文/高 健

（蒙牛奶源宿遷有限公司）

生鮮乳嗜冷菌的危害及其防控措施的探討

文/高 健

（蒙牛奶源宿遷有限公司）

綜合分析嗜冷菌對(duì)生鮮乳的危害及其防控措施，討論嗜冷菌的作用機(jī)理，研究其對(duì)生鮮乳生產(chǎn)加工影響的作用機(jī)制，歸納嗜冷菌對(duì)成品乳口感、保質(zhì)期等方面的影響，對(duì)比國內(nèi)外關(guān)于嗜冷菌的防控研究，總結(jié)嗜冷菌污染生鮮乳的關(guān)鍵源頭，進(jìn)而為有效提升生鮮乳品質(zhì)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供參考。

生鮮乳；嗜冷菌；防控；分析

隨著消費(fèi)水平的提高，人們對(duì)健康優(yōu)質(zhì)綠色有機(jī)食品的需求也在不斷增加。牛奶作為一種大眾消費(fèi)品，以其豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及清香潤甜的口感備受全球消費(fèi)者的喜愛。但近年來奶制品質(zhì)量問題不斷被曝光，消費(fèi)者更加關(guān)注牛奶的食品安全問題[1]。而嗜冷菌是影響生鮮乳質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。巴氏殺菌可以有效殺死生鮮乳中的嗜冷菌，但無法清除嗜冷菌的代謝產(chǎn)物，如脂肪酶和蛋白酶，因此先進(jìn)包裝工藝條件下的成品乳仍會(huì)出現(xiàn)牛奶漲包問題，且隨著上市時(shí)間的延長(zhǎng)口感下降，成品乳保質(zhì)期縮短。但受巴氏奶需求量逐漸增加的影響，巴氏奶未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也將趨向于口感、品質(zhì)及保質(zhì)期等各個(gè)方面的優(yōu)化，因此，管控生鮮乳中嗜冷菌的數(shù)量，建立一套完整的防控方案對(duì)未來巴氏奶市場(chǎng)的開發(fā)具有重要價(jià)值。

1 嗜冷菌的介紹

1.1 嗜冷菌的定義

自Forster[2]于1887年首次在魚中分離出可以在0 ℃條件下生長(zhǎng)的微生物以來，嗜冷菌的概念被多次定義。1975年，Morita[3]對(duì)其重新命名，將生長(zhǎng)最低溫度≥0 ℃、最高溫度≤20 ℃、最適溫度≤15 ℃的微生物定義為嗜冷菌，將能在5 ℃以下生長(zhǎng)的微生物定義為耐冷菌。1998年，中國科學(xué)院微生物研究所的辛明秀[4]認(rèn)為，必須生活在低溫條件下，且其最高生長(zhǎng)溫度≤20 ℃、最適生長(zhǎng)溫度≤15 ℃，且在0 ℃可以生長(zhǎng)的微生物稱為嗜冷菌；而最高生長(zhǎng)溫度≥20 ℃、最適生長(zhǎng)溫度≥15 ℃，且在0～5 ℃可以生長(zhǎng)繁殖的微生物稱為耐冷菌。目前國際乳品聯(lián)合會(huì)（IDF）定義嗜冷菌：7 ℃以下可以生長(zhǎng)繁殖的微生物為低溫菌；20 ℃以下能生長(zhǎng)繁殖，最適生長(zhǎng)溫度為10～15 ℃的微生物為嗜冷菌[5]。規(guī)范嗜冷菌的定義，可以有效防控生鮮乳中的嗜冷菌數(shù)量。

1.2 生鮮乳中嗜冷菌限量標(biāo)準(zhǔn)

2008年吳榮榮[6]報(bào)道稱，生鮮乳中嗜冷菌數(shù)量超過1.0×106CFU/mL時(shí)，過多的蛋白酶和脂肪酶將導(dǎo)致UHT乳制品產(chǎn)生凝塊等，并產(chǎn)生脂肪氧化味，因此嗜冷菌數(shù)量應(yīng)控制在1.0×103CFU/mL以下最佳。目前我國生鮮乳收購標(biāo)準(zhǔn)《生乳》（GB19301-2010）中規(guī)定：生鮮乳中微生物菌落數(shù)在2.0×106CFU/mL以下為合格乳。與國內(nèi)《生乳》標(biāo)準(zhǔn)相比，國外對(duì)生乳中微生物指標(biāo)要求更加嚴(yán)格，如歐美等國規(guī)定生鮮乳中微生物菌落數(shù)在0.5×106CFU／mL 以下，同時(shí)嗜冷菌菌落數(shù)控制在1.0×103CFU/mL以下為合格乳。盡管我國對(duì)如何控制生鮮乳嗜冷菌也有所關(guān)注，但限制標(biāo)準(zhǔn)主要以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，因此管控措施稍落后于某些歐美國家。

1.3 生鮮乳中嗜冷菌的來源

生鮮乳中嗜冷菌的來源較廣，菌株類型較多，其中以假單胞菌、微球菌和產(chǎn)堿桿菌數(shù)量居多。假單胞菌屬主要存在于土壤、淡水、海水和許多植物體中；微球菌分布較為廣泛，以空氣、水、設(shè)備及動(dòng)物體表居多；產(chǎn)堿桿菌主要存在于水、飼料及糞便中。在嗜冷菌的污染環(huán)節(jié)中，接觸傳播是最主要的傳播途徑，如擠奶工手的衛(wèi)生、藥浴杯污染、水清洗乳頭污染、運(yùn)輸及貯存設(shè)備的不清潔及消毒不嚴(yán)格等均容易造成嗜冷菌數(shù)量超標(biāo)[7]。2006年何光華[8]報(bào)道，選取牧場(chǎng)的不同污染角落進(jìn)行嗜冷菌分離培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原奶貯存罐是影響原奶嗜冷菌數(shù)量的最主要因素，間接反映了牧場(chǎng)管理對(duì)嗜冷菌的防控具有較大的影響。

1.4 嗜冷菌的嗜冷機(jī)制

何新宇等報(bào)道，嗜冷菌的細(xì)胞膜中含有不飽和脂肪酸，隨著溫度的降低，其不飽和脂肪酸結(jié)構(gòu)上的支鏈長(zhǎng)度不斷增加，提高了細(xì)胞膜在低溫下的流動(dòng)性，以及營養(yǎng)物質(zhì)的攝取量；嗜冷菌具有合成低溫酶的能力，在低溫條件下，快速進(jìn)行構(gòu)象調(diào)整，以適應(yīng)催化反應(yīng)的需要，減少能量消耗，從而維持嗜冷菌的正常新陳代謝[9]。Potier等[4]發(fā)現(xiàn)，嗜冷菌在10 ℃條件下可以合成冷休克蛋白，提高其低溫環(huán)境的適應(yīng)能力。

1.5 嗜冷菌的危害

1.5.1 影響成品乳口感

生鮮乳經(jīng)快速制冷貯存后，嗜冷菌生長(zhǎng)緩慢，因此對(duì)短暫貯存的生鮮乳品質(zhì)影響不大，巴氏殺菌后嗜冷菌均被殺死，但是嗜冷菌的代謝產(chǎn)物脂肪酶及蛋白酶難以被滅活[7]。生鮮乳中假單胞菌株可以產(chǎn)生耐高溫的脂肪酶和蛋白酶，其在低溫貯藏繁殖期間具有強(qiáng)力分解脂肪和蛋白質(zhì)的能力[10]，導(dǎo)致生鮮乳中蛋白質(zhì)分解成蛋白胨，或?qū)⒅痉纸猱a(chǎn)生脂肪酸，從而降低生鮮乳中乳蛋白和乳脂肪含量。脂肪酶分解脂肪產(chǎn)物中的游離脂肪酸，容易導(dǎo)致牛奶產(chǎn)生異味，如腐爛味、乳酪味等；蛋白酶分解蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物容易引起牛奶發(fā)苦，進(jìn)而影響成品乳口感。

1.5.2 影響乳品加工設(shè)備的清洗

由于嗜冷菌合成的蛋白酶會(huì)分解乳蛋白中的酪蛋白，引起牛奶膠體系統(tǒng)破壞，蛋白發(fā)生聚集，生鮮乳中出現(xiàn)膠化奶，因此牛奶在UHT加工過程中容易導(dǎo)致熱交換器及管道接口淤阻，設(shè)備表面和膠墊上形成生物膜，導(dǎo)致清洗困難，最終引起成品奶中殘留奶垢等問題[11]。

1.5.3 影響成品奶的保質(zhì)期

據(jù)相關(guān)報(bào)道，目前歐美國家為延長(zhǎng)成品乳保質(zhì)期，保障其品質(zhì)，規(guī)定原奶微生物菌落數(shù)在10 萬CFU/mL以下，同時(shí)限制生鮮乳中嗜冷菌數(shù)量在1 000 CFU/mL以下，從而有效控制原料奶中某些嗜冷菌合成產(chǎn)物耐高溫酶的含量，因?yàn)檫@些酶一旦殘存到成品乳中，容易導(dǎo)致乳及乳制品風(fēng)味、質(zhì)地發(fā)生變異，出現(xiàn)牛奶漲包等問題，從而縮短了成品乳保質(zhì)期[12，13]。胥波強(qiáng)研究顯示，當(dāng)使用含有嗜冷菌（數(shù)量為6.0×106CFU/mL）的原料乳生產(chǎn)UHT乳（生產(chǎn)條件為140 ℃、5 s）時(shí)，一般20 ℃的貨架期只有3周[14]。

2 國內(nèi)對(duì)生鮮乳嗜冷菌的相關(guān)防控措施

控制生鮮乳中嗜冷菌數(shù)量是解決成品乳質(zhì)量問題最根本的途徑。近年來，國內(nèi)各大乳企對(duì)生鮮乳中嗜冷菌的控制方法主要包括嗜冷菌傳播控制、菌體生長(zhǎng)代時(shí)控制、嗜冷菌合成酶滅活處理及貯存條件控制4 種。在傳統(tǒng)奶牛養(yǎng)殖時(shí)期，由于養(yǎng)殖規(guī)模較小，資金缺乏，養(yǎng)殖理念落后，奶牛舒適度及牛體衛(wèi)生未得到重視，造成很多小型牧場(chǎng)因管理差導(dǎo)致牛體乳房糞污嚴(yán)重，而奶廳擠奶過程中大量水洗乳房也會(huì)引起乳頭二次污染。但近年來隨著養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)逐漸完成，養(yǎng)殖理念發(fā)生改變，減少外源性污染（如牛體衛(wèi)生、奶站環(huán)境、擠奶器具、冷藏奶及運(yùn)奶的器具、擠奶操作人員的衛(wèi)生等）成為控制原奶中嗜冷菌數(shù)量的重要措施。同時(shí)，由于嗜冷菌可以產(chǎn)生大量耐熱性酶，這種酶在巴氏殺菌下難以存活，因此很多人建議使用冷消毒（如化學(xué)藥品二氧化氯）對(duì)生鮮乳加工各設(shè)備及存放容器進(jìn)行滅菌和酶活性降解[8]。但是，使用化學(xué)藥品進(jìn)行消毒，容易導(dǎo)致牧場(chǎng)濫用抑菌劑來控制生鮮乳中微生物菌落數(shù)，造成抑菌劑殘存等食品安全問題，這與法律法規(guī)相違背。因此嚴(yán)格控制牛體衛(wèi)生，以及監(jiān)控清洗操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)生鮮乳中嗜冷菌的防控最為重要。

韓中惠等[15]報(bào)道，縮短生鮮乳在加工前的儲(chǔ)藏時(shí)間，以及利用深度冷藏措施控制生鮮乳中嗜冷菌的世代間隔，可以作為生鮮乳中嗜冷菌數(shù)量控制的輔助措施。嗜冷菌在生奶中4 ℃條件下平均一代擴(kuò)增需要8～9 h，深度冷藏可以延長(zhǎng)其生長(zhǎng)周期，從而降低嗜冷菌的數(shù)量，抑制其代謝產(chǎn)物耐高熱酶的合成，但是低溫對(duì)嗜冷菌的抑制效果主要取決于生鮮乳中最初嗜冷菌數(shù)。延長(zhǎng)低溫時(shí)間可以防控嗜冷菌擴(kuò)增，但是難以抑制嗜冷菌產(chǎn)物耐熱酶（如脂肪酶）的合成，這是因?yàn)槭壤渚铣傻闹久妇哂心透邷靥匦?，單一的熱處理不能?duì)其滅活，但是多數(shù)脂肪酶對(duì)低溫?zé)崽幚肀容^敏感，因此利用UHT結(jié)合低溫加熱處理可有效降低嗜冷菌合成的脂肪酶殘留量。此外，在生鮮乳中增加重金屬離子（如Zn2+、Hg2+、Cu2+等）含量可以抑制某些嗜冷菌合成產(chǎn)物耐熱性脂肪酶的活性[16]。

3 國外對(duì)生鮮乳嗜冷菌的相關(guān)防控措施

生鮮乳中嗜冷菌的污染應(yīng)從源頭進(jìn)行防控。一些歐美國家除了采取限制生鮮乳中嗜冷菌的數(shù)量，提高嗜冷菌檢測(cè)精確度[17]，嚴(yán)格監(jiān)控榨乳及巴氏殺菌過程中工藝參數(shù)等措施外，原料奶的超低溫儲(chǔ)存[18]、無害化滅菌技術(shù)[19，20]、嗜冷菌代謝產(chǎn)物脂解酶及蛋白酶的檢測(cè)以及無害化降解技術(shù)[21]等逐漸成為國外的關(guān)注焦點(diǎn)。

4 小結(jié)

盡管目前國內(nèi)對(duì)生鮮乳嗜冷菌的防控措施有很多，但是實(shí)際生產(chǎn)中較為實(shí)用的很少。而且國外對(duì)生鮮乳中嗜冷菌源頭防控措施的報(bào)道不多，主要集中在原料乳中嗜冷菌的滅菌新技術(shù)和嗜冷菌代謝產(chǎn)物脂解酶及蛋白酶的降解技術(shù)。生鮮乳中嗜冷菌的防控是多向性，不僅需要從源頭進(jìn)行防控，同時(shí)需要污染菌的無害化滅菌處理，以及有害代謝酶的降解滅活等一套完整的體系。因此生鮮乳中嗜冷菌的防控不僅要注重解決問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同樣要有完整的防控手冊(cè)。國內(nèi)在提高乳制品品質(zhì)的同時(shí)，也應(yīng)該嚴(yán)格把控生鮮乳中嗜冷菌入場(chǎng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性及嗜冷菌數(shù)量的限量標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)際生產(chǎn)中有效應(yīng)用，才可以真正提高奶品質(zhì)、成品奶口感，并延長(zhǎng)貨架期。C

[1] 李婷婷.乳制品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)研究：【碩士論文】. 北京：北京交通大學(xué)，2015.

[2] 周宗澄. 溫度，壓力和營養(yǎng)對(duì)深海微生物生命活動(dòng)的影響，海洋通報(bào)，1983（5）:100-104.

[3] Morita R Y. Psychrophilic bacteria. Bacteriological Reviews，1975，39：144-167.

[4] 辛明秀，周培瑾. 低溫微生物研究進(jìn)展. 微生物學(xué)報(bào)，1998（5）：400-403.

[5] 李晶，王繼華，崔迪，等. 嗜冷菌適冷代謝機(jī)制的研究. 哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)報(bào)，2007，23（5）：88-91.

[6] 吳榮榮，王倩，王敏，等. 原料乳中嗜冷菌的危害分析及控制研究. 中國釀造，2008（19）：13-16.

[7] 朱雅玲.淺談如何控制生鮮乳中的嗜冷菌. 中國乳業(yè)，2013（5）：49-50.

[8] 何光華，吳金石，康華陽，等. 原料乳嗜冷菌的危害分析及控制. 中國乳品工業(yè)，2006，34（8）：33-36.

[9] 何新宇，劉青. 嗜冷菌的分子機(jī)制及其應(yīng)用簡(jiǎn)介. 青海環(huán)境，2002，12（3）：135-137.

[10] 付文菊. 嗜冷菌及其耐熱性酶對(duì)乳品品質(zhì)的影響. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2009（9）：78-80.

[11] 張愛霞. 耐熱酶與乳成分對(duì)UHT乳穩(wěn)定性影響的研究：【碩士論文】. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[12] Neubeck M V，Baur C，Krewinkel M，et al. Biodiversity of refrigerated raw milk microbiota and their enzymatic spoilage potential. International Journal of Food Microbiology，2015，7（211）：57-65.

[13] Machado S G，da Silva FL，Bazaolli DMS，et al. Pseudomonas spp. and Serratia liquefacies as Predominant spoilers in cold raw milk. Journal of Food Science，2015，8 （80）： 1842-1849.

[14] 胥波強(qiáng). 嗜冷菌對(duì)長(zhǎng)貨架期乳制品的影響. 食品與安全檢測(cè)，2003（3）：50.

[15] 韓中惠，黃艾祥，毛華明，等. 嗜冷菌對(duì)牛乳的危害及檢測(cè)控制. 中國奶牛，2012（19）：42-44.

[16] 張樹利，靳燁. 嗜冷菌產(chǎn)生的耐熱性脂肪酶對(duì)液態(tài)奶品質(zhì)的影響.中國供銷商情.乳業(yè)導(dǎo)刊，2004（6）：26-28.

[17] Beisson F，Tiss A，Riviere C，et al. Methods for lipase detection and assay. European Journal of Lipid Science & Technology，2000，102（2）： 133-153

[18] Costa M，Gomez M F，Molina L H，et al. Growth kinetics and proteases production of Pseudomonas fluorescens in raw milk at refrigeration. Archivos Latinoamericanos De Nutrición，2001，51（4）：371-375.

[19] Morita R Y. Low-temperature environment in encyclepodia of microbiology. Academic Press Inc，1992（2）：625-637.

[20] Roberts R F，Torrey G S. Inhibition of Psychrotrophic Bacterial Growth in Refrigerated Milk by Addition of Carbon Dioxide. Journal of Dairy Science，1988，71（1）：52-60.

[21] Anthony R B ， Hayes P R. Enhanced inactivation of bacterial lipases and proteinases in whole milk by a modified ultra high temperature treatment. Journal of Dairy Research，1988，55（3）：373-380.

高健（1986-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樯r乳質(zhì)量管控。

2016-07-18）