Effect of pasteurisation and high pressure in human milk and colostrum

Abstract

A amamentação é o modo ideal de nutrir os bebés. Estimula o sistema imunitário, a digestão e absorção dos nutrientes, a função gastrointestinal e o desenvolvimento neurológico do bebé. A composição do leite materno varia ao longo do ciclo de lactação, sendo que o colostro – primeira secreção da glândula mamária – é mais rico em nutrientes e anticorpos. O leite materno apresenta benefícios imunológicos e nutricionais acrescidos relativamente às fórmulas infantis à base de leite de vaca. Assim, quando uma mãe não pode amamentar, o leite de outras mães (dadoras) é a alternativa mais adequada, existindo bancos de leite humano em vários países para este fim. Nestes bancos, o leite é comummente pasteurizado pelo método Holder (62.5 ºC durante 30 min), de modo a garantir a sua segurança microbiológica. No entanto, esta pasteurização lenta resulta em diversas perdas nutricionais e funcionais. Como tal, este leite pasteurizado tem de ser suplementado com multi-nutrientes. A alta pressão (AP) é uma tecnologia cada vez mais usada na indústria alimentar, uma vez que permite pasteurizar os alimentos à temperatura ambiente ou mesmo a frio, garantindo a sua segurança microbiológica com manutenção das propriedades nutricionais e funcionais. Este trabalho teve como objetivo primordial avaliar e comparar o efeito da pasteurização Holder e da AP (200, 400 e 600 MPa durante 2.5, 15 e 30 min a 8 ºC) na concentração das imunoglobulinas A, M e G, e na atividade das enzimas lisozima e lactoperoxidase do leite e colostro humanos. Observou-se que tratamentos de AP a 200 e 400 MPa não causaram diminuções significativas em todas as Igs e na lisozima (p>0.05). A pasteurização, por sua vez, resultou em perdas significativas destas proteínas antimicrobianas. Não foi detetada atividade da enzima lactoperoxidase. No caso do leite humano, também o efeito combinado da AP com alta temperatura (500, 700 e 900 MPa a 40, 60 e 80 ºC durante 15 min) na atividade da lisozima foi testado, tendo-se verificado um aumento na atividade após 500, 700 e 900 MPa a 40 ºC e a inativação da enzima a 80 ºC. Além disto, é apresentada uma revisão detalhada da literatura acerca da composição do leite humano, bancos de leite e efeitos da pasteurização Holder, tecnologia de AP e efeito da mesma no referido leite.

Breastfeeding is the ideal nutrition for infants. It enhances host defences, digestion and absorption of nutrients, gastrointestinal function, and neurological development. Breast milk composition varies widely along lactation, and colostrum – first secretion of the mammary gland – is richer in nutrients and immunoglobulins (Igs). Human milk is a better alternative than bovine milk-based infant formulas, due to its unique immunological and nutritional profile. Therefore, when the mother cannot breastfeed, the breast milk of other mothers (donors) is the most adequate alternative. There are human milk banks in several countries for this purpose, which commonly pasteurise the milk by the Holder pasteurisation method (62.5 ºC for 30 min), in order to assure its microbial safety. However, this low-temperature long-time pasteurisation results in various nutritional and functional losses. Thus, this pasteurised milk has to be supplemented with multi-nutrients. High-pressure processing (HPP) is a processing technology that is being increasingly applied in the food industry, since it allows pasteurisation of foods at room temperature or even at refrigeration temperature, guarantying microbial inactivation while maintaining its nutritional and functional properties. The main goal of this work was to investigate and compare the effect of Holder pasteurisation and HPP (200, 400 and 600 MPa for 2.5, 15 and 30 min at 8 ºC) in IgA, IgM and IgG concentrations, and lysozyme and lactoperoxidase activity in human milk and colostrum. We found that HPP treatments at 200 and 400 MPa did not cause significant decreases in all of the Igs and lysozyme (p>0.05). Holder pasteurisation, on the other hand, led to significant losses of these antimicrobial proteins. Lactoperoxidase activity was not detected. The combined effect of HPP and high temperature (500, 700 and 900 MPa at 40, 60 and 80 ºC for 15 min) in lysozyme activity of human milk was also studied. We observed an increase in lysozyme activity after 500, 700 and 900 MPa at 40 ºC, and inactivation of the enzyme at 80 ºC. Moreover, a detailed literature review about human milk composition, milk banks and Holder pasteurisation effects, and HPP technology and its effects on human milk is presented.