嗜冷菌对乳制品加工及贮存的影响和控制措施

◎ 韩秋红，李 琴，李凯锋

（1.农业部乳品质量监督检验测试中心（哈尔滨），黑龙江 哈尔滨 150090；2.黑龙江省完达山乳业股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150087）

乳与乳制品有较高的营养价值，百姓对乳与乳制品的青睐和关注与日俱增。乳中菌落总数的测定是在37 ℃进行，而嗜冷菌适宜在低温环境下生长繁殖，在35 ℃以上嗜冷菌已不能生长。因此，在乳的加工和贮存过程中，人们很容易忽视了嗜冷菌，从而对乳制品的品质产生不好的影响，所以有必要全面了解嗜冷菌对乳制品加工及贮存的影响及控制措施。

1 嗜冷菌的生长环境

有一部分微生物，它们能够耐受很低的温度，并在很低的温度环境下生长，这些低温环境包括长期低温的深海、地球两极的土壤、冰川和高空以及冬季等短期低温环境。

2 嗜冷菌

嗜冷菌是一类菌的总称，这类菌一般是在0～20 ℃最适宜生长，由于这个温度范围与其他菌的最适宜生长温度范围相比要低很多，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极其广泛，它们的踪迹遍布在高山、极地地区，以及大洋的深处。除细菌外，在寒冷地区也发现有放线菌、霉菌、酵母和低温藻类[2]。

2.2 嗜冷菌的分类

嗜冷菌按生活环境温度分类主要包括两大类微生物：专性嗜冷菌，兼性嗜冷菌（又名耐冷菌）[3]。①专性嗜冷菌最高生长温度不超过20 ℃，最适生长温度为15 ℃或者更低，在0 ℃依然可以生长繁殖[1]。专性嗜冷菌对热极度敏感，很难能分离到专性嗜冷菌。②兼性嗜冷菌的最高生长温度可以超过20 ℃，最适生长温度高于15 ℃，0～5 ℃也能生长繁殖，适应的温度范围更广，在环境中存在更为广泛[1]。兼性嗜冷菌在0 ℃生长繁殖极其缓慢，往往需要在数周以后方能在培养基上肉眼看到兼性嗜冷菌。

2.3 嗜冷机制

因为拥有特殊的脂类细胞膜结构，嗜冷菌才能存活于冰点下并进行生长繁殖。这种细胞膜中有很多不饱和脂肪酸，它使菌内蛋白质呈现“抗冻能力”，在低温时仍然保持其内部为液态环境，并保护细胞膜具有通透性和较好的流动性，不仅有利于物质的运输，而且能够保护嗜冷菌的DNA免受伤害。当环境条件发生变化，环境温度比嗜冷菌的最高生长温度更高时，其细胞中的生命必需成分就会失活。

2.4 常见的嗜冷菌

嗜冷菌种类繁多，包括细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等，而细菌是其中种类和数量最多的一类，涉及30多个属。嗜冷菌中最常见的有耶氏菌、李斯特氏菌和假单胞菌[4]。其中，李斯特氏菌在牛、羊、猪、马等家畜和鸡、鸭等家禽中广泛存在，荧光假单孢菌常见于乳类或蛋类中。

2.5 嗜冷菌的危害

食品被嗜冷菌污染以后，食用者产生恶心、呕吐等不适症状。如果感染的是李斯特氏菌，可能会导致新生儿及婴儿出现化脓性脑膜炎，成人出现败血症，孕妇发生流产等。感染耶氏菌还可能会发生肝脓肿、脑脓肿等。

3 乳与乳制品中的嗜冷菌

3.1 原料乳中嗜冷菌的来源

嗜冷菌广泛存在于牛乳的外部环境中，主要来源于土壤、水、空气、灰尘、草料、粪便，挤奶的现场环境中，还可能存在于牛体的乳房部位或者挤奶的设备管道容器中。

3.2 乳与乳制品中常见的嗜冷菌及其对牛乳的影响

乳与乳制品中的嗜冷菌中最常见的是假单胞菌属。假单胞菌属中的细菌使乳与乳制品产生哈败味，这些细菌具有强力分解乳制品中脂肪和蛋白质的能力。

除此之外，乳与乳制品中还存在有产碱杆菌属、黄杆菌属、色杆菌属、梭菌属、芽孢杆菌属、棒状杆菌属、乳杆菌属、微球菌属和链球菌属等。产碱杆菌，其本身不能分解原料奶中的糖，但其能产生灰黄色、棕黄色的色素，使得原料奶中所含的有机盐分解成碳酸盐，从而使牛奶转变成碱性，并导致乳品发生黏性变质[5]。

4 乳与乳制品中嗜冷菌的危害

低温储藏为嗜冷菌的生长创造了有利条件。在原料乳挤出来后没有及时冷却，乳与乳制品的冷却温度没有达到要求或贮存时间过长时，嗜冷菌就会大量繁殖，同时产生如耐热性蛋白酶、脂肪酶、磷脂酶等热稳定水解酶类，这些酶能够侵害乳与乳制品中的营养成分，破坏乳与乳制品的主要成分蛋白质、脂肪和卵磷脂。

乳制品加工过程中通常采用巴氏杀菌（72 ℃/15 s）灭菌工艺和超高温（UHT）（120～150 ℃/0.5～8.0 s）灭菌工艺，经过灭菌后，嗜冷菌等细菌虽已死亡，但因其产生的热稳定酶仍具有活性，这些水解酶会在后续的保藏过程中继续分解乳制品中的蛋白质和脂肪。最终，耐热性蛋白酶水解乳蛋白会导致产品出现苦味、果味、异味和酵母味等非正常风味；在水解蛋白质时，可释放出氨基酸，氨基酸加剧褐变反应，并且分解酪蛋白，致使蛋白质出现胶凝化现象。与此同时，游离脂肪酸由乳脂肪被脂肪酶水解后游离出来，这些游离的脂肪酸会引起乳与乳制品出现腐臭、苦味、碱味和异味，由于游离脂肪酸不断增加，将会使乳与乳制品出现如乳酪味、不洁味、腐烂味或酵母味等不良风味。进一步导致乳产品出现分层、结块、恶苦味等腐败变质现象。不但引起乳产品苦味包、酸包、变色发黏、乳清分离、脂肪分离等变质现象发生，还会影响乳制品的货架期，使货架期变短。另外，由嗜冷菌产生的蛋白酶和脂肪酶，容易使乳制品生产中使用的片式热交换器淤塞。

5 乳中嗜冷菌的控制

乳与乳制品中嗜冷菌的污染主要为外源污染，污染方式主要是原料乳采集时的源头污染和加工时的二次污染。所以，应该严格控制牛乳加工环节和贮存环节。加工环节应控制奶站及牧场的生产环境、规范挤奶，控制接触牛奶的物品，并加强牛乳加工过程的低温控制，贮存环节应控制原料奶的低温贮存和制冷运输。

5.1 奶站及牧场生产环境的控制

防止嗜冷菌污染应尽量为挤奶操作提供无菌的环境。奶站及牧场应为奶牛提供洁净的圈舍，尽量保证奶牛的运动场所整洁而宽阔，并定期对奶牛所处环境包括奶站及牧场周边环境和厅内环境进行消毒，定期人工清理牛体表面，从而减小牛乳感染嗜冷菌的概率。

5.2 规范挤奶，控制接触牛奶的物品

①挤奶过程要规范，要合理规范的使用前、后药浴。②运输罐和管道容器、挤奶设备要在每次挤奶结束后及时使用CIP（CIP就是挤奶完毕后先预冲洗→碱洗→水冲洗→酸洗→后冲洗，碱洗液浓度为1%～1.5%，酸洗液浓度为0.8%～1.5%）清洗，保证运输罐内部清洁，清洗时要控制好清洗水温和清洗液浓度。清洗完毕后必须检查验证清洗效果，清洗结束后要盖严罐口，尽量做到设备管路密闭，设备不要敞开放置。③为避免其内有积水残留，设备清洗完毕后，要空干净残留水。有实验表明，嗜冷菌在残留的清洗液中的生长繁殖速度要比在牛奶中快很多，所以清洗后的设备不得残留冲刷水及清洗液。另外，清洗时加入二氧化氯等消毒剂，不仅可以控制挤奶过程被污染嗜冷菌，同时又能有效去除乳中嗜冷菌产生的部分胞外酶。④过滤尽量使用一次性过滤纸袋，且使用完毕后及时清理。

5.3 加强牛乳加工过程的低温控制

加工中的热处理只能杀灭低温菌，但其产生的耐热性胞外酶仍有活性。为灭活胞外酶，可在加热杀菌的同时采用化学消毒剂等对各环节进行冷消毒。

5.4 控制原料奶的低温贮存和制冷运输

①原料乳要低温贮存和制冷运输，但在此期间不能长时间搅拌牛乳，还要避免牛乳反复入罐。②深度冷藏原料乳。当原料乳为4 ℃时，其平均代时为8～9 h。另外，在2 ℃贮存和运输的原料乳生产的UHT牛奶要比在6 ℃贮运的原料乳生产的UHT牛奶的保质期要长得多。因此，若可行，应尽量将牛奶在2 ℃条件下贮存，把牛奶运输到厂的温度控制在4 ℃以下。③在现有条件下，将原料乳到厂时间24 h缩减至16 h左右。

6 结语

低温中嗜冷菌生长繁殖，会直接对乳与乳制品的质量产生影响。乳制品加工生产中通常用巴氏杀菌和超高温灭菌来杀灭牛奶中的嗜冷菌，但其产生的耐热性胞外酶仍有活性，这些酶会进一步影响乳及乳制品的风味质地。因此，要注意对奶站及牧场生产环境的控制，规范挤奶，注意对接触牛奶物品的控制，在牛乳加工过程中加强低温控制，控制原料奶的低温贮存和制冷运输，以进一步控制乳与乳制品中的嗜冷菌繁殖。随着乳与乳制品中的嗜冷菌被有效控制，我国的乳与乳制品企业将会生产出更加优质健康的乳产品。