Obróbka zimną plazmą jako sposób na sanitację mleka krowiego przy zachowaniu pełnej wartości odżywczej, stabilności oraz bezpieczeństwa toksykologicznego i mikrobiologicznego

Dlaczego warto przemyśleć bezpieczeństwo mleka

Mleko jest codziennym produktem dla wielu osób, cenionym za białko, witaminy i minerały. Jednak zapewnienie, że mleko jest bezpieczne do picia, zwykle wymaga podgrzewania, co może niepostrzeżenie uszczuplać część tych składników. W badaniu zbadano obiecującą alternatywę: zastosowanie „zimnej” plazmy — zjonizowanego gazu o temperaturze bliskiej pokojowej — do sanitacji mleka krowiego. Naukowcy postawili proste, ale istotne pytanie: czy da się uczynić mleko bezpieczniejszym pod kątem drobnoustrojów, nie poświęcając jego wartości odżywczej ani nie zmieniając jego charakteru?

Nowy sposób oczyszczania mleka

W badaniu świeże mleko krowie podzielono i poddano trzem różnym procedurom. Jedna część została pasteryzowana, inna wysterylizowana w wyższej temperaturze, a kilka próbek poddano działaniu zimnej plazmy wytworzonej z powietrza lub gazu azotowego. W przeciwieństwie do zabiegów cieplnych, proces plazmowy utrzymywał temperaturę poniżej temperatury ciała, więc płyn nigdy nie wrzał ani nie stawał się gorący. Zespół następnie przeanalizował każdą próbkę z wielu perspektyw: ile drobnoustrojów przetrwało, czy mleko jest bezpieczne w testach na zwierzętach, ile witamin i minerałów zostało zachowanych oraz czy zmienił się wygląd i właściwości fizyczne.

Badanie bezpieczeństwa przy użyciu małych ryb

Aby sprawdzić ukrytą toksyczność, naukowcy wykorzystali larwy zebrafish (danio pręgowany), małej, przezroczystej ryby powszechnie stosowanej w badaniach medycznych i środowiskowych. Larwy wystawiono na działanie rozcieńczonych próbek każdego rodzaju mleka przez prawie dobę. Mleko sterylizowane, a w mniejszym stopniu pasteryzowane, powodowało wysoką śmiertelność ryb przy określonych stężeniach, co sugeruje, że wysoka temperatura może tworzyć szkodliwe produkty uboczne lub usuwać składniki ochronne. W przeciwieństwie do tego, mleko poddane działaniu zimnej plazmy zwykle wykazywało wyższe wskaźniki przeżycia, zwłaszcza gdy do wytworzenia plazmy użyto azotu. Wskazuje to, że zimna plazma może być łagodniejszą metodą, unikającą wielu szkodliwych efektów intensywnego ogrzewania.

Utrzymanie niskiej liczby drobnoustrojów i wysokiej zawartości składników odżywczych

Oczywiście każda alternatywa dla pasteryzacji musi nadal kontrolować drobnoustroje. Naukowcy policzyli powszechne bakterie, drożdże i pleśnie we wszystkich próbkach. Jak należało się spodziewać, pasteryzacja i sterylizacja całkowicie eliminowały wykrywalne mikroby. Zimna plazma nie osiągnęła absolutnie zerowych wartości, ale dłuższe zabiegi trwające 10–20 minut obniżały poziomy bakterii i grzybów wystarczająco, by spełnić normy bezpieczeństwa żywności. Co kluczowe, mleko poddane plazmie zachowało znacznie więcej oryginalnego profilu odżywczego. Witaminy z grupy B, zwłaszcza wrażliwe na ciepło, takie jak B1 i B12, oraz minerały takie jak wapń, cynk i selen, uległy wyraźnemu spadkowi po sterylizacji. Dla porównania, mleko poddane 10-minutowemu zabiegowi zimną plazmą na azocie wykazało straty witamin najwyżej rzędu około 10–11%, a nawet nieco wyższe stężenia minerałów, prawdopodobnie z powodu utraty wody, która skoncentrowała rozpuszczone minerały. Naturalne związki roślinne określane jako polifenole również zachowywały się lepiej podczas krótkich zabiegów plazmowych niż podczas długotrwałego ogrzewania.

Jak samo mleko zachowuje spójność

Ponad aspektem bezpieczeństwa i odżywczości, zespół sprawdził, jak dobrze mleko utrzymuje jednorodność i jak się prezentuje. Monitorowali jego stabilność przez kilka dni, badali kwasowość i przewodność elektryczną, mierzyli rozmiar kropelek i analizowali kolor. Mleko świeże, niepoddane obróbce, okazało się w rzeczywistości najmniej stabilne, z większą skłonnością do aglomeracji cząstek lub separacji. Zarówno zabiegi cieplne, jak i plazmowe poprawiły stabilność, prawdopodobnie przez subtelną modyfikację białek tak, że tworzą bardziej spójną sieć. Sterylizacja natomiast silniej przesunęła pH, zwiększyła przewodność, powiększyła krople tłuszczu i spowodowała wyraźne zażółcenie mleka — widoczne oznaki głębokich zmian chemicznych. Mleko poddane plazmie, nawet po 20 minutach, wykazywało jedynie niewielkie przesunięcia kwasowości i koloru, a rozmiary kropelek pozostawały zbliżone do tych w świeżym mleku, co sugeruje, że jego struktura pozostała bliższa naturalnemu stanowi.

Co to może znaczyć dla twojej szklanki mleka

Podsumowując, wyniki sugerują, że obróbka zimną plazmą może uczynić mleko mikrobiologicznie bezpiecznym, jednocześnie lepiej zachowując jego witaminy, minerały i właściwości fizyczne niż tradycyjne metody wysokiego nagrzewania. Dziesięciominutowy zabieg, szczególnie z użyciem gazu azotowego, dawał najlepszy kompromis między bezpieczeństwem, niską toksycznością w testach na zebrafish, silną kontrolą mikrobiologiczną i minimalnymi stratami składników odżywczych. Choć potrzebne są dalsze badania w celu potwierdzenia długoterminowych efektów, oceny organoleptycznej i wykonalności przemysłowej, podejście to wskazuje kierunek przyszłego przetwarzania mleka, które zachowa znany wygląd i konsystencję świeżego mleka, ochroni więcej składników prozdrowotnych i zrobi to przy mniejszym zużyciu energii i ciepła. Innymi słowy, zimna plazma może pomóc dostarczyć bezpieczniejszą szklankę mleka, która będzie też bliższa temu, co pochodzi prosto od krowy.

Cytowanie: Grządka, E., Krajewska, M., Budzyńska, B. et al. Cold plasma treatment as a way to sanitize bovine milk while maintaining full nutritional value, stability, toxicological and microbiological safety. Sci Rep 16, 9482 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40450-5

Słowa kluczowe: zimna plazma mleko, nietermiczna obróbka żywności, bezpieczeństwo mleka, zachowanie witamin, technologia mleczarska