嗜冷菌對乳制品加工及貯存的影響和控制措施

◎ 韓秋紅，李 琴，李凱鋒

（1.農業部乳品質量監督檢驗測試中心（哈爾濱），黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省完達山乳業股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150087）

乳與乳制品有較高的營養價值，百姓對乳與乳制品的青睞和關注與日俱增。乳中菌落總數的測定是在37 ℃進行，而嗜冷菌適宜在低溫環境下生長繁殖，在35 ℃以上嗜冷菌已不能生長。因此，在乳的加工和貯存過程中，人們很容易忽視了嗜冷菌，從而對乳制品的品質產生不好的影響，所以有必要全面了解嗜冷菌對乳制品加工及貯存的影響及控制措施。

1 嗜冷菌的生長環境

有一部分微生物，它們能夠耐受很低的溫度，并在很低的溫度環境下生長，這些低溫環境包括長期低溫的深海、地球兩極的土壤、冰川和高空以及冬季等短期低溫環境。

2 嗜冷菌

嗜冷菌是一類菌的總稱，這類菌一般是在0～20 ℃最適宜生長，由于這個溫度范圍與其他菌的最適宜生長溫度范圍相比要低很多，故此得名嗜冷菌[1]。

2.1 嗜冷菌的分布

嗜冷菌在地球上的分布極其廣泛，它們的蹤跡遍布在高山、極地地區，以及大洋的深處。除細菌外，在寒冷地區也發現有放線菌、霉菌、酵母和低溫藻類[2]。

2.2 嗜冷菌的分類

嗜冷菌按生活環境溫度分類主要包括兩大類微生物：專性嗜冷菌，兼性嗜冷菌（又名耐冷菌）[3]。①專性嗜冷菌最高生長溫度不超過20 ℃，最適生長溫度為15 ℃或者更低，在0 ℃依然可以生長繁殖[1]。專性嗜冷菌對熱極度敏感，很難能分離到專性嗜冷菌。②兼性嗜冷菌的最高生長溫度可以超過20 ℃，最適生長溫度高于15 ℃，0～5 ℃也能生長繁殖，適應的溫度范圍更廣，在環境中存在更為廣泛[1]。兼性嗜冷菌在0 ℃生長繁殖極其緩慢，往往需要在數周以后方能在培養基上肉眼看到兼性嗜冷菌。

2.3 嗜冷機制

因為擁有特殊的脂類細胞膜結構，嗜冷菌才能存活于冰點下并進行生長繁殖。這種細胞膜中有很多不飽和脂肪酸，它使菌內蛋白質呈現“抗凍能力”，在低溫時仍然保持其內部為液態環境，并保護細胞膜具有通透性和較好的流動性，不僅有利于物質的運輸，而且能夠保護嗜冷菌的DNA免受傷害。當環境條件發生變化，環境溫度比嗜冷菌的最高生長溫度更高時，其細胞中的生命必需成分就會失活。

2.4 常見的嗜冷菌

嗜冷菌種類繁多，包括細菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等，而細菌是其中種類和數量最多的一類，涉及30多個屬。嗜冷菌中最常見的有耶氏菌、李斯特氏菌和假單胞菌[4]。其中，李斯特氏菌在牛、羊、豬、馬等家畜和雞、鴨等家禽中廣泛存在，熒光假單孢菌常見于乳類或蛋類中。

2.5 嗜冷菌的危害

食品被嗜冷菌污染以后，食用者產生惡心、嘔吐等不適癥狀。如果感染的是李斯特氏菌，可能會導致新生兒及嬰兒出現化膿性腦膜炎，成人出現敗血癥，孕婦發生流產等。感染耶氏菌還可能會發生肝膿腫、腦膿腫等。

3 乳與乳制品中的嗜冷菌

3.1 原料乳中嗜冷菌的來源

嗜冷菌廣泛存在于牛乳的外部環境中，主要來源于土壤、水、空氣、灰塵、草料、糞便，擠奶的現場環境中，還可能存在于牛體的乳房部位或者擠奶的設備管道容器中。

3.2 乳與乳制品中常見的嗜冷菌及其對牛乳的影響

乳與乳制品中的嗜冷菌中最常見的是假單胞菌屬。假單胞菌屬中的細菌使乳與乳制品產生哈敗味，這些細菌具有強力分解乳制品中脂肪和蛋白質的能力。

除此之外，乳與乳制品中還存在有產堿桿菌屬、黃桿菌屬、色桿菌屬、梭菌屬、芽孢桿菌屬、棒狀桿菌屬、乳桿菌屬、微球菌屬和鏈球菌屬等。產堿桿菌，其本身不能分解原料奶中的糖，但其能產生灰黃色、棕黃色的色素，使得原料奶中所含的有機鹽分解成碳酸鹽，從而使牛奶轉變成堿性，并導致乳品發生黏性變質[5]。

4 乳與乳制品中嗜冷菌的危害

低溫儲藏為嗜冷菌的生長創造了有利條件。在原料乳擠出來后沒有及時冷卻，乳與乳制品的冷卻溫度沒有達到要求或貯存時間過長時，嗜冷菌就會大量繁殖，同時產生如耐熱性蛋白酶、脂肪酶、磷脂酶等熱穩定水解酶類，這些酶能夠侵害乳與乳制品中的營養成分，破壞乳與乳制品的主要成分蛋白質、脂肪和卵磷脂。

乳制品加工過程中通常采用巴氏殺菌（72 ℃/15 s）滅菌工藝和超高溫（UHT）（120～150 ℃/0.5～8.0 s）滅菌工藝，經過滅菌后，嗜冷菌等細菌雖已死亡，但因其產生的熱穩定酶仍具有活性，這些水解酶會在后續的保藏過程中繼續分解乳制品中的蛋白質和脂肪。最終，耐熱性蛋白酶水解乳蛋白會導致產品出現苦味、果味、異味和酵母味等非正常風味；在水解蛋白質時，可釋放出氨基酸，氨基酸加劇褐變反應，并且分解酪蛋白，致使蛋白質出現膠凝化現象。與此同時，游離脂肪酸由乳脂肪被脂肪酶水解后游離出來，這些游離的脂肪酸會引起乳與乳制品出現腐臭、苦味、堿味和異味，由于游離脂肪酸不斷增加，將會使乳與乳制品出現如乳酪味、不潔味、腐爛味或酵母味等不良風味。進一步導致乳產品出現分層、結塊、惡苦味等腐敗變質現象。不但引起乳產品苦味包、酸包、變色發黏、乳清分離、脂肪分離等變質現象發生，還會影響乳制品的貨架期，使貨架期變短。另外，由嗜冷菌產生的蛋白酶和脂肪酶，容易使乳制品生產中使用的片式熱交換器淤塞。

5 乳中嗜冷菌的控制

乳與乳制品中嗜冷菌的污染主要為外源污染，污染方式主要是原料乳采集時的源頭污染和加工時的二次污染。所以，應該嚴格控制牛乳加工環節和貯存環節。加工環節應控制奶站及牧場的生產環境、規范擠奶，控制接觸牛奶的物品，并加強牛乳加工過程的低溫控制，貯存環節應控制原料奶的低溫貯存和制冷運輸。

5.1 奶站及牧場生產環境的控制

防止嗜冷菌污染應盡量為擠奶操作提供無菌的環境。奶站及牧場應為奶牛提供潔凈的圈舍，盡量保證奶牛的運動場所整潔而寬闊，并定期對奶牛所處環境包括奶站及牧場周邊環境和廳內環境進行消毒，定期人工清理牛體表面，從而減小牛乳感染嗜冷菌的概率。

5.2 規范擠奶，控制接觸牛奶的物品

①擠奶過程要規范，要合理規范的使用前、后藥浴。②運輸罐和管道容器、擠奶設備要在每次擠奶結束后及時使用CIP（CIP就是擠奶完畢后先預沖洗→堿洗→水沖洗→酸洗→后沖洗，堿洗液濃度為1%～1.5%，酸洗液濃度為0.8%～1.5%）清洗，保證運輸罐內部清潔，清洗時要控制好清洗水溫和清洗液濃度。清洗完畢后必須檢查驗證清洗效果，清洗結束后要蓋嚴罐口，盡量做到設備管路密閉，設備不要敞開放置。③為避免其內有積水殘留，設備清洗完畢后，要空干凈殘留水。有實驗表明，嗜冷菌在殘留的清洗液中的生長繁殖速度要比在牛奶中快很多，所以清洗后的設備不得殘留沖刷水及清洗液。另外，清洗時加入二氧化氯等消毒劑，不僅可以控制擠奶過程被污染嗜冷菌，同時又能有效去除乳中嗜冷菌產生的部分胞外酶。④過濾盡量使用一次性過濾紙袋，且使用完畢后及時清理。

5.3 加強牛乳加工過程的低溫控制

加工中的熱處理只能殺滅低溫菌，但其產生的耐熱性胞外酶仍有活性。為滅活胞外酶，可在加熱殺菌的同時采用化學消毒劑等對各環節進行冷消毒。

5.4 控制原料奶的低溫貯存和制冷運輸

①原料乳要低溫貯存和制冷運輸，但在此期間不能長時間攪拌牛乳，還要避免牛乳反復入罐。②深度冷藏原料乳。當原料乳為4 ℃時，其平均代時為8～9 h。另外，在2 ℃貯存和運輸的原料乳生產的UHT牛奶要比在6 ℃貯運的原料乳生產的UHT牛奶的保質期要長得多。因此，若可行，應盡量將牛奶在2 ℃條件下貯存，把牛奶運輸到廠的溫度控制在4 ℃以下。③在現有條件下，將原料乳到廠時間24 h縮減至16 h左右。

6 結語

低溫中嗜冷菌生長繁殖，會直接對乳與乳制品的質量產生影響。乳制品加工生產中通常用巴氏殺菌和超高溫滅菌來殺滅牛奶中的嗜冷菌，但其產生的耐熱性胞外酶仍有活性，這些酶會進一步影響乳及乳制品的風味質地。因此，要注意對奶站及牧場生產環境的控制，規范擠奶，注意對接觸牛奶物品的控制，在牛乳加工過程中加強低溫控制，控制原料奶的低溫貯存和制冷運輸，以進一步控制乳與乳制品中的嗜冷菌繁殖。隨著乳與乳制品中的嗜冷菌被有效控制，我國的乳與乳制品企業將會生產出更加優質健康的乳產品。