی دیگر مستقیماً به مرکز جمع‌آوری شیر فرستاده می‌شود. از آنجایی که ممکن است شیر دامدراری‌های مختلف در این مرکز مخلوط شود بهتر است این اطلاعات به طور جداگانه ثبت شود تا در موقع لزوم بتوان منبع آن را شناسایی کرده و کیفیت شیر تانکر را بررسی نمود.

5- حمل و نگهداری شیر پیش از شروع عملیات فرآوری

تانکر حاوی شیر پس از بارگیری، آن را به کارخانه‌های صنایع شیر حمل می‌کند. معمولاً از محتویات تانکر در هنگام تحویل نمونه‌برداری به عمل می‌آید و بو و طعم شیر (پس از پاستوریزاسیون آزمایشگاهی) بررسی می‌شود و با روش‌های سریع کیفیت شیر مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. این بازرسی کیفیت در انتهای زنجیره (سکوی دریافت) اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا در صورت وجود مشکلات کیفی می‌تواند مقادیر زیادی از شیر موجود در مخازن و مراحل بعدی را آلوده سازد. (جدول 1) پس از تأیید کیفیت شیر و پذیرش آن از سوی کارخانه، شیر به مخازن و سیلوی نگهداری انتقال داده می‌شود که در آنجا ممکن است تا مدت چند ساعت باقی مانده و یا جهت مصارف آتی ذخیره گردد.

جدول 1- افزایش خطر آلودگی در صورت وجود نقص

	گاو	مخزن جمع‌آوری	تانکر	سیلوی جمع‌آوری شیر
مقدار شیر در معرض خطر آلودگی (لیتر)	15/5	92/5	9000	90/000

در مواردی که ممکن است شیر قبل از پاستوریزه شدن مدتی ذخیره شود بهتر است با نگهداری در دمای °4 کمتراز °C2 فساد باکتریی آن را به حداقل رساند. در صورتی که قرار است شیر برای مدت طولانی ذخیره شود پیشنهاد می‌شود آن را در درجه‌ی حرارت °C2 نگهداری نمود. نشان داده شده که افزودن دی اکسید کربن به شیر، مدت زمان نگهداری شیر در دمای پایین را تا 3 روز افزایش می‌دهد. زیرا بی‌کربنات تولید شده برای باکتری‌های سرما دوست خاصیت سمی دارد. می‌توان دی اکسید کربن را قبل از شروع عملیات فراوری با ایجاد خلأ از دوران شیر خارج نمود.
در کشورهایی که این سیستم خنک کردن مشکلاتی را به همراه داشته است، با افزودن گلوکز اکسید از یاگزانتین اکسید از به شیر می‌توان سیستم لاکتوپراکسیداز موجود در شیر را فعال نمود که این واکنش سبب تولید هیدروژن پراکسید به عنوان یک عامل متوقف کننده رشد باکتری خواهد شد.‌
روش دیگری که می‌توان از آن برای شیر مورد استفاده در پنیر سازی استفاده نمود، افزودن کشت آغازگر به شیر خنک شده می‌باشد اگرچه باکتری‌های کشت آغازگر در درجه حرارت متوسط (مزوفیل) بهترین شرایط رشد را دارند و نمی‌توانند در حرارت‌های پایین رشد کنند اما همین تعداد برای متوقف کردن رشد ارگانیسم‌های سرما دوست کافی بوده و به این ترتیب عمر ماندگاری شیر را تا شروع فرایند پنیرسازی طولانی می‌سازند.
در بعضی کشورها روش ترمیزاسیون (Thermisation) به منظور افزایش مدت عمر ذخیره سازی شیر قبل از پاستوریزاسیون، بکار می‌رود. ترمیزاسیون یک روش حرارتی است که در آن شیر به مدت 15 ثانیه در دمای °C60-66 حرارت داده می‌شود که در واقع این دما و زمان پایین‌تر از شرایط پاستوریزاسیون است. نمی‌توان این روش را راه قطعی برای حفظ کیفیت شیر دانست زیرا در صورت وجود تعداد زیاد باکتری در شیر اولیه حتی پس از کاربرد این روش نیز، فساد ناشی از باکتری‌ها ادامه خواهد یافت. البته کاربرد این روش تعدادی از باکتری‌ها را کاهش می‌دهد و از این رو عمر نگهداری شیر را قبل از پاستوریزاسیون طولانی‌تر می‌سازد. مشاهده شده که به دنبال ترمیزاسیون و نگهداری شیر در سرمای شدید می‌توان شیر را بدون آنکه تغییری در کیفیت شیر به وجود آید به مدت 7 روز نگهداری کرد.

6- اهمیت کیفیت بهداشتی شیر

شیر ماده غذایی مطلوب و متعادلی برای انسان می‌باشد. بنابراین جای تعجب نیست که محیط کشت بسیار مناسبی نیز برای رشد باکتری‌ها باشد. به همین دلیل با استفاده از این اصل کشت آغازگر باکتریایی برای تولید پنیر، ماست و سایر فرایندهای تخمیر شیر تهیه می‌شود به طوری که با انتخاب باکتری‌ها می‌توان تأثیر آن‌ها را نیز پیش‌بینی نمود.
باکتری‌هایی که به طور تصادفی وارد شیر می‌شوند می‌توانند موجب بروز مشکلات بهداشتی برای مصرف کننده و حتی فراورده نهایی بشوند. همانطور که قبلاً اشاره شد باکتری‌ها آنزیم‌هایی تولید می‌کنند که به چربی، پروتئین یا لاکتوز حمله کرده و آن‌ها را تجزیه می‌نمایند. بعضی از این آنزیم‌ها حتی پس از کشته شدن باکتری با حرارت، در شیر باقی می‌مانند. علاوه بر آن بعضی باکتری‌ها مثل باسیلوس و کلستریدیوم قادرند تا در شرایط نامساعد به فرم اسپور تغییر شکل دهند. این اسپورها مانند یک پوشش حفاظتی عمل کرده و در شرایطی که فرم رویشی باکتری‌ها از بین می‌رود، قادرند زنده بمانند. اسپورها پس از پاستوریزاسیون زنده می‌مانند و در شرایط مناسب رشد کرده و به فرم رویشی تبدیل می‌شوند به این ترتیب رشد کرده و کیفیت شیر را تحت تأثیر قرار می‌دهند. استفاده از شیر خامی که کیفیت بهداشتی مناسبی دارد می‌تواند خطراتی را که در اثر بالا بودن تعداد باکتری‌ها در شیر به وجود می‌آید، تولید آنزیم‌های مقاوم به حرارت توسط باکتری‌ها و تعداد باکتری‌های مقاوم به حرارت که پس از پاستوریزاسیون در شیر باقی می‌مانند، را به حداقل برساند زیرا تمامی این موارد می‌توانند کیفیت محصول پاستوریزه را تحت تأثیر قرار دهند.
کیفیت بهداشتی شیر از نقطه نظر تولید چه از نظر بهداشت عمومی و چه از نظر پذیرش و تقاضای مصرف کننده اهمیت دارد. بنابراین باید شیری تولید شود که تعداد باکتری آن پایین بوده و همچنین با نگهداری آن در حرارت پایین تا زمان عملیات فرآوری، این تعداد همچنان پایین باقی بماند.

7- سنجش کیفیت بهداشتی شیر

قبل از مخلوط کردن شیر با سایر شیرهای دریافتی باید ظاهر کلی، تمیزی، رنگ و بوی آن در دامداری کنترل شود. زیرا وجود حتی مقدار کمی از شیر ناسالم می‌تواند حجم عظیمی از شیر را آلوده نماید.
زمانی‌که شیر از نظر طعم بازرسی می‌شود باید نمونه به روش آزمایشگاهی پاستوریزه شود (حرارت °63/3 به مدت 35 دقیقه و سپس سرد شود) تا از عاری بودن آن از بیماری‌زاها اطمینان حاصل گردد. پاستوریزاسیون آزمایشگاهی با حرارت دادن شیر در لوله آزمایش در حمام آب گرم و یا میکروویو (Micro Wave) انجام می‌شود. لازم است به درجه حرارت و زمان لازم جهت این فرایند توجه گردد تا بیماری‌زاهای رویشی به طور مؤثری کشته شوند.
در مورد شیرهای جمع‌آوری شده در مخازن که حرارت آنها در حدود 10-15 یا بیشتر می‌باشد، فساد باکتریایی ناشی از تولید اسید لاکتیک خواهد بود. بنابراین آزمایشگاهای کنترل کیفی بر اساس سنجش این عامل طراحی می‌شوند.. شیر اسیدیته طبیعی دارد که توسط نمک‌های بافر تولید می‌گردد. اسیدیته (اسید لاکتیک ) در شیر تازه در حد طبیعی بوده و با حمله باکتری‌ها به لاکتوز شیر افزایش می‌یابد.

7-1- آزمایش‌های سریع و ساده جهت تشخیص مزوفیل‌ها

یکی از آزمایش‌های مورد استفاده برای این منظور آزمایش لخته شیر در هنگام جوشیدن (Clot on boiling) است که در آن حجم کمی از شیر را در لوله آزمایش تا نقطه جوش حرارت می‌دهند. اگر اسیدیته شیر حدود 0/01% اسید لاکتیک افزایش یابد. لخته می‌شود و این محموله باید مرجوع گردد.
این آزمایش سریع و ارزان بوده و انجام آن آسان می‌باشد. اما تا حدی غیر حساس است به طوری‌که در مواردی پاسخ آزمایش منفی است در حالی‌که شیر در مراحل پیشرفته‌ترش شدن می‌باشد.
آزمایش دیگری که کمی حساس‌تر است، آزمایش مقاومت به الکل است. در این آزمایش ml3 از شیر با ml3 الکل در لوله آزمایش مدرج مخلوط می‌شود. اگر در این مخلوط حالت دانه دانه شدن روی ندهد، ml3 دیگر الکل به آن اضافه می‌گردد. اگر پس از افزودن ml6 الکل، این مخلوط منعقد نشود نشان می‌دهد که اسیدیته آن در حد قابل قبولی است. الکل پروتئین‌های شیر را هیدراته و دناتوره می‌کند. و در مورد آغوز (colostrum) شیر ترش شده، پاسخ آزمایش مثبت است که موارد مثبت کاذب در اثر عدم تعادل مواد معدنی شیر مشاهده می‌شود و به افزایش اسیدیته مربوط نمی‌باشد.
آزمایش دیگر جهت سنجش محصولات جانبی ناشی از فعالیت باکتری‌ها، آزمایش تیتراسیون اسیدیته شیر است که در آن ml 10 شیر با سود (هیدروکسید سدیم) 1/9 نرمال تیتر می‌شود. معرف مورد استفاده در این آزمایش فنل فتالئین است. وزن مولکولی اسید لاکیتک 90 است بنابراین هر میلی لیتر از سود 1/9 نرمال معادل با 0/01 گرم اسید لاکتیک می‌باشد. از آنجائی‌که اسیدیته طبیعی شیر کمتر از 0/16% (معادل اسید لاکتیک) می‌باشد، بنابراین با اندازه‌گیری اسیدلاکتیک موجود در نمونه می‌توان افزایش اسیدیته را محاسبه نمود.
روش‌های مذکور افزایش اسیدیته‌ی شیر را منعکس می‌کنند یعنی در واقع نشان می‌دهند تغییرات مخرب ناشی از باکتری‌های مزوفیلیک پیش‌تر اتفاق افتاده است از آنجائی‌که باکتری‌های مزوفیل پتانسیل اکسیداسیون احیاء شیر را تغییر می‌دهند لذا موجب احیاء رنگ معرف‌هایی نظیر آیی متیلن (Methylene blue) و رزازورین (Resazurine) می‌شوند، بنابر این می‌توان از آن‌ها به عنوان معرفی برای سنجش فعالیت میکربی استفاده نمود. احیاء سریع رنگ نشانگر فعالیت بالای میکربی است. آزمایش‌های مربوط به احیاء رنگ بسیار ساده می‌باشند زیرا برای انجام این آزمایش‌ها ml 9 شیر و یک ml رنگ در یک لوله آزمایش استریل مخلوط شده و در °C 37 که درجه حرارت مناسب برای رشد مزوفیل‌ها است گرمخانه‌گذاری می‌شود و در طول مدت دائماً لوله آزمایش کنترل می‌گردد. تغییر رنگ محتوای لوله‌ها هر 30 دقیقه یکبار کنترل شده و زمان احیاء کامل رنگ در واقع نشان دهنده‌ی تعداد نسبی باکتری‌های موجود در شیر است. این آزمایش‌ها خطاهایی هم دارند زیرا در مورد بعضی باکتری‌ها درجه احیاء بسیار بالا و برای بعضی دیگر پایین می‌باشد. علاوه بر آن یاخته‌های پیکری نیز می‌توانند رنگ را احیاء کنند. اما در هر حال این آزمایش‌ها ارزان و ساده بوده و روش درجه‌بندی مناسبی را برای تعیین کیفیت شیر پیش از خنک شدن، در اختیار قرار می‌دهد. (روش مناسبی جهت تعیین کیفیت بهداشتی شیری است که خنک نشده باشد.)

7-2- آزمایش‌های کیفیت بهداشتی شیر سرد شده

آزمایش‌هایی که در بخش قبل اشاره شد روشی ساده جهت تعیین وضعیت بهداشتی شیری است که در درجه حرارت نسبتاً بالا نگهداری شده باشد. مثلاً °c8-15 با بالاتر که روش غیرمستقیم اندازه‌گیری ارگانیسم‌های عامل فساد در شیر می‌باشد.
در شیری که در دمای پایین‌تر از °C5 خنک شده باشد، ارگانیسم‌های سرمادوست و سرماگرا رشد می‌کنند و به این دلیل روش‌های آزمون دیگری مورد نیاز است. آزمایش معمول در سنجش کیفیت بهداشتی فراورده، شمارش کلی باکتریایی (TBC) یا به عبارت صحیح‌تر شمارش پلیت استاندارد SPC) TBC) و یا شمارش کلی پرگنه‌های زنده (TVC) می‌باشد زیرا در این روش تنها باکتری‌های زنده که قادر به تشکیل پرگنه تحت شرایط خاص می‌باشند اندازه‌گیری و شمارش می‌شوند. است و TVC غالباً همان TBC است و کاربرد گسترده‌ای دارد و به عنوان معرف شرایط بهداشتی شیر در طی تولید و فرآوری به حساب می‌آید اگر چه ممکن است تمامی باکتری‌های شمارش شده عامل فساد نباشند.
روش‌های مختلفی جهت شمارش باکتری‌های شیر وجود دارد. شاید شمارش مستقیم میکروسکوپی اولین روش مورد استفاده بوده است که در آن لایه نازکی از حجم مشخصی از شیر بر روی لام شیشه‌ای گسترش داده شده، خشک و رنگ آمیزی می‌شود. با رنگ آمیزی، اشکال مختلف باکتری‌ها و یاخته‌های پیکری تشخیص داده شده و کنترل کیفیت در عرض 10-15 دقیقه انجام می‌شود با آنکه یاخته‌های مرده ممکن است قابلیت رنگ‌آمیزی را از دست دهند و از سلول‌های زنده قابل تفکیک می‌باشند اما برای تشخیص دقیق‌تر نیاز به روش‌های کامل‌تری می‌باشد. به دلیل حساسیت پایین این آزمایش، استفاده از آن برای شیری که تعداد باکتری‌های موجود در آن پایین باشد چندان عملی نیست.. بنابراین برای شیر با کیفیت خوب لازم است تا میکروارگانیسم‌ها را افزایش داد تا شمارش آن‌ها راحت‌تر انجام شود. گاهی اوقات گرمخانه‌گذاری نمونه‌ها تحت شرایط کنترل شده قبل از انجام آزمایش 2 باکتریولوژیکی در شیر خام با کیفیت خوب و شیر پاستوریزه انجام می‌شود.
روش شمارش پلیت استاندارد یک روش تجربی جهت تعیین کیفیت شیر است. در این روش باکتری‌ها در ماده‌ای ژله مانند به نام آگار رشد داده می‌شوند. این ماده حاوی مواد مغذی لازم جهت رشد میکروب‌ها است. در این روش ml0/01 از شیر به مدت 3 روز در حرارت °C30 گرمخانه‌گذاری می‌شود پس از این مدت پرگنه‌های تشکیل شده در پلیت شمارش می‌شوند. این آزمایش یک روش کلی جهت تعیین کیفیت شیر است اما معایبی هم دارد. به عنوان مثال باکتری‌ها به اشکال منفرد، دوتایی، زنجیره‌ای یا خوشه‌ای در شیر حضور دارند که با لرزش شکسته و جدا شده و هر کدام در طی گرمخانه‌گذاری یک پرگنه تشکیل می‌دهند. روش مورد استفاده جهت لرزش و میزان شکسته شدن توده‌ی باکتریایی، شمارش نهایی باکتری‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. پرگنه‌ها ممکن است روی‌هم بیفتند و یا بعضی باکتری‌ها به دلیل فقدان مواد مغذی لازم و اختصاصی و یا تأثیر اکسیژن و زمان و حرارت گرمخانه‌گذاری، رشد نمی‌کنند. با اینکه این آزمایش ساده می‌باشد اما نیاز به کار زیادی داشته و دقت آن کم است و قابلیت تکرارپذیری آن بین آزمایشگاه‌ها ضعیف می‌باشد. با توجه به مدت زمان لازم که 3 روز می‌باشد، نتایج این آزمایش تنها اطلاعات تاریخچه‌ای در اختیار قرار می‌دهد و شاید قابل استفاده نباشد.
علی‌رغم این معایب، هرجا نیاز به روش ساده‌ای جهت تعیین کیفیت بهداشتی فراورده باشد، شمارش کلی میکربی استفاده می‌شود. روش مرجع این آزمایش شامل تهیه رقت‌های متوالی از شیر است تا حجم مورد نیاز از نمونه را به روی پلیت کشت دهند. می‌توان با استفاده از روش جایگزین لوپ تامپسون (Thompsom loop) نمونه را به روی پلیت منتقل کرد که در آن جهت انتقال حجم استاندارد شیر (ml0/01) لوپ تنظیم شده است. این روش امروزه به صورت خودکار درآمده است تا بتوان تعداد زیادی نمونه را با روش TBC مورد آزمون قرار داد. جهت تعیین حجم نمونه شیری که قرار است گرمخانه‌گذاری شود باید در پلیت حدود 30-300 پرگنه وجود داشته باشد. بنابراین زمانی که شمارش باکتری‌های شیر 10000 ارگانیسم در میلی لیتر باشد، به این معناست که به دنبال گرمخانه‌گذاری ml0/01 شیر، 100 پرگنه در پلیت ایجاد می‌کند. با این حال اگر شمارش 100/000 باشد می‌تواند 1000 پرگنه در پلیت ایجاد کند که شمارش آن غیرممکن و کاری بسیار دشوار می‌شود. در مورد SPC هنگامیکه شمارش باکتریایی شیر نامعلوم باشد معمولاً دو پلیت با حجم‌های متفاوت از نمونه مثلاً ml0/01 و ml0/001 تهیه می‌شود تا بتوان محدوده‌ی جمعیت باکتریایی را شمارش کرد.
پس از گرم‌خانه‌گذاری نمونه شیر به مدت 3 روز در°C30 پرگنه‌ها با چشم قابل شمارش هستند و یا با آنالیزور تصویری به طور اتوماتیک اسکن شده و پرگنه‌ها به سرعت شمارش می‌شوند به طوری‌که این روش بسیار دقیق‌تر و مطمئن‌تر از چشم انسان است. پرگنه شمار خودکار (Automatic colony counter) برای شمارش پرگنه‌ها با اندازه‌های خاصی تنظیم شده‌اند. همچنین می‌توان آن‌ها را برای پرگنه‌های توده‌ای برنامه‌ریزی کرد. این حالت توسط میکروارگانیسم‌های خاصی ایجاد می‌شود که پرگنه‌های آن‌ها به صورت پهن در پلیت کشیده شده و ناحیه وسیعی از پلیت را می‌پوشانند که به این دلیل شمارش مستقیم با چشم را مشکل می‌سازد.
سیستم شمارش کلی دیگر، روش لوله غلتان (roll tube) است که در آن به جای آنکه نمونه‌ها در پلیت ریخته شوند، در لوله‌های استوانه‌ای شکل گرمخانه‌گذاری می‌شوند. این روش نسبت به SPC دقت کمتری دارد اما هزینه کمتر و فضای کمتری را اشغال می‌کند.
شمارش پلیت مارپیچی (Spiral) روش دیگری از SPC است که در آن با ابزار کشت نمونه به سطح آگار آماده تلقیح می‌شود در این روش بین 500 تا 500/000 باکتری در هر میلی لیتر قابل شمارش است. مقدار کمی از شیر در سطح آگار پلیت ریخته می‌شود که این عمل توسط Archimedan spiral صورت می‌گیرد و در این حالت حجم نمونه شیر که به هر قسمت از پلیت ریخته می‌شود، معلوم است. پرگنه‌های هر قسمت از پلیت با استفاده از صفحه شطرنجی خاصی شمارش می‌شوند که با حجم مشخصی و شاهدی از هر منطقه تنظیم شده است. در این روش نیاز به رقت‌های متوالی نمونه بر طرف شده است. اصلاحات و تغییرات در نمونه و انتقال نمونه به محیط کشت جهت شمارش پرگنه منجر به تکامل و توسعه روش SPC شده است. پتری فیلم تری‌ام (3M Petrifilm) یکی از این روش‌ها است. در بسته‌های پتری فیلم (petrifilm) پلیت آگار به صورت یک بار مصرف در دسترس می‌باشد که نمونه مورد آزمایش در سوراخی به قطر ml6 قرار داده شده و بین دو ورق پلاستیکی فشرده می‌شود. افزودن نمونه شیر سبب هیدراته شدن مجدد محیط کشت دهیدراته می‌شود بدین ترتیب به صورت یک پلیت آگاردار در می‌آید که پس از گرمخانه‌گذاری طبق روال معمول شمارش پرگنه‌ها امکان پذیر می‌باشد روش‌های پتری فیلم جهت شمارش کلی، شمارش کلی فرم و اشریشیا کلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در سال‌های اخیر روش‌های رشد و شمارش باکتری‌ها جای خود را به روش‌هایی که بر پایه تغلیظ باکتری‌ها، رنگ‌آمیزی و شمارش ارگانیسم‌های رنگ‌آمیزی شده می‌باشد داده است. از آنجائی‌که در این روش نیازی به گرمخانه‌گذاری به مدت سه روز نیست، بنابراین این روش به عنوان روش‌های سریع شناخته می‌شود.

7-3- رنگ‌آمیزی و شمارش باکتری‌ها

یکی از روش‌های سریع شمارش باکتری‌ها روش فیلتر اپی فلورسانت مستقیم (DEFT) است که در این روش ml2 از نمونه شیر باتریپسین و یک ماده کاهش دهنده فشار سطحی مخلوط می‌شود تا چربی و سلول‌ها و سایر ترکیبات آن به طور یکنواخت در مخلوط پخش شوند، سپس این مخلوط از فیلتر 0/6 میکرومتر عبور داده می‌شود بنابر این باکتری‌ها روی فیلتر باقی می‌مانند. سپس با آکریدین نارنجی رنگ‌آمیزی شده و با استفاده از روش‌های میکروسکوپی شمارش می‌شوند. به این ترتیب تعداد باکتری‌های از موجود در هر ml شیر شمارش می‌شود. از آنجائی‌که آکریدین نارنجی یک رنگ حیاتی است بنابراین باکتری‌های زنده و مرده به‌طور متفاوت رنگ می‌گیرند به طوری‌که می‌توان آن‌ها را به تفکیک با این روش شمارش نمود.
این روش سریع بوده (حدود 20 دقیقه) و حساسیت آن تا 104-103 ارگانیسم در هر میلی لیتر می‌باشد. اما این روش نسبتاً گران است و تکنسین‌ها باید کاملاً در این زمینه آموزش‌های لازم را ببینند تا دقت کافی را به دست آورند. امروزه روش DEFT به صورت اتوماتیک در آمده است، در این روش و سایر روش‌های اتوماتیک رنگ‌آمیزی تفریقی باکتری‌ها صورت می‌گیرد و شامل روش‌های باکتری‌های نوارهای "Autorak","Bactoscan","Biofoss" می‌باشد. در روش "Autorak" رنگ‌آمیزی شده بر روی مغناطیسی ثابت می‌شوند.
اساس روش"Bactoscan" مشابه با روش "DEFT" است. اما در این روش باکتری‌ها توسط سانتریفوژ از ترکیبات شیر و یاخته‌های پیکری جدا شده و سپس با آکریدین نارنجی رنگ‌آمیزی می‌شوند. وسایل و ابزار کار کاملاً اتوماتیک بوده و به‌طور گسترده‌ای جهت تعیین و درجه‌بندی کیفیت بهداشتی شیر دامداری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روش SPC ارگانیسم‌های منفرد، دوتایی و خوشه‌ای را جدا نمی‌کند و همه را به عنوان یک پرگنه شمارش می‌کند، اما در این روش‌ها، فقط باکتری‌های منفرد رنگ‌آمیزی می‌شوند بنابراین عدد بالاتری را نشان می‌دهد. ارتباط میان روش‌های قدیمی SPC و روش‌های شمارش سلول‌های منفرد، نیاز به مطالعه دقیق‌تری دارد. از آنجائی‌که باکتری‌های منفرد به ترکیبات شیر حمله می‌کنند بنابراین اندازه‌گیری و شمارش سلول‌های منفرد نسبت به شمارش پرگنه‌ها، همبستگی دقیق‌تری را در مورد شمارش باکتریایی و کیفیت شیر در اختیار ما قرار می‌دهد.
روش‌هایی که به آن‌ها اشاره شد، چه پس از رشد باکتری‌ها و تشکیل پرگنه قابل شمارش و چه از طریق رنگ‌آمیزی باکتری‌های منفرد. جهت شمارش میکربی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش‌ها روش‌های شمارش مستقیم نامیده می‌شوند. تعداد زیادی از روش‌های دیگر به منظور سنجش ترکیبات یا اجزاء سلول‌های میکربی و یا مواد حاصل از متابولیسم و فعالیت باکتری‌ها بکار برده می‌شوند که به این روش‌ها، روش‌های آنالیز غیرمستقیم گفته می‌شود.

7-4- اندازه‌گیری تولیدات متابولیکی سلول‌های میکربی

7-4-1- پیروات

پیروات یا پیرویک اسید محصول نهایی واکنش گلیکولیز است (شکل 4) بنابراین مقدار پیروات در شیر با افزایش تعداد باکتری‌ها، افزایش می‌یابد.
سنجش آن بر اساس احیاء پیروات به اسید لاکیتک و در حضور آنزیم لاکتات هیدروژناز از عضله باقیمانده با (LDH) صورت می‌گیرد. این آنزیم به دنبال اکسیداسیون خودبخودی NADH2 از عضله خرگوش استخراج می‌شود مقدار پاستوریزاسیون تأثیری و NADH2 روش اسپکتروفتومتری اندازه‌گیری می‌شود. پاستوریزاسیون تأثیری بر پیروات نداشته بنابراین اندازه‌گیری آن در شیر پاستوریزه نشان دهنده‌ی آلودگی و کیفیت باکتریولوژیکی شیر خام مورد استفاده در تولید است.
سنجش پیروات به عنوان روشی برای تعیین آلودگی پس از پاستوریزاسیون مورد توجه است. در این روش مقدار پیروات شیر بلافاصله پس از پاستوریزاسیون و همچنین پس از گرمخانه‌گذاری اندازه‌گیری می‌شود. اختلاف غلظت پیروات نشان دهنده مقدار آلودگی پس از پاستوریزاسیون خواهد بود.

7-4-2- بیولومینسانس (Bioluminescence)

تمامی سلول‌های زنده حاوی ATP می‌باشند که به عنوان سوبسترای آنزیمی لوسیفرین- لوسیفراز (Luciferin- Luciferase) سیستم بیولومینسانس نوعى مگس (firefly) به کار برده می‌شود و موجب ایجاد نور در سیستم می‌گردد. بنابراین پرتوهای بسیار حساس نور می‌تواند جهت اندازه‌گیری تعداد پایین باکتری‌ها بر حسب مقدار ATP آن‌ها بکار رود.

تنها مشکل این است که مقدار ATP باکتریایی در شیر در مقایسه با سایر منابع آن مثل یاخته‌های پیکری بسیار کم است، بنابراین یاخته‌های پیکری باید قبل از اندازه‌گیری ATP باکتریایی از نمونه خارج شوند. حساسیت کیت‌های آزمایشگاهی تجارتی موجود در بازار حدود 104 ارگانیسم در هر میلی لیتر است.
این روش تنها برای مشخص شدن آلودگی کل باکتریایی شیر نیست بلکه می‌تواند به عنوان روش سریع جهت تعیین آلودگی در سواب‌ها و محلول‌های شستشوی مورد استفاده در سالن‌ها به منظور ارزیابی عملکرد بهداشتی دستگاه‌های شستشو استفاده شود. از این روش برای تعیین آنزیم‌های لیپاز و پروتئاز شیر نیز استفاده می‌شود.

7-5- اندازه‌گیری فعالیت متابولیک

آزمایش‌های اندازه‌گیری احیاء رنگ که قبلاً اشاره شد، یکی از ساده‌ترین روش‌های بررسی میکروارگانیسم‌های شیر از طریق سنجش فعالیت متابولیسمی آن‌ها می‌باشد. البته روش‌های متعدد دیگری نیز وجود دارند.
باکتری‌های فعال حرارت تولید می‌کنند و با روش میکروکالریمتری که جهت اندازه‌گیری افزایش دمای نمونه‌ها بکار برده می‌شود می‌توان توده زنده باکتریایی را بررسی و محاسبه نمود. اما این روش مقبولیت چندانی نیافته است.
تعدادی از گونه‌های میکربی قادرند از گلوکز، دی اکسید کربن آزاد نمایند و از این رو سنجش(پرتوهای رادیواکتیو از دی اکسید کربن نشان‌دار شده یا کربن رادیو اکتیو) 14C پیشنهاد شده است. روش رادیومتری نیز چندان مورد قبول صنایع شیر نبوده است.
روش مورد استفاده در صنایع شیر اندازه‌گیری قابلیت هدایت الکتریکی (Impedance) است هنگامی که باکتری‌ها یک ماده را هضم می‌کنند، مقاومت الکتریکی آن را تغییر می‌دهند. محیط کشت مورد استفاده اغلب مشابه همان چیزی است که در روش‌های سنتی استفاده می‌شود. با آنکه نتایج آزمایش پس از 8-18 ساعت مشخص می‌شود، اما هر چه بار باکتریایی بیشتر باشد، نتیجه آزمایش سریع‌تر حاصل می‌شود زیرا تغییرات واضح در قابلیت هدایت الکتریکی می‌افتد که تعداد میکروارگانیسم‌ها به 106 در هر میلی لیتر برسد. زمان لازم برای رسیدن به این مرحله با بار باکتریایی نمونه شیر در شروع آزمایش همبستگی نشان می‌دهد. لوازم و تجهیزات مورد استفاده در این آزمایش گران است، با این وجود به‌طور همزمان می‌توان چندین آزمایش را با هم انجام داد. با انتخاب محیط‌های اختصاصی، ارگانیسم‌های مختلفی را می‌توان مورد آزمایش قرار دارد.

8- آینده

روش خاصی که در شیمی بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرد، جایگاه خود را در صنایع شیر نیز در پیدا کرده است. روش فلو سیتومتری (Flowcytometry) واقع اندازه‌گیری انعکاس نور لیزر از جریان بسیار باریکی از مایع تحت آزمایش می‌باشد، ذرات موجود در مایع نور را می‌شکنند و ضریب شکست و زاویه این نور اندازه‌گیری می‌شود که اطلاعاتی در مورد اندازه و شکل سلول در اختیار قرار می‌دهد.
این روش سریع بوده و شمارش در طی چند دقیقه انجام می‌شود و اطلاعات را به کامپیوتر منتقل می‌کند. این روش بسیار حساس نیز است و قادر می‌باشد تا کمتر از 100 سلول در هر میلی لیتر را شمارش کند. در تئوری روش Flowcytometry می‌تواند شمارش یاخته‌های پیکری و شمارشی کلی باکتریایی را در یک نمونه انجام دهد. با رنگ‌آمیزی فلورسانت سلول‌های باکتری‌های اختصاصی می‌توان از این روش جهت شمارش گونه خاصی از باکتری‌ها استفاده نمود به نظر می‌رسد این روش، در آینده به عنوان روش مناسبی برای کنترل کیفیت شیر خام بکار رود. هم اینک در سطح تجارتی برای آزمایش حضور مخمرها در ماست از این روش استفاده می‌شود.

9- نمونه‌برداری، نگهداری، محافظت و انتقال نمونه‌ها

نتایج هر نوع آزمایش بر روی کیفیت شیر به نمونه أخذ شده از مخازن جمع‌آوری شیر بستگی دارد و به همین دلیل نمونه‌برداری باید با دقت کامل انجام گیرد از آنجائی‌که چربی به صورت سوسپانسیون در سطح شیر جدا می‌شود لذا قبل از نمونه‌برداری باید کاملاً شیر مخلوط شده باشد. اگر شیر محموله در ظروف مختلفی نگهداری شود، باید از چند مخزن نمونه برداشت نمود آن‌ها را با هم مخلوط کرد. تا یک نمونه نهایی بدست آید.
روش‌های نمونه‌برداری در استانداردهای مربوطه توضیح داده شده است (1985IDF). مخلوط کردن شیر با ریختن شیر از یک ظرف به ظرف دیگر صورت می‌گیرد که این عمل با استفاده از یک همزن (شکل 6) انجام می‌شود و یا از مخلوط‌کننده‌های مکانیکی می‌توان استفاده کرد.
مخلوط کردن بخصوص برای شیرهای سرد شده و شیرهای موجود در تانک در دامداری‌ها اهمیت دارد. در آنجا شیر توسط مخلوط کننده‌های اتوماتیک بهم زده می‌شود که هم شیر را طی خنک شدن بهم می‌زنند و هم قبل از برداشت نمونه به مدت 2 دقیقه شیر را مخلوط می‌کنند. (شکل 7).
شیر موجود در بشکه‌ها یا بیدون توسط همزن مخلوط می‌شود. یک ظرف دسته‌دار مدرج برای برداشت نمونه نماینده از هر بیدون بسته به حجم آن بکار می‌رود (مثلاً 8/10 ظرف سترون برای هشت گالون «1 گالون تقریباً معادل 4/5 لیتر» و یک ظرف کامل برای 10 گالون)، نمونه‌های مجزا از هر بیدون در یک ظرف سترون ریخته می‌شود و از آنجا نمونه نهایی برداشت شده و به یک ظرف خشک و سترون منتقل می‌گردد که در روی این ظرف، نام و شماره، دامداری، حجم شیر و تاریخ برداشت نمونه نوشته می‌شود.
برای تانک‌ها یا تانکرهای حمل و نقل مدت 15 دقیقه باید شیر مخلوط شود که از همزن‌های بزرگ استفاده می‌شود. در تانکرها مخلوط کن‌های اتوماتیک هم وجود دارد. اما گاهی اوقات شستن و سترون کردن آن‌ها مشکل است. در بعضی تانکرها از مخلوط کن‌های بادی استفاده می‌گردد اما باید مراقب بود که هیدرولیز لیپولتیک و تجزیه چربی شیر صورت نگیرد.
روش مناسب نمونه‌گیری برای اطمینان از مخلوط شدن شیر این است که نمونه‌ها از نقاط مختلف مخزن حمل شیر برداشت گردد. نمونه از قسمت بالا و پایین باید برداشته شود و محتوای چربی تمام نمونه‌ها باید یکسان باشد تا نشان دهد شیر به خوبی مخلوط شده است. گاهی اوقات نمونه‌برداری در خطوط حمل شیر جهت تهیه خامه یا فراورده انجام می‌شود. در اینجا توسط پمپ‌های متصل به پمپ اصلی، نمونه در حجم‌های لازم برداشت می‌گردد. در بعضی کشورها از وسایل نمونه‌برداری اتوماتیک استفاده می‌شود. اما چنین سیستم‌هایی نیز ممکن است نمونه خوبی در اختیار قرار ندهند و نتیجه آزمایش در نمونه‌های مختلف، متفاوت باشد که به این صورت حساسیت آن‌ها دقیق نیست و هزینه‌بر نیز می‌باشد. به همین منظور قبل از استفاده از نمونه بردار خودکار (Automatic Sampler) باید از دقت آن‌ها مطمئن شد.
نمونه‌ها باید به ظروف تمیز و خشک منتقل شوند و در مورد آزمایش میکربی ظروف باید سترون باشند. در روی تمام نمونه‌ها مشخصات کامل نمونه، تاریخ و نام نمونه‌بردار ذکر شود. در بعضی از وسایل جدید مشخصات با استفاده از شماره کد یا بارکد محصول و یا نوارهای مغناطیسی به‌طور خودکار ثبت می‌شود که امکان اشتباه را به حداقل می‌رساند.
پس از برداشت یک نمونه دقیق و آماده‌سازی آن، مرحله بعد انتقال نمونه تحت شرایط مناسب به محل آزمایشگاه است.

شکل 6: همزن مورد استفاده برای مخلوط کردن شیر بیدون‌ها یا تانکرها

شکل 7: تانک خنک کننده با مخلوط کن (همزن)

9-1- انتقال نمونه و نگاهداری آن

راه اصلی جهت محافظت نمونه از فساد میکربی این است که در دمای نزدیک C°0 نگهداری شود. برای بسیاری از آزمایش‌ها باید از انجماد نمونه جلوگیری شود زیرا این امر می‌تواند باعث صدمه به سلول‌های باکتریایی شود و همچنین شرایط فیزیکی چربی شیر را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین نهایتاً دمای نگهداری نمونه باید C°0-2 باشد.
دو روش خنک کردن برای انتقال نمونه به آزمایشگاه پیشنهاد می‌شود. یکی انتقال ظروف حاوی نمونه در آب یخ و دیگری استفاده از قطعات یخ بسته‌بندی شده می‌باشد.
هر دو روش نیاز به قوطی‌های عایق دارند که هیچ رشد باکتریایی طی 24-36 ساعت در نمونه اتفاق نیفتد و نمونه در دمای C°2 یا پایین‌تر قرار گیرد. خنک کردن و محافظت نمونه‌کاری ضروری است اما بسیار گران می‌باشد. به همین دلیل اگر نمونه‌ها صرفاً برای انجام آزمایش‌های کیفی ترکیب شیر برداشته شده‌اند می‌توان از مواد ضد میکربی جهت محافظت آن‌ها استفاده کرد.
مواد محافظت کننده شیمیایی مثل دی کرومات پتاسیم، (Potassium dichromate)، کلرید جیوه (امروزه به دلیل مشکلات زیست محیطی مصرف آن متوقف شده است) و سدیم آزاید (Sodium azide) به مقدار زیادی مصرف می‌شوند. برونوپل (Bronopol) یک محافظت کننده مناسب‌تر است و در طبیعت تجزیه می‌شود، که امروزه جهت انتقال نمونه‌ها در درجه حرارت معمولی و محیط مورد استفاده می‌گیرد.
سیستم محافظتی نمونه به آزمایش مورد نظر و میزان دقت لازم جهت آزمایش، بستگی دارد. تجربه و فساد نمونه به سه شکل اتفاق می‌افتد:
1- فساد و تجزیه میکروبیولوژیکی که به دلیل غنی بودن شیر از مواد مغذی و نقش آن به عنوان محیط کشت میکربی اتفاق می‌افتد. هر چه درجه حرارت بالاتر باشد، رشد باکتری‌ها بیشتر است. در C°0-2 تعداد میکرب‌ها تقربیاً به مدت 24-36 ساعت بدون تغییر باقی می‌ماند.
2- تجزیه و تخریب فیزیکی که در شرایط بالاتر ازC °8 روی می‌دهد و سبب روغنی شدن شیر می‌شود. روغنی شدن در واقع تجزیه چربی و شکستن غشاء گویچه‌های چربی است که در اثر به هم خوردن نمونه‌ها طی حمل و نقل اتفاق می‌افتد. این واکنش منجر به جدا شدن چربی در سطح نمونه شده و مخلوط کردن مجدد آن مشکل می‌شود و در نتیجه برداشت نمونه نهایی با اشکال روبرو می‌گردد. اندازه‌گیری چربی در این نمونه‌ها، چربی کمتری را نشان می‌دهد زیرا نمونه از پایین خط چربی برداشته می‌شود. حمل و نقل نمونه‌ها در حرارت کمتر ازC °6 روغنی شدن را محدود یا متوقف می‌کند.
3- تجزیه و تخریب شیمیایی می‌تواند با تغییرات ایجاد شده توسط میکروارگانیسم‌ها در شیر اتفاق بیفتد. شیرهایی که به وضع نامناسبی منتقل می‌شوند، ترش شده، منعقد و لخته می‌گردند که نمونه‌برداری نهایی از آن‌ها مشکل می‌شود. قبل از آنکه لخته شدن فیزیکی ظاهر گردد، تغییرات شیمیایی اتفاق می‌افتد و طی آن لاکتوز به اسید لاکتیک تبدیل می‌شود. چنین تغییری مواد جامد غیرچربی و لاکتوز، نقطه انجماد و مقادیر آنتی بیوتیک را تحت تأثیر قرار داده و همچنین تعیین میزان چربی با پروتئین و لاکتوز را متأثیر می‌سازد. حمل و نقل نمونه در سرما، تغییرات میکروبیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی در نمونه را به حداقل می‌رساند.
با افزودن از مواد محافظت کننده شیمیایی به نمونه، انجام آزمون‌های میکروبیولوژیکی، آزمایش آنتی بیوتیک و مواد مهارکننده رشد باکتری‌ها و شمارش یاخته‌های پیکری بر روی نمونه با مشکل روبرو می‌شود. همچنین این موارد دقت آزمایش شیمیایی و تعیین نقطه انجماد را کاهش می‌دهند. اما با این حال در صورت عدم امکان انتقال نمونه‌ها در سرما، می‌توان از مواد متوقف کننده و رشد باکتری‌ها در شیر استفاده کرد که رشد میکرب‌ها را محدود می‌سازد اما اعتبار آزمایش را کاهش می‌دهند.
منبع مقاله :
F،HARDING؛ (1385)، شیر و کیفیت آن، دکتر گیتی کریم، دکتر ارمغان دیانی دردشتی، دکتر امیرحسین خلجی. تهران: مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ دوم