Zastosowanie MALDI-TOF-MS w monitorowaniu różnorodności mikrobiologicznej przy produkcji masła: studium przypadku polskiego zakładu mleczarskiego

Dlaczego mikroby w maśle mają znaczenie

Masło wydaje się proste: znajomy żółty blok na stole śniadaniowym. Jednak za każdym plastrem kryje się długa podróż od krowy do opakowania, a po drodze z mlekiem podróżują maleńcy żywi pasażerowie. Niniejsze badanie śledzi te mikroby krok po kroku w polskim zakładzie mleczarskim, wykorzystując szybką technikę laboratoryjną, by sprawdzić, które organizmy przetrwają, zmienią się lub znikną w procesie przetwarzania mleka na masło. Wyniki pokazują, gdzie rzeczywiście dochodzi do zanieczyszczeń, jak skuteczna jest pasteryzacja i dlaczego staranna higiena zapewnia bezpieczeństwo produktów mlecznych.

Od krowy do masła — śledzenie mleka

Badacze postanowili monitorować mikrobiologiczne bezpieczeństwo produkcji masła od początku do końca: od krów na gospodarstwie, przez magazynowanie i transport, po przetwarzanie w zakładzie i gotowe masło. Skupili się na mikroorganizmach „hodowalnych” — tych, które rosną na standardowych pożywkach laboratoryjnych — ponieważ to one najczęściej odpowiadają za psucie się produktu lub zagrożenia zdrowotne. Przez dwa miesiące zebrali 400 próbek surowego mleka bezpośrednio z wymion krów oraz 63 próbki z dziewięciu etapów linii produkcyjnej masła, w tym z chłodni na gospodarstwie, cystern transportowych, zbiorników magazynowych, śmietanki przed i po pasteryzacji i krystalizacji, maślanki oraz gotowego masła.

Szybki odcisk palca dla niewidocznego życia

Aby szybko identyfikować mikroby, zespół użył spektrometrii mas MALDI-TOF, metody, która skierowuje laser na niewielką ilość kolonii i odczytuje wzór jej białek niczym kod kreskowy. Dopasowanie tych „odcisków palców” do bazy danych pozwalało w ciągu minut nazwać bakterie i grzyby zamiast czekać dniami. W sumie przeanalizowali ponad sześć tysięcy kolonii i z pewnością zidentyfikowali 146 różnych mikroorganizmów, głównie bakterii, ale też kilka drożdży. Dla części szczepów, zwłaszcza rzadkich lub budzących wątpliwości, potwierdzili wyniki tradycyjną metodą opartej na sekwencjonowaniu fragmentów materiału genetycznego (sekwencjonowanie 16S rRNA), co w dużej mierze potwierdziło identyfikacje uzyskane metodą spektrometrii mas.

Co żyje w świeżym mleku

Mleko surowe okazało się gościć bogatą i przeważnie nieszkodliwą — choć nie całkowicie bezwiną — społeczność. Każda próbka zawierała średnio siedem do ośmiu gatunków, z przewagą bakterii Gram-dodatnich z grup takich jak Staphylococcus i Corynebacterium, a także Aerococcus oraz gatunku Bacillus licheniformis. Niektóre z tych organizmów związane są z infekcjami wymion (mastitis) i mogą obniżać jakość mleka, inne mogą pochodzić ze skóry zwierząt lub środowiska obory. Potencjalnie szkodliwe bakterie Gram-ujemne, takie jak Escherichia coli i Pseudomonas, występowały w mniejszości próbek, ale ich obecność wskazywała na problemy higieniczne. Skład gatunkowy zmieniał się w czasie pobierania próbek, odzwierciedlając zmiany warunków w oborze, na przykład wiosenne wzrosty temperatury.

Gdzie rozwija się kontaminacja i jak działa ciepło

W miarę jak mleko przemieszczało się z gospodarstwa do zakładu, jego profil mikrobiologiczny zmieniał się w sposób znaczący. Największa różnorodność i najwyższe liczebności pojawiły się nie przy krowie, lecz w mleku przewożonym w cysternach transportowych, gdzie wykryto kilkadziesiąt dodatkowych gatunków bakterii i grzybów w porównaniu ze świeżym mlekiem. Chłodzenie, choć hamuje niektóre drobnoustroje, sprzyja gatunkom zimnolubnym, które mogą powodować psucie się mleka w transporcie. Pasteryzacja — krótkotrwałe podgrzanie śmietanki — dramatycznie zmniejszyła zarówno liczbę gatunków, jak i ich względną obfitość, eliminując większość organizmów. Mimo to niektóre termoodporne i przetrwalnikujące bakterie, takie jak B. licheniformis i niektóre szczepy Micrococcus, przetrwały i pojawiały się w kolejnych etapach oraz w maślance. Samo masło, dzięki wysokiej zawartości tłuszczu, niskiej zawartości wody i czystemu opakowaniu, nie wykazywało wykrywalnego wzrostu mikrobiologicznego.

Co to oznacza dla codziennego bezpieczeństwa produktów mlecznych

Dla osób niebędących ekspertami kluczowy wniosek jest taki, że bezpieczeństwo masła i produktów pokrewnych w dużej mierze zależy od tego, co dzieje się zanim śmietanka trafi do pasteryzatora. Jakość mleka surowego, higiena udoju, czyszczenie cystern transportowych i kontrola temperatur magazynowania decydują, które mikroby wejdą do zakładu i ile będą miały okazji do wzrostu. Badanie pokazuje, że szybkie narzędzie identyfikacyjne, takie jak MALDI-TOF, potrafi przebadać wiele próbek tanio i szybko, wskazując miejsca problemowe — np. niedokładnie myte cysterny czy utrzymujące się szczepy odporne na ciepło. Stosowane rutynowo, podejście to może pomóc mleczarniom trzymać szkodliwe mikroby z dala od produktów trafiających na nasze stoły, jednocześnie usprawniając procesy w celu równoważenia bezpieczeństwa, trwałości i jakości.

Cytowanie: Sibińska, E., Adamczyk, I., Ludwiczak, A. et al. Application of MALDI-TOF-MS in the surveillance of microbial diversity in butter production: a case study of Polish dairy. Sci Rep 16, 13092 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43570-0

Słowa kluczowe: mikrobiologia mleczarstwa, produkcja masła, bezpieczeństwo mleka, pasteryzacja, MALDI-TOF