耐熱菌對牛乳的危害及其控制現(xiàn)狀

王 建，羅紅霞，黃彥芳

(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京102442)

耐熱菌對牛乳的危害及其控制現(xiàn)狀

王 建，羅紅霞，黃彥芳

(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京102442)

牛乳產(chǎn)品在熱滅菌過程中，大多數(shù)細菌都被殺滅，但仍會有耐熱菌存在，尤其是能夠形成芽孢的耐熱性細菌，會對滅菌牛乳的品質(zhì)造成很大危害。針對牛乳中存在的耐熱菌對產(chǎn)品產(chǎn)生的危害及采取控制措施的現(xiàn)狀進行了探討。

耐熱菌，滅菌乳，危害，控制

隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，人們更重視膳食的搭配和營養(yǎng)的攝入。牛奶作為一種營養(yǎng)豐富、味道醇美、飲用方便的飲食進入了人們的生活。據(jù)調(diào)查顯示，我國有52%的人認為早餐中必須有牛奶來保障營養(yǎng)物質(zhì)的攝取。原料乳中的細菌很多，牛乳在生產(chǎn)過程中必須經(jīng)過高溫滅菌，這樣可以殺滅絕大多數(shù)的細菌，包括致病菌，但仍會有一些耐熱菌殘留在原料乳中，都會不同程度的引起牛乳及乳制品的質(zhì)量變化。據(jù)資料顯示，在污染生牛乳的耐熱芽孢菌中，檢出率最髙的是枯草芽孢桿菌，占30%;其余依次是蠟狀芽孢桿菌19%;短小芽孢桿菌11%，環(huán)狀芽孢桿菌8%，緩慢芽孢桿菌8%，栗褐芽孢桿菌3%［1］，而在滅菌的乳制品中殘留的耐熱芽孢菌以蠟樣芽孢桿菌和嗜熱脂肪芽孢桿菌的檢出情況較多。

1 乳制品中常見的耐熱菌

1.1 蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus.)

蠟狀芽孢桿菌，菌體為兩端平直的粗大桿菌，大小1.0～1.5μm ×3.0～5.0μm，多為短鏈，無莢膜，部分有鞭毛，產(chǎn)芽孢，芽孢呈橢圓形，中生或近中生，其橫徑不大于菌體。革蘭氏陽性。需氧菌，對營養(yǎng)要求不高，在普通瓊脂平板培養(yǎng)基上生長良好，最適溫度28～35℃［2］。

蠟狀芽孢桿菌細菌對外界有害因子抵抗力強，分布廣，存在于土壤、水、空氣以及動物腸道等處，部分菌株能產(chǎn)生腸毒素，有致嘔吐型和腹瀉型胃腸炎腸毒素兩類。

1.2 嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophilus)

嗜熱脂肪芽孢桿菌，菌體大小0.6～1μm×2～3.5μm，具有運動性，最高生長溫度為65～75℃，最低生長溫度為30～45℃。其菌落形狀從圓形到卵圓形，透明到模糊，光滑到粗糙，非常難以辨別，大小如針尖，耐酸性不強，在pH5.0以下就停止生長。最低營養(yǎng)要求在各菌株中變化很大，其范圍從只需要一個碳源和NH4－N、無生長因素直到需要各種氨基酸和維生素。有些菌株當培養(yǎng)溫度接近較低或較高生長界限時，表現(xiàn)出營養(yǎng)要求增加。

嗜熱脂肪芽孢桿菌的孢子比芽孢桿菌屬中的任何嗜溫菌孢子都更抗熱，但營養(yǎng)細胞對不良條件非常敏感。若冷到室溫，營養(yǎng)細胞會立即失去活性［3］。

2 耐熱菌對乳制品的危害

在乳制品生產(chǎn)過程中，很容易污染耐熱菌，尤其是耐熱芽孢菌。一旦污染了耐熱芽孢菌，由于其耐熱性很強，不易被殺滅，很容易進入到成品中，造成產(chǎn)品在貨架期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題，如枯草芽孢桿菌，能使乳中蛋白質(zhì)分解;巨大芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌，能使乳中蛋白質(zhì)分解并產(chǎn)生非酸凝固;而短芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌能使牛乳酸敗等［4］。

原料乳或其它輔料中，沒被殺滅的耐熱芽孢通過灌裝進入滅菌后的產(chǎn)品中，此時的芽孢一般都處于休眠狀態(tài)。在產(chǎn)品的貯藏、運輸和銷售過程中，一旦遇到適宜的條件，芽孢會被激活，轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)體，就能夠在產(chǎn)品中不斷的生長繁殖，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)變酸、產(chǎn)氣，出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象［5］。耐熱芽孢菌在繁殖過程中產(chǎn)生水解酶，這些酶分解牛乳中的蛋白質(zhì)和脂肪。蛋白質(zhì)的分解導(dǎo)致乳蛋白的凝膠化或產(chǎn)生帶有苦味和澀味的肽、氨基酸;乳脂肪的分解則會導(dǎo)致乳中不飽和脂肪酸游離且酸值升高，以及脂肪球膜破壞和不良風(fēng)味的產(chǎn)生。

3 對耐熱芽孢菌的控制措施

3.1 污染來源進行控制

奶牛的糞便、飼料，水和土壤都可能因為含有耐熱菌而污染原料奶，其次花色乳和調(diào)味乳制品等產(chǎn)品所添加的輔料也可能引入耐熱菌。分析耐熱菌可能的來源，有針對性的采取控制措施，可以大幅度降低耐熱菌對乳制品造成的危害。

3.1.1 原料乳的控制 牛舍環(huán)境不衛(wèi)生，牛體粘附大量臟物，包括土壤、糞便、墊草及灰塵等，這是嗜熱菌主要污染源之一?？諝庵酗h浮的灰塵中有各種微生物，包括嗜熱菌，既能污染牛體又能污染沒有保管好的生奶和容器具，造成耐熱芽孢菌的污染。接觸生奶的用具，如擠奶器、奶桶、奶車、管道等，如果沒有經(jīng)過嚴格的清洗和殺菌，都會是生奶中耐熱芽孢菌的重要來源。工作人員引入的污染，特別是手和衣服等，也是生奶中嗜熱菌來源之一［6］。

在擠奶的過程中，頭三把奶中的芽孢桿菌數(shù)量很高，因此在擠奶前應(yīng)徹底清洗牛乳房，并應(yīng)使用適當?shù)南緞?40～45℃的0.06%NaClO溶液)處理，同時棄去頭三把奶［7］。

對于進入加工廠的原料乳，要加強進廠檢驗，尤其是對芽孢菌的檢驗，檢驗方法可參考《SN0178－1992出口食品中嗜熱菌芽孢計數(shù)方法》和《NY/T1331－2007乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測定》。

生產(chǎn)UHT滅菌乳必須每天對芽孢菌數(shù)進行檢測，原料乳中耐熱芽孢數(shù)越多，成品中的殘留量也越多，產(chǎn)品越容易變質(zhì)，故芽孢桿菌超標的原料乳堅決不能生產(chǎn)UHT滅菌乳。菌數(shù)越多，耐熱程度越高，原因是高菌濃度下細胞自己產(chǎn)生具有熱保護作用的物質(zhì)［8］。對于芽孢菌≥1×103cfu/mL的原料乳要考慮拒收。

3.1.2 原輔料的控制 生產(chǎn)花色乳制品常會使用多種輔料，其中白砂糖、可可粉、咖啡粉、奶粉等輔料可能會含有較多的芽孢菌。因此必須要加強對輔料的質(zhì)量控制。

首先要加強對供應(yīng)商的資質(zhì)控制，要求提供完整、真實的輔料檢驗報告書，最好是具有檢驗資質(zhì)的第三方檢驗機構(gòu)出具的輔料檢驗報告書;二是要加強對輔料的檢驗，尤其是對芽孢菌的檢驗，避免耐熱芽孢菌通過輔料被引入到產(chǎn)品中，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量;三是使用含芽孢或耐熱芽孢較多的原料進行生產(chǎn)時，需要適當提高殺菌溫度，以保證芽孢菌的殺滅效果。

3.2 生產(chǎn)過程控制

3.2.1 生產(chǎn)環(huán)境 在車間的生產(chǎn)環(huán)境中，空氣中也可能含有蠟樣芽孢桿菌，因此要加強對車間環(huán)境的控制。原則上，在一切食品生產(chǎn)加工經(jīng)營的場所都可以安裝紫外燈殺菌燈進行空氣消毒殺菌?？捎糜谌橹破返鹊臒o菌灌裝和無菌包裝過程。紫外線對芽孢有一定的殺滅作用。韓靜等人用照射量為63000μw·s/cm2的紫外線照射10min，對芽孢殺滅率達 99%以上;照射量為 12240μw·s/cm2照射5min，殺滅率達99.9%以上［9］。使用紫外燈進行空氣消毒時，最好在紫外燈管上加裝反光罩［10］，可以增強對紫外光線的反射作用，同時加強消毒效果。

環(huán)境消毒還可以采用臭氧殺菌。在兩班之間或下班后開啟臭氧機，對生產(chǎn)環(huán)境進行臭氧殺菌，同時也要減少與外界的空氣對流，保持空氣的清潔［11］。定期進行空氣暴露實驗，監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生狀況。3.2.2 設(shè)備和管道的控制 在乳制品的生產(chǎn)過程中，奶罐和加工廠的機械管道等也是耐熱芽孢菌的污染渠道。例如生奶中可能受到在奶桶上附著的蠟樣芽孢桿菌的污染。蠟樣芽孢在生產(chǎn)設(shè)備或器具的不銹鋼表面具有較強的附著能力，從而易于進入食品而造成污染。因此在生產(chǎn)過程中要增加設(shè)備清洗的頻率和強度，消除污染的隱患，提高食品的安全性。

3.2.3 二次滅菌控制 巴氏殺菌等措施會將芽孢激活，促使其萌芽成營養(yǎng)體而生長繁殖。因此，原料乳在使用之前可以經(jīng)過短時間的高溫加熱，讓其營養(yǎng)體生長后，再進行二次滅菌將牛乳中的耐熱芽孢菌的營養(yǎng)體殺滅，從而達到殺滅耐熱芽孢菌的目的。

如果牛乳經(jīng)過短時間的高溫加熱后不馬上使用，必須要迅速冷卻然后貯藏在0℃～4℃冷藏，避免耐熱芽孢菌的營養(yǎng)細胞過度生長而影響牛乳的質(zhì)量。

3.3 成品檢驗控制

在正常生產(chǎn)情況下，根據(jù) GB2828抽樣系統(tǒng)、AQL確定抽樣方案，均勻抽取樣品;對抽樣產(chǎn)品依據(jù)GB4789.26－2003進行商業(yè)無菌檢測，依據(jù)GB4789.14－2003進行蠟樣芽孢桿菌檢驗，參考SN0178－1992和NY/T1331－2007進行嗜熱芽孢菌檢驗。

3.4 新型殺菌技術(shù)對耐熱菌的控制

3.4.1 熱－超聲波協(xié)同作用(manothermosonication，MTS) 超聲波殺菌技術(shù)在許多食品中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。有報道稱，對于牛奶中的假單胞菌和嗜熱鏈球菌，超聲波法在溫度低于51.7℃時，其空化效應(yīng)的滅菌效率高［8］。目前有采用超聲波和熱力同時進行殺菌的新技術(shù)，被稱為熱－超聲波協(xié)同作用。當對耐熱芽孢同時進行超聲波和熱力處理時，芽孢的耐熱性會下降。雖然在加熱前進行超聲波處理也會使菌的耐熱性有所下降［12］，但兩種作用同時進行即使用熱－超聲波協(xié)同作用時，其降低效果更大。

3.4.2 熱協(xié)同超高壓處理技術(shù) (High Hydrostatic Pressure，HHP) 采用高靜壓技術(shù)誘導(dǎo)細菌芽孢發(fā)芽已是研究者們證實的現(xiàn)象，芽孢發(fā)芽后的營養(yǎng)體對壓力和熱更為敏感，這有利于提高芽孢的殺滅效果［11］。有資料表明，在室溫下，對嗜熱脂肪芽孢桿菌采用500MPa的高靜壓處理15min，殘存孢子數(shù)可下降兩個數(shù)量級［12］。適當?shù)臒崽幚?45～65℃)有助于高靜壓對嗜熱脂肪芽孢桿菌的殺滅作用，溶菌酶可以降低孢子的耐壓性。將預(yù)熱處理或溶菌酶處理與高靜壓協(xié)同作用，是提高耐壓性細菌孢子殺滅率的有效途徑［13］。

3.4.3 添加天然食品殺菌防腐劑 天然食品殺菌防腐劑，可以起到抑制或殺滅細菌的效果，還可以避免使用化學(xué)防腐劑對人體健康的傷害。天然食品殺菌防腐劑，在多年的研究和應(yīng)用中均沒有發(fā)現(xiàn)微生物對其形成抗性，顯著提高了食品的安全性。

在乳制品中常添加的天然食品殺菌防腐劑有殼聚糖、ε－聚羧氨酸、乳酸鏈球菌素(Nisin)等。其中Nisin之所以能抑制細菌的生長及芽孢的萌發(fā)是基于其對細胞表面強烈的吸附作用進而引起細胞質(zhì)的釋放而實現(xiàn)的。關(guān)于Nisin添加于乳制品中的抑菌作用的研究表明，Nisin對大范圍的革蘭氏陽性細菌具有較強的抑制作用，尤其可抑制大多數(shù)產(chǎn)芽孢梭菌、桿菌以及它們的芽孢，其中嗜熱脂肪芽孢桿菌的芽孢對Nisin最為敏感，只需極少量的Nisin(≤2IU/mL)即可被殺死［10］。Nisin添加在消毒奶中解決了由于耐熱芽孢繁殖而引起變質(zhì)的問題，并且只用較低濃度的Nisin便可以使其保質(zhì)期大大延長，還可以改善牛乳因高溫加熱而產(chǎn)生的不良氣味［9］。

4 展望

為保證牛乳質(zhì)量，有效地控制耐熱菌對產(chǎn)品質(zhì)量的危害，乳品企業(yè)應(yīng)從原料乳開始就嚴把質(zhì)量關(guān)，針對耐熱菌的污染渠道，在收乳、生產(chǎn)和檢驗全過程采取有效的預(yù)防和控制措施，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量，讓消費者喝到安全、放心的牛乳。

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The damage of thermoduric bacteria to milk and methods of prevention

WANG Jian，LUO Hong－xia，HUANG Yan－fang

(Beijing Vocational College of Agriculture，Beijing 102442，China)

In the heat sterilization process，the majority of bacteria in sterilized milk has been killed，but thermoduric bacteria still exists.In particular，the thermoduric bacteria would do great harm to the quality of milk.The discussion of the damage of thermoduric bacteria to milk and methods of prevention.

thermoduric bacteria;sterilized milk;damage;methods of prevention

TS252.1

A

1002－0306(2011)09－0458－03

2010－12－01

王建(1975－)，女，講師，研究方向:食品安全及質(zhì)量控制。