Ošetření mateřského mléka působením vysokého tlaku

Souhrn

Ošetření mateřského mléka vysokým hydrostatickým tlakem představuje moderní metodu, která slouží k inaktivaci patogenních mikroorganismů a enzymů při zachování biologické kvality mléka. Mléko je vystaveno vysokému tlaku, obvykle v rozmezí 300–600 MPa po dobu několika minut. Ošetření probíhá při nízkých teplotách, obvykle v rozmezí 20–50 °C, což minimalizuje tepelné poškození složek mléka. Mikroorganismy a některé enzymy jsou inaktivovány vlivem změny proteinové struktury a membránové integrity. Jedná se o perspektivní alternativu k tepelným metodám konzervace mateřského mléka. Přestože je nákladnější, nabízí výhody v podobě lepšího zachování živin a bioaktivních složek, což může být klíčové pro předčasně narozené děti a nemocné novorozence.

Klíčová slova:

mateřské mléko – pasterace – hydrostatický tlak – inaktivace

ÚVOD

Lidské mateřské mléko (human breast milk, HBM) obsahuje stovky až tisíce cenných látek, které hrají důležitou roli při ochraně novorozenců před infekcemi, záněty a při posilování imunitního zrání, vývoje orgánů a zdravé mikrobiální kolonizace střevního traktu [3, 5, 28, 38, 46]. Čerstvě odstříkané obohacené lidské mléko představuje nejlepší možný způsob výživy předčasně narozených dětí. V případech, kdy dítě nemůže být z nejrůznějších důvodů kojeno mlékem vlastní matky, přichází v úvahu dárcovské mateřské mléko poskytované bankami mateřského mléka [42]. Dárcovské mléko je důležité zejména pro nedonošené děti na novorozeneckých jednotkách intenzivní péče. Klinické studie prokázaly, že užívání dárcovského mléka vede ke snížení výskytu nekrotizující enterokolitidy, sepse a dalších infekcí u nedonošených a vysoce rizikových dětí [29, 2]. Zdravotní způsobilost dárkyň mateřského mléka je ověřována na základě zdravotní anamnézy a výsledků krevních testů cílených na infekce, jako je HIV, hepatitida typu B a C, syfilis a případně HTLV v souladu s evropskými doporučeními [18]. Nejčastěji používanou metodou k ošetření mateřského mléka je tzv. Holderova pasterace (HoP), kdy je mléko tepelně ošetřeno při teplotě 62,5 °C po dobu 30 minut s následným zchlazením ve vodní lázni na teplotu 4 °C. Poté následuje odběr vzorků pasterovaného mléka na mikrobiologickou kontrolu kvality a rychlé zmrazení na teplotu −18 °C. Takto ošetřené mléko může být skladováno po dobu 3–6 měsíců při teplotě −25 °C nebo −80 °C [25]. Vzhledem k tomu, že případné bakteriální spory, které v mléce zůstaly, se mohou během rozmrazování a následného ohřevu pasterovaného mléka na 37 °C rychle množit, rutinní postpasterizační mikrobiologická analýza je nezbytná. Doporučuje se všechny láhve s pozitivním nálezem zlikvidovat [48]. Jak je známo z literatury, HoP nedokáže inaktivovat bakteriální spory [6, 14, 25], navíc bylo prokázáno, že při ošetření mléka pasterací dochází k signifikantnímu snížení obsahu mnoha nutričních a ochranných bioaktivních látek [12, 14, 41]. Obecně se však uznává, že ztráta bioaktivních látek v důsledku HoP není významným důvodem, proč se vyhýbat používání pasterizovaného lidského mléka pro donošené i nedonošené děti [2, 35].

V současné době se zkoumají další metody ošetření mateřského mléka s cílem snížit počet mikroorganismů, např. ošetření UV zářením [4, 8, 32, 44], vysokou teplotou [17, 21, 22, 30, 32, 35, 50], termo-ultrazvukem [12, 27, 31], pulzním elektrickým polem vysoké intenzity [29] nebo ošetření vysokým tlakem [6, 13]. Uvedené metody však zatím nebyly zavedeny do běžné praxe v bankách lidského mléka [6, 13].

Jako zajímavé se jeví i porovnání vlivu HoP a vysokotlakého zpracování (high-pressure processing, HPP) na miRNA (mikroRNA). Celkem 2/3 obsahu miRNA v nezpracovaném mléce tvoří pouze 10 různých miRNA, přičemž na prvním místě je miR-148a-3p. Funkční analýza nejhojnějších miRNA v mateřském mléce ukázala jejich zapojení do signálních drah, buněčné komunikace, proliferace a metabolismu, které jsou zjevně důležité u rychle rostoucích kojenců. Funkce miRNA, které utrpěly největší úbytek během HPP, byly podobné rolím většiny miRNA v nezpracovaném mateřském mléce, což naznačuje, že tyto funkce mohou být oslabeny, i když ne zcela ztraceny. HPP je pro miRNA v mateřském mléce méně škodlivé než HoP [43].

HPP má také  odlišný vliv na složení metabolomu oproti HoP. HPP ovlivňuje lipidy, cukry a antioxidanty mateřského mléka dárkyň. Metabolomika odhalila různé bioaktivní sloučeniny, včetně lipidů, polyfenolů a polyketidů, a objasnila tak složitost mateřského mléka. Některé podtřídy lipidů reagují na HPP; ceramidy se snížily při obou ošetřeních, zatímco mastné aldehydy a estery se zvýšily za specifických podmínek HPP. Byly kvantifikovány oxidované lipidy, zejména dietní oxysteroly, známé svými prooxidačními a prozánětlivými vlastnostmi [34]. Na obrázku 1 je zobrazeno nejmodernější tlakovací zařízení.

Cílem této práce je představit metodu ošetření mléka vysokým tlakem. Tento postup se běžně používá k odstranění spor z potravinářských a jiných produktů [7, 13, 15, 20, 23, 24, 36]. HPP je tak účinnou metodou inaktivace sporulujících agens vlivem pronikání buněčnou stěnou a membránou, kdy dochází k nevratnému poškození buněčné struktury a její funkce. Je však důležité optimalizovat tlakové a časové parametry, aby byla zajištěna úplná inaktivace mikroorganismů a zároveň minimalizováno poškození kvality mléka. Dále je nutné nastavit řetězec od správně provedeného procesu až po výběr materiálů, umožňující zpracování mateřského mléka pomocí vysokého tlaku, následně i uchovávání a expirace cílového produktu.

METODIKA

K vyhledávání odborných publikací na téma vysokotlakého ošetření mateřského mléka byly využity webové vyhledávače Web of Science a Google s využitím následujících klíčových slov: human breast milk and high pressure, donor milk, Holder pasteurization, processing of human milk, recommendation for human milk.

Ke zpracování přehledového článku byly použity publikace s plným zněním textů.

VÝSLEDKY

Analýza mikrobiální kontaminace v mateřském mléce po ošetření vysokým tlakem

Řada autorů se ve svých studiích zabývala analýzou mikrobiální kontaminace v mateřském mléce po ošetření mléka vysokým tlakem. Zvolené režimy tlakování se pohybují v rozmezí 80−600 MPa s různou dobou výdrže, zvolené teplotní režimy se pohybovaly v rozmezí 4−55 °C. Lv a kol. 2019 [30] volili kombinaci vysokého tlaku a ošetření ultrazvukem. V tabulce 1 je uveden přehled studií, které sledovaly snížení obsahu mikrobiální nálože z iniciální hodnoty inokula po aplikaci různých režimů vysokého tlaku. Výsledky ukázaly, že tlakování může v závislosti na teplotě a době výdrže (působení tlaku) eliminovat obsah sporulujících mikrobů až o šest řádů, eliminace studovaných nesporulujících mikrobů a virů je srovnatelná s výsledky Holderovy pasterace.

Analýza obsahu vybraných látek v mléce ošetřeném vysokým tlakem

Mateřské mléko obsahuje stovky až tisíce cenných látek, jako jsou např. imunoglobuliny, vitamíny, látky imunitního systému atd. V tabulce 2 je uveden přehled výsledků dosud provedených studií, které analyzovaly obsah látek po ošetření mléka různými režimy vysokého tlaku. Zaměřili jsme se pouze na vybrané imunoaktivní látky, jako je laktoferin, lysozym, lipáza a slizniční imunoglobulin A  (sIgA). Je nám známo, že v mateřském mléce se vyskytuje i mnoho dalších bioaktivních složek, jako je xantinoxidáza (důležitá součást tuku mléčných globulí, které tvoří 98 % triglyceridů v mateřském mléce) [37], kyselina sialová ovlivňující vývoj mozku a další. Tyto jsme však z analýzy vyřadili z důvodu nedostatečného množství analýz v recentních studiích v souboru mléka ošetřeného vysokým tlakem.

DISKUSE

V současné době je metoda pasterace jedinou legislativně nařízenou metodou dle Vyhlášky Ministerstva zdravotnictví České republiky č. 602/2006 Sb., o hygienických požadavcích na stravovací služby a o zásadách osobní a provozní hygieny při činnostech epidemiologicky závažných. Jedním z hlavních požadavků je, aby banky mateřského mléka měly zaveden systém kritických bodů HACCP (hazard analysis and critical control points) k minimalizaci rizik spojených se zpracováním mateřského mléka. Od srpna 2027 vejde v účinnost nové evropské nařízení [19], které rovněž podporuje standardizovanou pasteraci. Nové alternativní metody, jako je např. ošetření mléka vysokým tlakem, mohou být zavedeny do praxe pouze po pečlivě provedených validacích s důrazem na mikrobiální bezpečnost a zachování obsahu cenných výživových látek. Do současné doby byla provedena řada studií jak na obsah nejrůznějších látek, tak účinnost na vybrané mikroby, nicméně dosud nebyla tato metoda standardizována tak, aby mohla být zavedena do rutinní praxe Mléčných bank. Lze však využít dostupná doporučení pro posuzování nových technologií před jejich zavedením [9]. Nevýhody pořízení nové technologie jsou také vysoká cena a velikost přístroje. Výhodou oproti klasické Holderově pasteraci je účinnost při inaktivaci spor, což může vést ke snížení procenta vyřazení mléka kontaminovaného sporulujícími mikroby, a tedy také k finanční úspoře. Řada studií rovněž prokázala, že v porovnání s Holderovou pasterací je ošetření mléka vysokým tlakem šetrnější a u řady látek vede k zachování většího obsahu cenných látek ve srovnání s Holderovou pasterací. Závěrem lze konstatovat, že ošetření mléka vysokým tlakem je velmi slibnou metodou do budoucna. Je však zapotřebí metodu standardizovat a ověřit její bezpečnost z hlediska schopnosti eliminovat mikrobiální a virovou kontaminaci.

Další možností využití pasterace a v budoucnu také vysokého tlaku (paskalizace) je ošetření produktů upravovaných v rámci exkluzivní humánní diety. Jedná se o proces, kdy zdrojovou surovinou je dárcovské mateřské mléko, nebo i vlastní mateřské mléko. Pomocí fyzikálních metod dojde k separaci některých složek mléka a výsledný produkt má vyšší obsah proteinů oproti neupravenému mateřskému mléku. Například humánní fortifikátor připravovaný na Neonatologickém oddělení Nemocnice České Budějovice obsahuje 5−6 g proteinů/100 ml.

Podpořeno MZ ČR –⁠ RVO (FNHK, 00179906) a MZE –⁠ RO0425.