Evaluación de los factores de producción primaria y transformación industrial sobre la calidad y seguridad microbiológica de la leche

• Autores: Lucía Victoria Reguillo Granados
• Directores de la Tesis: Fernando Pérez Rodríguez (dir. tes.), Antonio Valero Díaz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Gonzalo Zurera-Cosano (presid.), María Arévalo Villena (secret.), Rubén López Nicolás (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Helvia
• Resumen

  • 1.Introducción o motivación de la Tesis La cadena de producción de alimentos, y en particular de la leche , por las propias características físico químicas de la matriz y las distintas fases y actores intervinientes , constituye un a cadena con una s condiciones idóne as para la proliferación microbiana, lo que puede de rivar en alteraciones posteriores del producto desde el punt o de vista organoléptico o incluso en la presencia de agentes patógenos , que pueden tener un efecto perjudicial en la salud pública Por todo ello, l a hipótesis de la presente Tesis Doctoral se sustenta en la afirmación de que determinadas pautas de ordeño y recogida sistemas de refrigeración de los tanques y fases de la cadena puede n tener un impacto sobre los recuentos microbiológicos de la leche , al tiempo que contar con un mayor conocimiento de la cadena y del comportamiento microbia n o, puede contribu ir a la toma de decisiones para garantiza r la calidad y seguridad alimentaria del producto El objetivo general ha consistido en estudiar la eficacia d e los Sistemas de Calidad en las industrias agroalimentarias, y, en concreto, en las industrias lácteas, para gar antizar la calidad y seguridad alimentaria de la leche suministrada a los consumidores mediante el uso de herramientas de microbiología predictiva para la toma de decisiones a lo largo de la cadena alimentaria Los objetivos específicos han sido los siguientes 1. Hacer una revisión completa de la cadena de producción de leche, comercialización y microbiología de la leche (Capítulo 2 2. Estudiar el funcionamiento de los tanque s de almacenamiento de leche cruda en granjas y evaluar su influencia sobre la calidad de la leche (Capítulo 3. Evaluar el impacto de las pautas de ordeño y recogida de la leche en granjas sobre su calidad microbiol ógica (Capítulos 4 y 5) 4. Determinar el e fecto de las fases posteriores al ordeño sobre la carga microbiana de la leche (Capítulo 4 5.Definir una Calidad que abarque toda la cadena de producción de leche cruda (Capítulos 2 , 4, 5 y 6).

    6.Estimar, mediante el uso de modelos de microbiología predictiv os, el efecto de las distintas condiciones de almacenamien to sobre la dinámica de poblaciones bacterianas alterantes en leche (Capítulo 6).

    2. Contenido de la Tesis La Tesis Doctoral cuenta con un capítulo que contiene la revisión bibliográfica (capítulo 2) y de tres capítulos en los que se recoge la investigaci ón efectuada , cuyo título y contenido de manera resumida, se expone a continuación:

    CAPÍTULO 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Este apartado ha reca p itulado una serie de apartados que proporcionan el contexto necesa rio para conocer la importancia del sector lácte o y justificar el desarrollo de estudios como los que se presentan en los que se presentan en los siguientes capítulos.los siguientes capítulos. El capítulo 2 está dividiEl capítulo 2 está dividido do en sien siete apartados en loete apartados en los que se recogen datos del sector (situacións que se recogen datos del sector (situación actual, tenactual, tendendencias de cias de pproducción y consumo), aspectos nutricionroducción y consumo), aspectos nutricionales y valor biológico de la leche, alteraciones, ales y valor biológico de la leche, alteraciones, adulteraciadulteraciones ones y peligros de la leche, y peligros de la leche, descripción de la cadena de producción lácteadescripción de la cadena de producción láctea, , sistema de gestión de calidad en la producción de lechesistema de gestión de calidad en la producción de leche, e, etiquetadotiquetado y y herramiherramientas para entas para el control y la mejora de los siel control y la mejora de los sistemas de gestión de calidad de la lechestemas de gestión de calidad de la leche..

    CAPÍTULO 4. PROPUESTA DE MEDIDAS DE CONTROL DE CALIDAD EN LA CADENA DE PRODUCCIÓN DE LECHEDE PRODUCCIÓN DE LECHE Basándose en la hipótesis de quela hipótesis de que factorfactoreses como el tiempo como el tiempo o la temperatura o la temperatura de de alalmacenamacenamientomiento influyeinfluyenn en los recuentos mien los recuentos microbiológicos crobiológicos de lde la leche a leche cruda, cruda, el objetivoel objetivo dede esteeste estudioestudio se se ha basado ha basado enen determdeterminarinar la influencia de la recogida diaria sobre los la influencia de la recogida diaria sobre los recuentos microbiológicos y la búsqueda bibliográfica de la cadena de producción de recuentos microbiológicos y la búsqueda bibliográfica de la cadena de producción de leche, leche, lo que lo que se plantea como una medise plantea como una medida orientada a conda orientada a conocer una parte de la cadena en ocer una parte de la cadena en la la que no existe un control exhaustivo por parte de las industrias y permite prever que no existe un control exhaustivo por parte de las industrias y permite prever incrementos de recuentos y tomar medidas y decisiones. incrementos de recuentos y tomar medidas y decisiones. Para ello se Para ello se monitorizaron lmonitorizaron los os equipos de refrigequipos de refrigeración de leche en eración de leche en las granjlas granjas medianas mediante la determinación de las te la determinación de las distintas distintas rampas de temperatura detectadas, comparando dichas rampas en granjas con rampas de temperatura detectadas, comparando dichas rampas en granjas con recogida recogida de leche cada 48de leche cada 48 horas (48h) y con recogida cadhoras (48h) y con recogida cada 24a 24 horas (24h), así comhoras (24h), así como o comparando los recuentos microbiolcomparando los recuentos microbiológiógiccos obtos obtenidos. Por otro lenidos. Por otro lado, se determinó ado, se determinó el el efecto de la frescura de la leche sobre su calidad, efecto de la frescura de la leche sobre su calidad, realizándrealizándoseose un estudio microbiológico un estudio microbiológico en cada fase de la cadena de producción de lecheen cada fase de la cadena de producción de leche ((ordeño en tanques, transporte en ordeño en tanques, transporte en camiones cisterna e industria en siloscamiones cisterna e industria en silos), comparando la recogimparando la recogida da a las a las 24h frente a la 24h frente a la recogida recogida a las a las 48h.

    Los resultados indicaron que los recuentos asociados a laos recuentos asociados a la recorecogida 48h gida 48h experimentaron experimentaron un incremento en lun incremento en los niveles de aerobios mesófilos que se vieron incrementos niveles de aerobios mesófilos que se vieron incrementados un 38, ados un 38, 23 y u23 y un 31 % en tanques, cisternas y silos respectivamente. Además, mediante este n 31 % en tanques, cisternas y silos respectivamente. Además, mediante este estudioestudio se pudo demose pudo demostrar la existencia de un aumento de la carga microbiana de la leche strar la existencia de un aumento de la carga microbiana de la leche del 50% en cisternas respecto a tanques y del 69% en silos respecto a cisdel 50% en cisternas respecto a tanques y del 69% en silos respecto a cisternas.ternas.

    CAPÍTULO 5. EVALUATION OF THE INFLUENCE OF FREQUENCY OF MILK 5. EVALUATION OF THE INFLUENCE OF FREQUENCY OF MILK COLLECTION AND MILKING DAYSHIFTCOLLECTION AND MILKING DAYSHIFT ON THE MICROBIOLOGICAL QUALITY OF ON THE MICROBIOLOGICAL QUALITY OF RAW MILKRAW MILK El objetivo de este estudio ha sidoha sido analizar la influencia de la frecuencia de recanalizar la influencia de la frecuencia de recogidaogida de de leche (24h frente leche (24h frente a 48h) y el tiempoa 48h) y el tiempo de ordeño (mañana y noche) en el recuento total de de ordeño (mañana y noche) en el recuento total de bacterias aeróbicas mesbacterias aeróbicas mesóóffililas (Mas (MAB) y bacterias psicotrAB) y bacterias psicotrofasofas (PSY) en muestras de leche (PSY) en muestras de leche cruda. Los recuentos de MAB se determinaron mediante cruda. Los recuentos de MAB se determinaron mediante citometría de flujo (BactoScan) y citometría de flujo (BactoScan) y PSY mediantePSY mediante el método de recuel método de recuento de placaento de placa. Se realizó un análisis estadístico . Se realizó un análisis estadístico univariaunivariableble para depara detectartectar diferencdiferencias sigias significativas entre los factores estudiados. Los nificativas entre los factores estudiados. Los resultados obtenidos mostraron que la recresultados obtenidos mostraron que la recogidaogida de leche cada 24h fue eficaz en la de leche cada 24h fue eficaz en la reducción dereducción de loslos rrecuentoecuentoss de MAB y de MAB y PSY en un 32 y 18 %, respectivamente, en PSY en un 32 y 18 %, respectivamente, en comparación con la recocomparación con la recogidagida de leche de 48hde leche de 48h. Est. Este impacto positivo permitió reducir hasta e impacto positivo permitió reducir hasta 44°° C la temperatura del tratamiento térmico en la industria láctea, lo que implicC la temperatura del tratamiento térmico en la industria láctea, lo que implicóó un ahorro un ahorro energético delenergético del 22 %22 % para la indupara la industria.stria.

    CAPÍTULO 6. FOOD QUALITY MANAGEMENT SYSTEMS IN THE DAIRY INDUSTRY: A CASE STCASE STUDY ON THE APPLICATION OF PREDICTIVE MICROBIOLOGY IN THE UDY ON THE APPLICATION OF PREDICTIVE MICROBIOLOGY IN THE MICROBIAL QUALITY OF MILKMICROBIAL QUALITY OF MILK Las industrias agroalimentarias deben garantizar la seguridad de los alimentos producidolimentos producidos s mediante la aplicación mediante la aplicación de la normativa vigente, de la normativa vigente, y a través dey a través de la correcta aplicacila correcta aplicación de ón de sistemas de control de calidad. En relación con la calidad de la lechesistemas de control de calidad. En relación con la calidad de la leche, es extremadamente , es extremadamente importante controlar los tratamientos industriales a los qimportante controlar los tratamientos industriales a los que está sometida pue está sometida para evitar la ara evitar la multiplimultiplicación cación los microorganismoslos microorganismos,, algunos de elalgunos de elloslos patógenospatógenos, y para, y para evitar el devitar el deterioro eterioro del productodel producto. La leche cruda debe someterse a estrictos controles de calidad a nivel de . La leche cruda debe someterse a estrictos controles de calidad a nivel de producción primaria basados en el conocimientproducción primaria basados en el conocimiento de los principalo de los principales factores que influyen es factores que influyen en su calidad y seguridad microbiológicaen su calidad y seguridad microbiológica, prácticas higiéni, prácticas higiénicas, estado de salud de las cas, estado de salud de las vacas, frecuencia y momento de recogida, temperatura de almacenamiento y tiempo de vacas, frecuencia y momento de recogida, temperatura de almacenamiento y tiempo de transporte. Para mejorar la seguridad alimetransporte. Para mejorar la seguridad alimentaria y estimar lntaria y estimar la vida útil de los alimentos, la a vida útil de los alimentos, la microbiología predictiva microbiología predictiva constituyeconstituye una una herramientaherramienta ampliamente utilizada para la ampliamente utilizada para la estimación del comportamiento microbiano estimación del comportamiento microbiano mediante el uso de modelos matemáticos. A lo mediante el uso de modelos matemáticos. A lo largo de este capítulo, se proporcionlargo de este capítulo, se proporcionaa una descripción una descripción de los actuales sistemas de gede los actuales sistemas de gestión stión de la calidad de los alimentos (FQMS) llevados ade la calidad de los alimentos (FQMS) llevados a cabo por las industrias lácteas reflejando cabo por las industrias lácteas reflejando los desafíos actuales, las directrices y las herramientas disponibles. los desafíos actuales, las directrices y las herramientas disponibles. FinalmFinalmente, se ente, se aportaaporta un caso de estudiun caso de estudio para o para proporcionar al capítulo la aplicabilidadal capítulo la aplicabilidad prácticapráctica de la de la microbiología predictiva en una especimicrobiología predictiva en una especie microbiana con e microbiana con caráctercarácter alterante como alterante como P. P. fluorescensfluorescens. . A este respecto, el estudio A este respecto, el estudio presentado presentado demuestra que los valores actuales de demuestra que los valores actuales de temperatura y tiempotemperatura y tiempo observados en la observados en la cadena de producción de leche cadena de producción de leche eraeran adecuados n adecuados para mantener la calidad microbiana de para mantener la calidad microbiana de la leche. Además, se identificaron límites críticos la leche. Además, se identificaron límites críticos específicos, especialmente para el tiemespecíficos, especialmente para el tiempo de almacenamiento en el silo, donde tiempos po de almacenamiento en el silo, donde tiempos inferiores a 36 inferiores a 36 h podrían ser unah podrían ser unass condicionescondiciones fiablefiabless para reducir el deterioro de la leche para reducir el deterioro de la leche debido a la actividad de debido a la actividad de la proteasa microbiana después del tratamiento térmico.la proteasa microbiana después del tratamiento térmico.

    3. Conclusión A partir de los estudios realizados, se exponen se exponen a continuación a continuación las principales conclas principales conclusiones lusiones de la prede la presente Tesis Doctoral: sente Tesis Doctoral: 1. Habiéndose encontrado diferencias en las características y especificaciones de los Habiéndose encontrado diferencias en las características y especificaciones de los equipos de refrigeración durante el estudio, se ha detectado que dichas diferencias equipos de refrigeración durante el estudio, se ha detectado que dichas diferencias intervienen en las rampas de temperatura que experimenta la leche durante el intervienen en las rampas de temperatura que experimenta la leche durante el proceso de proceso de refrigeración. refrigeración. Por ello, es recomendable,Por ello, es recomendable, queque la monitorización de losla monitorización de los equipoequiposs de refrigeración del tanque sede refrigeración del tanque sea a tenidtenidaa en cuenta a la hora de añadir en cuenta a la hora de añadir actuaciones de control de calidadactuaciones de control de calidad.. ((Capítulo 4Capítulo 4)) 2. La monitorización de tanques La monitorización de tanques mediante el registro de mediante el registro de laslas rampas de temperaturarampas de temperatura realizadrealizadaa en la Tesis Doctoralen la Tesis Doctoral, , se presenta comose presenta como una propuesta una propuesta de de medida medida que que permite clasificar permite clasificar las distintas etapas y las distintas etapas y calcular su duración, calcular su duración, ofrecofreciendoiendo,, ademásademás,, la la posibilidad de comparar entre equipos de refrigeración de leche de distintas posibilidad de comparar entre equipos de refrigeración de leche de distintas ganaderías o comparar la eficiencia de distintos tanques en la misma explotaciónganaderías o comparar la eficiencia de distintos tanques en la misma explotación. . TambiénTambién,, permite prever incrementos de recuentos y tomar decisionespermite prever incrementos de recuentos y tomar decisiones no sólo en no sólo en granjas sino granjas sino también en etapas posteriores,también en etapas posteriores, exigir mejoras de equipos en base a la exigir mejoras de equipos en base a la monitorización periódica o garantizar una calidad del producto basada en el control de monitorización periódica o garantizar una calidad del producto basada en el control de la cadena de frío.la cadena de frío. ((Capítulo 4Capítulo 4)) 3. La hora de ordeño se ha identificado como un factor La hora de ordeño se ha identificado como un factor importante en el mantenimiento importante en el mantenimiento de la calidad microbiológica de la leche, asociándosede la calidad microbiológica de la leche, asociándose,, de manera significativade manera significativa,, menores recuentos al ordeño de la mañana. menores recuentos al ordeño de la mañana. ((Capítulo 5Capítulo 5)) 4. LosLos factores asociados a la cadena de producción de lechefactores asociados a la cadena de producción de leche,, como el tiempo de como el tiempo de alalmacenamiento y/o la mezcla de leche en cada fasemacenamiento y/o la mezcla de leche en cada fase, , intervienen enintervienen en el grado de el grado de contaminación de contaminación de microorganismos aerobios mesófilosmicroorganismos aerobios mesófilos y psicrotrofosy psicrotrofos, , siendosiendo los los recuentosrecuentos mediosmedios de de aerobios mesófilosaerobios mesófilos un 27% superioresun 27% superiores enen la recogida 48h la recogida 48h comparadcomparada a a a la la recogidarecogida cadacada 24h24h. . Asimismo, lAsimismo, losos recuentos recuentos se incrementaron una se incrementaron una media del 60%media del 60% en silos en silos y y en cisternasen cisternas con respecto a las anteriores fases de la con respecto a las anteriores fases de la cadenacadena.. Por ello, se propone lPor ello, se propone la recogida diaria a recogida diaria como unacomo una medida efectiva medida efectiva en la mejora en la mejora dede la calidad higiénicola calidad higiénico--sanitaria de la leche cruda en relación con la recogida cada sanitaria de la leche cruda en relación con la recogida cada 48h48h ((Capítulo 4 y 5Capítulo 4 y 5))..

    5. A pesar de que laA pesar de que la recogida recogida cada cada 24h implica una mayor frecuencia de limpieza de los 24h implica una mayor frecuencia de limpieza de los tanques, no se encontraron diferencias significativas en el puntotanques, no se encontraron diferencias significativas en el punto crioscópico de la crioscópico de la leche para cada tipo de recogida, lo que supone que no existe una diferencia en la leche para cada tipo de recogida, lo que supone que no existe una diferencia en la cantidad de agua residual cantidad de agua residual dedel lavado del tanque para cada tipo de recogidal lavado del tanque para cada tipo de recogida. (. (Capítulo Capítulo 44)) 6. EEl establecimiento de rangos de calidad para recuentos de l establecimiento de rangos de calidad para recuentos de aerobios mesófilos y aerobios mesófilos y psicrotrofospsicrotrofos, basados en la normativa europea y , basados en la normativa europea y en en referencias científicas, pueden referencias científicas, pueden contribuir a realizar una clasificación objetiva para la interpretación de los resultados contribuir a realizar una clasificación objetiva para la interpretación de los resultados obtenobtenidos de recuentos tras la aplicación de medidas de mejora de calidad y idos de recuentos tras la aplicación de medidas de mejora de calidad y seguridad alimentaria, como ha sido, en este caso, la medida de recogida diaria frente seguridad alimentaria, como ha sido, en este caso, la medida de recogida diaria frente a la recogida 48h.a la recogida 48h. ((Capítulo 5Capítulo 5)) 7. Cualquier mCualquier modificaciodificaciónón en la cadena de producción de leche, puedeen la cadena de producción de leche, puede contribuir a la contribuir a la adopción de adopción de medidas y medidas y ajustes en fases posteriores que repercutan en aspectos como ajustes en fases posteriores que repercutan en aspectos como las características organolépticas de la leche envasadalas características organolépticas de la leche envasada,, la eficiencia energéticala eficiencia energética o o contribuciones con el medio acontribuciones con el medio ambientembiente, sin poner en riesgo la calidad higiénica de la , sin poner en riesgo la calidad higiénica de la leche. En este trabajo, se aplicó una reducción de la temperatura de tratamiento leche. En este trabajo, se aplicó una reducción de la temperatura de tratamiento térmico de la leche para ser envasada que supuso un ahorro energético para la térmico de la leche para ser envasada que supuso un ahorro energético para la industriaindustria. (. (Capítulo 5Capítulo 5)) 8. AA través del uso de herramientas cuantitativas para el análisis del riesgo se verifica través del uso de herramientas cuantitativas para el análisis del riesgo se verifica que los actuales valores de tiempo y temperaturaque los actuales valores de tiempo y temperatura mediosmedios enen la cadena de producción la cadena de producción de la leche analizadade la leche analizada, esto es, , esto es, 3.7, 4.5 y 4.0° C y 12, 5 y 14 horas para 3.7, 4.5 y 4.0° C y 12, 5 y 14 horas para tanques, tanques, cisternas y siloscisternas y silos,, respectivamenterespectivamente, son efectivos en el aseguramiento de la calidad , son efectivos en el aseguramiento de la calidad microbiológica de la lechemicrobiológica de la leche.. ((Capítulo 6Capítulo 6)) 9. Aplicando un enfoque de Microbiología Predictiva, basado en elAplicando un enfoque de Microbiología Predictiva, basado en el microorganismo microorganismo indicadorindicador de alteración de alteración Pseudomonas fluorescensPseudomonas fluorescens se determinó un límite crítico para se determinó un límite crítico para el almacenamiento en siloel almacenamiento en silo, , que correspondió a un tiempo máximo deque correspondió a un tiempo máximo de 36 h36 h,, cuyo cuyo cumplimientocumplimiento evitaría, con una probabilidad del 99 %, elevitaría, con una probabilidad del 99 %, el deterioro de la leche deterioro de la leche asociado asociado a laa la actividadactividad de la de la proteasaproteasa bbacteriana acteriana despuésdespués del tratamientodel tratamiento térmicotérmico.. ((Capítulo 6Capítulo 6)) 10. En general, lEn general, los resultados obtenidos en la presente Tesis os resultados obtenidos en la presente Tesis DoctoralDoctoral ponen de ponen de manifiesto la importancia manifiesto la importancia ddel control de la cadena de fríoel control de la cadena de frío a lo largo de las diferentes a lo largo de las diferentes fases desde granja a industriafases desde granja a industria,, donde la fase de ordeño constituye el primer punto donde la fase de ordeño constituye el primer punto críticocrítico de la calidad y seguridad de la leche.de la calidad y seguridad de la leche. LaLa evaluación de distintasevaluación de distintas estrategias estrategias preventivas y controlpreventivas y control basado tanto en estudios de campo, basado tanto en estudios de campo, como en enfoques de como en enfoques de Microbiología PredictivaMicrobiología Predictiva supone una importante contribución supone una importante contribución alal sector lecherosector lechero.. CCon on un un gran potencial degran potencial de aplicación aplicación para lapara lass industrias lácteas, cooperativas y industrias lácteas, cooperativas y AAdministraciones dministraciones PPúblicas en distintos ámbitos y niveles y en úblicas en distintos ámbitos y niveles y en distintos paísesdistintos países. Su . Su mayor valor radica en la demostrada repercusión de estos resultados en la calidad de mayor valor radica en la demostrada repercusión de estos resultados en la calidad de la leche cruda y envasada y en que proporciona un mayor conocimiento del la leche cruda y envasada y en que proporciona un mayor conocimiento del comportamiento microbiológico y de la influencia de los distintos factores ascomportamiento microbiológico y de la influencia de los distintos factores asociados a ociados a la cadena, con carácter universal.

    la cadena, con carácter universal.

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