巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳營養(yǎng)價值及衛(wèi)生安全對比研究

文/楊懷谷　鄭　楠　王加啟

﹝1農(nóng)業(yè)部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（北京）；2農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（北京）；3中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室﹞

巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳營養(yǎng)價值及衛(wèi)生安全對比研究

文/楊懷谷鄭楠*王加啟

﹝1農(nóng)業(yè)部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（北京）；2農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（北京）；3中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室﹞

巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳是現(xiàn)今市面上銷售的主要液態(tài)奶品種。從加工技術(shù)、營養(yǎng)及安全、市場現(xiàn)狀、未來趨勢的角度出發(fā)，重點對比這2 種牛奶各自的特點，綜合不同來源的試驗、調(diào)查數(shù)據(jù)得出基本結(jié)論，同時向消費者傳達客觀有效的牛奶食品信息，提高大眾的奶產(chǎn)品消費意識。

牛奶；巴氏殺菌；超高溫滅菌

奶被譽為最接近完善的食物，有“白色血液”之稱，它是任何哺乳動物，包括人類與生俱來的生命營養(yǎng)物質(zhì)。在諸多奶品種中，牛奶因其來源廣、營養(yǎng)豐富、口味好而被人們廣泛食用。牛奶不僅具備其它食物所有的大部分營養(yǎng)，而且還含有獨特的功能物質(zhì)，雖然其含量并不多，但卻有很高的生物活性價值。人們飲用牛奶，一方面是補充蛋白質(zhì)、能量、維生素、礦物質(zhì)，另一方面也是為了獲取某些對生長發(fā)育、腸道健康有益的微量乳成分。考慮到生鮮乳中含有潛在的病原微生物，且牛奶是這些微生物的優(yōu)良繁殖場所，因此為了保證消費者的人身健康，常在牛奶飲用前對生鮮乳進行一定程度的加熱。經(jīng)過長時間的科學(xué)試驗和實踐摸索，現(xiàn)今全世界范圍已形成較為統(tǒng)一的生產(chǎn)規(guī)范標準，主要有巴氏殺菌（Pasteurization）和超高溫滅菌（Ultra-high Temperature，UHT）2 種熱加工類型。

1　巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳的發(fā)展歷史

曾經(jīng)，人們飲用純天然的生鮮乳，這是獲取牛奶營養(yǎng)物質(zhì)最直接、便捷的方式。有調(diào)查研究表明，如果人在生命早期開始食用生鮮乳，可以顯著降低哮喘、過敏性鼻炎等疾病的發(fā)生率，且影響是長期的，這與生鮮乳中含有各種免疫球蛋白、乳鐵蛋白、細胞因子、生長因子、酶等有關(guān)（表1）［3，4］。這些物質(zhì)可以增強機體的固有免疫力，加速幼兒的免疫系統(tǒng)成熟。但由于生鮮乳未經(jīng)任何除菌處理，因此可能含有潛在的病原微生物，包括沙門氏菌、李斯特氏菌、蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等［5］。據(jù)報道，1938年之前，在美國爆發(fā)的食品安全事件中有25%是源于人們直接飲用生鮮乳。隨著除菌工藝（主要是熱加工）的應(yīng)用，這一數(shù)值現(xiàn)已降低至1%以下［6］。如今在美國境內(nèi)報道的一些牛奶相關(guān)危害事件，主要也是發(fā)生在那些允許市場銷售生鮮乳的州內(nèi)［6］。由于在奶牛養(yǎng)殖、擠乳等整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，生鮮乳不可避免地會被內(nèi)源或外源因素污染，所以熱處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠消除許多潛在的風(fēng)險，切實保障人們的健康安全。

表1　生鮮乳中的主要功能活性物質(zhì)及含量

巴氏殺菌技術(shù)是由法國人路易·巴斯德所創(chuàng)，最開始被應(yīng)用在酒制造工藝上，后經(jīng)不斷改進完善，也用于其它諸多食品加工領(lǐng)域。世界上第1臺牛奶巴氏殺菌器于1893年問世，1920年，我國從美國引進巴氏殺菌器，開始巴氏殺菌乳的生產(chǎn)。病原菌本身不耐熱，所有的病原微生物在一定溫度范圍內(nèi)（60～80 ℃）處理一定時間即可被殺滅；而尚存的一些中性耐熱菌（如乳微桿菌）及其芽孢，在可控范圍內(nèi)對人體并沒有危害。檢測巴氏殺菌效果的通用方法是堿性磷酸酶（ALP）法。堿性磷酸酶是牛奶中主要內(nèi)源酶之一，它的耐熱性比無芽孢致病菌更強。經(jīng)測定，在生鮮乳中ALP活性是1 233.3 mg/mL，而全脂牛奶ALP活性只有1.0958 mg/mL［4］。如果巴氏殺菌后檢測到的ALP活性降低到閾值以下，則說明病原菌被殺滅，達到巴氏殺菌效果，具體步驟詳見《生鮮牛乳及其制品中堿性磷酸酶活度的測定方法》（NY/T 801-2004）或《乳和乳制品堿性磷酸酶的活性測定》（ISO 11816-1-2013）。由于巴氏殺菌不能做到完全除菌（巴氏殺菌乳的菌落總數(shù)上限一般為3×104CFU/mL），所以巴氏殺菌乳的貯藏溫度需在4 ℃左右，保質(zhì)期一般只有5～8 天。為了克服貨架期短、不能常溫保存、運輸攜帶不便等問題，超高溫滅菌乳應(yīng)運而生。該熱處理工藝采用瞬時超高溫方法，幾乎可以殺滅生鮮乳中的所有微生物及其芽孢，從而達到“無菌”級別（超高溫滅菌乳的菌落總數(shù)≤10 CFU/mL）。因此，超高溫滅菌乳的保質(zhì)期可以延長至1～6 個月。巴氏殺菌和超高溫滅菌工藝細則見表2。

表2　巴氏殺菌和超高溫滅菌工藝對比

2　巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳營養(yǎng)對比

現(xiàn)今市售的液態(tài)奶有許多不同的品牌和風(fēng)味，但既然其本質(zhì)核心是牛奶，那么評價優(yōu)劣的標準應(yīng)從口味回歸到營養(yǎng)價值這一科學(xué)層面。哪種品質(zhì)的牛奶最營養(yǎng)、安全、可靠，自然也是消費者最為關(guān)心的問題。牛奶熱加工過程中受到的損害主要有3 方面：蛋白質(zhì)變性、美拉德反應(yīng)、乳糖異構(gòu)化。相比于巴氏殺菌乳，UHT乳熱加工過程所使用的溫度更為劇烈極端，客觀評價2 種工藝對牛奶的影響是引導(dǎo)消費者清晰認知、理性消費的前提。表3列舉了牛奶中主要營養(yǎng)物質(zhì)在熱加工后的變化情況［7，8］?？梢?，相比于UHT工藝，巴氏殺菌對牛奶的營養(yǎng)活性破壞較小，除少數(shù)特別熱敏感的物質(zhì)外，巴氏殺菌乳保留了生鮮乳的大部分原有成分，可以稱之為“鮮牛奶”。而UHT奶則較高程度地破壞了許多熱敏感指標（有些物質(zhì)已幾乎完全損失或變性），只能稱為“純牛奶”［9］。我國頒布的液態(tài)奶產(chǎn)品標識（GB 19645-2010、GB 25190-2010）中也對此有明確的闡述。

盡管UHT乳的常溫儲存時間較長，但在超高溫過程中破壞細菌或體細胞所釋放出的耐熱型蛋白酶、脂肪酶在完成加熱后仍具有一定活力，可繼續(xù)分解蛋白質(zhì)和脂肪，造成牛奶品質(zhì)的緩慢下降［10］。因此，在保質(zhì)期內(nèi)儲存時間越長的UHT乳，雖然衛(wèi)生安全，卻基本無新鮮可言。另外，在熱加工時，牛奶中蛋白質(zhì)（β-乳球蛋白、酪蛋白等）的賴氨酸殘基會與乳糖的羰基發(fā)生美拉德反應(yīng)（Maillard Reaction），進而生成一系列使牛奶“褐變”的副產(chǎn)物。這不但影響了牛奶的外觀，而且會降低乳蛋白、氨基酸的生物學(xué)價值，部分物質(zhì)（如糠氨酸）還可能對人體有潛在的危害［11］。從表3中牛奶熱處理所產(chǎn)生的副產(chǎn)物含量來看，UHT乳遠高于巴氏殺菌乳。因此，巴氏殺菌乳的營養(yǎng)價值確實比UHT乳更好。而且，由于超高溫加熱會使牛奶中的乳球蛋白、脂肪球膜蛋白產(chǎn)生巰基基團，乃至釋放硫化氫等揮發(fā)物質(zhì)，會導(dǎo)致UHT乳有一定的“蒸煮味”，而使用溫和熱處理法的巴氏殺菌乳的風(fēng)味則更為純正自然［12］。

目前，已有不少奶業(yè)發(fā)達國家開始試行生產(chǎn)和推廣延長貨架期乳（ESL乳）。ESL乳使用的是比超高溫滅菌更溫和的除菌方式，主流工藝包括超巴氏殺菌、微濾結(jié)合熱加工技術(shù)、Pure-LacTM系統(tǒng)、填充CO2技術(shù)等。其中部分工藝（如微濾膜技術(shù)）已經(jīng)取得了不錯的生產(chǎn)實踐效果。呂加平等［13］、張云等［14］、劉利清等［15］采用陶瓷微孔膜，使用錯流裝置對脫脂分離的牛奶進行過濾，再進行巴氏殺菌，不同試驗的牛奶除菌率均達到了99.6%以上，保質(zhì)期能夠延長至20 天左右，且不會降低和破壞牛奶中的各營養(yǎng)成分。我國上海光明乳業(yè)股份有限公司和北京三元食品股份有限公司等已開始使用微濾技術(shù)生產(chǎn)高品質(zhì)巴氏殺菌乳。隨著各項技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷完善，人們可以喝到越來越接近天然的、安全可靠的牛奶。

表3　巴氏殺菌乳與UHT乳主要營養(yǎng)活性對比

3　巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳的鑒定區(qū)分

現(xiàn)今各檢測室鑒定區(qū)分巴氏殺菌乳和UHT乳的主要方法是通過酶法（Enzyme Method）或高效液相色譜法（HPLC）測量牛奶中羥甲基糠醛、乳果糖、糠氨酸等熱敏指標［16］。這些副產(chǎn)物在生鮮乳中含量很低，但經(jīng)過加熱后含量會有一定程度的升高。根據(jù)前人研究報道，若液態(tài)奶中糠氨酸濃度低于12 mg/100 g蛋白質(zhì)，則為正常巴氏殺菌乳；若液態(tài)奶中糠氨酸濃度低于140 mg/100 g蛋白質(zhì)，則為正常UHT乳［17］；而當(dāng)巴氏殺菌乳或UHT乳的糠氨酸含量超過各自上限時，則可能是由于牛奶加熱過度或人為添加了復(fù)原乳。為了判別在液態(tài)奶中是否存在摻入復(fù)原乳的情況，《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復(fù)原乳的鑒定》（NY/Y 939-2005）制定了詳盡的檢測步驟。

考慮到上述檢測方法對儀器和場地要求很高，已有團隊開發(fā)出新的快捷試驗方法。例如張書文等［18］應(yīng)用濁度法建立了快速鑒別原料乳、巴氏殺菌乳和UHT乳的新技術(shù)，通過全面動態(tài)地監(jiān)測市場上不同種類液態(tài)奶產(chǎn)品，可以防止UHT乳頂替巴氏殺菌乳的現(xiàn)象發(fā)生，切實保障消費者的權(quán)益。

表4　美國巴氏乳法令對原料乳的衛(wèi)生指標要求

4　中國的優(yōu)質(zhì)乳工程

2000年之前，我國各大中城市供應(yīng)銷售的主要是巴氏殺菌乳。進入21世紀以來，隨著國家對奶業(yè)的重視和牛奶營養(yǎng)知識的普及，我國乳品消費量大幅度增加。但我國奶源大部分集中在北方地區(qū)，而巴氏殺菌乳的奶源一般來自城市周邊的奶牛場，考慮到巴氏殺菌乳保質(zhì)期短這一現(xiàn)實問題，乳品企業(yè)瞄準商機，開始大力發(fā)展UHT乳，把以北方奶源基地為主的牛奶銷售到全國各地。短短十幾年時間，我國液態(tài)奶產(chǎn)品中（不含酸乳）巴氏殺菌乳所占比例下降到20%～30%，UHT乳比例已上升到70%～80%［19，20］。相比之下，國外的液態(tài)奶比例卻與我國明顯不同：在美國、日本、英國、荷蘭、澳大利亞、新西蘭等國，巴氏殺菌乳的市場份額均在90%以上［21］，中國臺灣地區(qū)的巴氏殺菌乳份額也很大［22］。

表4展示了美國巴氏乳法令（Grade“A”Pasteurized Milk Ordinance，PMO）對原料乳的衛(wèi)生指標要求，不難看出，巴氏殺菌乳對原料的要求是很高的［在中國的生鮮乳收購定級標準里，菌落總數(shù)（CFU/mL）≤200 萬即為合格］。事實上，UHT工藝可以在一定程度上“掩蓋”原料乳的先天不足，而在中國，大大小小不同規(guī)模的奶牛養(yǎng)殖場及散戶所提供的原料乳確實存在層次不齊的現(xiàn)象，這是如今市面上UHT乳占據(jù)主導(dǎo)地位的另一部分原因，但這顯然不是一個可被消費者普遍認同和接受的原因。人們需要充分肯定UHT乳快速、便捷等諸多優(yōu)點，認識到全國不論東南西北都能隨時買到足量、廉價的液態(tài)奶，很大程度上得益于UHT乳的生產(chǎn)推廣；但也需警惕不良商家以UHT乳安全放心為名，刻意以次充好，混淆視聽。巴氏殺菌乳之所以在許多西方發(fā)達國家流行，主要是因為其擁有優(yōu)良的牧草供應(yīng)（如全株玉米青貯飼料、苜蓿飼料），先進健康的奶牛養(yǎng)殖體系（如TMR飼喂技術(shù)），良好的養(yǎng)殖環(huán)境，從而能生產(chǎn)出大量的優(yōu)質(zhì)原料乳；另外，合理且周密的加工工藝，確保了其優(yōu)質(zhì)牛奶的供應(yīng)；同時，健全的法規(guī)和各項標準，強有力地監(jiān)督了市場。

在發(fā)達國家，GMP（Good Manufacturing Practice，食品良好生產(chǎn)規(guī)范）和HACCP體系（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析關(guān)鍵控制點）已廣泛在液態(tài)奶生產(chǎn)中建立和推廣。美國早在1924年就頒布了PMO優(yōu)質(zhì)乳條例，至今已修訂39 版。優(yōu)質(zhì)乳標識是要求在每1 盒乳制品包裝上都標注有原料乳的質(zhì)量等級，供消費者自主選擇。

而在中國，優(yōu)質(zhì)乳制度尚未完整地建立起來。牛奶品質(zhì)和質(zhì)量安全的保障，是發(fā)達國家奶產(chǎn)品在國際市場具有強大份額和競爭力的主要原因［21］。目前，在中國的奶牛及奶業(yè)領(lǐng)域，已有不少科研專家、團隊和企業(yè)正在著手解決這些問題。中國優(yōu)質(zhì)乳工程，利國利民，也任重道遠。

5　結(jié)論

綜上所述，可對生鮮乳、巴氏殺菌乳、超高溫滅菌乳作出客觀的評估，從而了解其各自的優(yōu)缺點（表5）。任何一種工藝，都是努力在保留牛奶營養(yǎng)物質(zhì)和除菌之間找到最佳的平衡點。對此，巴氏殺菌乳比UHT乳表現(xiàn)得更為全面。但由于現(xiàn)在還沒有完全克服巴氏殺菌乳貨架期較短且需冷藏、不宜攜帶等問題，需要進一步研發(fā)新技術(shù)去解決這一難點。

我國奶業(yè)發(fā)展至今，既經(jīng)歷了21世紀初期輝煌的上升期，也遭受過2008年三鹿牌“嬰幼兒奶粉事件”的沉重打擊，如今正面臨著牛奶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸，亟需尋找到適合自身轉(zhuǎn)型和發(fā)展的新途徑。美國、歐盟等奶業(yè)發(fā)達地區(qū)的實踐經(jīng)驗和模式為我們提供了很好的借鑒和參照［23］。近年來，經(jīng)過多方面的努力，我國奶牛集約化養(yǎng)殖、生鮮乳質(zhì)量等方面已經(jīng)有了長足的進步。中國奶產(chǎn)品質(zhì)量安全調(diào)查評估表明，違禁添加已完全杜絕，同時，衛(wèi)生安全指標也都接近或部分達到奶業(yè)發(fā)達國家的標準。在2015年中國生鮮乳普查中，體細胞數(shù)（SCC）已降低至51.3 萬個/mL（美國標準限量為75 萬個/mL），黃曲霉毒素M1含量低于歐盟限量0.05 μg/kg［24］（圖1和2）。

目前的現(xiàn)實情況是，一方面我國正在加速追趕國際優(yōu)質(zhì)奶產(chǎn)品的步伐，另一方面進口奶產(chǎn)品正以高增長的速度不斷涌入我國市場，這是一個機遇與挑戰(zhàn)并存的黃金時期、關(guān)鍵階段。正視差距、解決難題、突破瓶頸、面對未來，是政府機構(gòu)、奶業(yè)科研團隊、企業(yè)都應(yīng)該有的行為和擔(dān)當(dāng)。不僅僅是局限于各種廣告宣傳，更重要的是讓市場更加透明，提高大眾的牛奶消費知識和意識，讓消費者自主選擇其需要的牛奶種類，這才是重振我國國民牛奶消費信心的好方法。就如巴氏殺菌乳和UHT乳，不能讓企業(yè)左右市場，而要讓市場需求引導(dǎo)生產(chǎn)，如此才是中國奶業(yè)發(fā)展的正道。在這條路上堅持不懈地走下去，中國奶業(yè)一定會振興。

圖1　美國和歐盟的限量標準及2013～2015年我國生鮮乳中體細胞數(shù)平均值

圖2　中國、美國和歐盟的限量標準及不同國家牛奶中檢出黃曲霉毒素M1平均值

表5　生鮮乳、巴氏殺菌乳、超高溫滅菌乳優(yōu)缺點

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荷蘭漂浮農(nóng)場本月開工?？扛劭谔峁┡Ｄ?/p>

【本刊輯】荷蘭一家公司準備推出漂浮農(nóng)場，停靠在鹿特丹港口，將生產(chǎn)各類牛奶和酸奶提供給鹿特丹城內(nèi)消費者。這種三重雙層智能浮動農(nóng)場，將提供220 萬平方米的空間用來養(yǎng)牛、養(yǎng)魚和種植莊稼，其中生產(chǎn)提供乳制品是它的重點業(yè)務(wù)。該農(nóng)場面積為40 米×32 米，將有足夠的空間養(yǎng)殖40 頭奶牛，每天提供1 500 千克牛奶。漂浮農(nóng)場的設(shè)計者表示，這種設(shè)計具有可擴展性，最終可以容納200 頭奶牛每天生產(chǎn)5 000 千克牛奶。第一座漂浮農(nóng)場2016年6月開工，預(yù)計在12月完成，2017年1月開業(yè)。

中鼎聯(lián)合股東質(zhì)押1 000 萬股用于公司貸款

【本刊輯】 6月20日，中鼎聯(lián)合發(fā)布股權(quán)質(zhì)押公告。報告顯示，公司股東北京國源聚眾投資管理有限公司質(zhì)押1 000 萬股，占公司總股本2.20%。在本次質(zhì)押的股份中，1 000 萬股為有限售條件股份，0 股為無限售條件股份。質(zhì)押期限為2016年6月16日起至2018年6 月17日止。股權(quán)質(zhì)押用于公司貸款，融資金額3 500 萬元。本次質(zhì)押不會對公司的生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)生重大影響，不會導(dǎo)致公司控股股東或?qū)嶋H控制人發(fā)生變化。中鼎聯(lián)合牧業(yè)股份有限公司的核心業(yè)務(wù)主要是奶牛養(yǎng)殖和原奶銷售。截至2015年7月底，公司擁有5 個標準化牧場，托管58 家牧場，牧場存欄奶牛約40 000 頭，日產(chǎn)生鮮奶約450 噸。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAS12）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項項目“生鮮乳質(zhì)量安全評價技術(shù)與生產(chǎn)規(guī)程”（201403071）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金（nycytx-04-01）；生鮮乳質(zhì)量安全風(fēng)險評估專項】

楊懷谷（1988-），男，助理研究員，博士研究生，研究方向為牛奶質(zhì)量安全與風(fēng)險評估。

鄭楠（1980-），女，副研究員，博士，從事牛奶質(zhì)量安全與風(fēng)險評估工作。

2016-03-15）