耐热菌对牛乳的危害及其控制现状

王 建，罗红霞，黄彦芳

(北京农业职业学院，北京102442)

耐热菌对牛乳的危害及其控制现状

王 建，罗红霞，黄彦芳

(北京农业职业学院，北京102442)

牛乳产品在热灭菌过程中，大多数细菌都被杀灭，但仍会有耐热菌存在，尤其是能够形成芽孢的耐热性细菌，会对灭菌牛乳的品质造成很大危害。针对牛乳中存在的耐热菌对产品产生的危害及采取控制措施的现状进行了探讨。

耐热菌，灭菌乳，危害，控制

随着我国国民经济的不断发展，人们生活水平的日益提高，人们更重视膳食的搭配和营养的摄入。牛奶作为一种营养丰富、味道醇美、饮用方便的饮食进入了人们的生活。据调查显示，我国有52%的人认为早餐中必须有牛奶来保障营养物质的摄取。原料乳中的细菌很多，牛乳在生产过程中必须经过高温灭菌，这样可以杀灭绝大多数的细菌，包括致病菌，但仍会有一些耐热菌残留在原料乳中，都会不同程度的引起牛乳及乳制品的质量变化。据资料显示，在污染生牛乳的耐热芽孢菌中，检出率最髙的是枯草芽孢杆菌，占30%;其余依次是蜡状芽孢杆菌19%;短小芽孢杆菌11%，环状芽孢杆菌8%，缓慢芽孢杆菌8%，栗褐芽孢杆菌3%［1］，而在灭菌的乳制品中残留的耐热芽孢菌以蜡样芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌的检出情况较多。

1 乳制品中常见的耐热菌

1.1 蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus.)

蜡状芽孢杆菌，菌体为两端平直的粗大杆菌，大小1.0～1.5μm ×3.0～5.0μm，多为短链，无荚膜，部分有鞭毛，产芽孢，芽孢呈椭圆形，中生或近中生，其横径不大于菌体。革兰氏阳性。需氧菌，对营养要求不高，在普通琼脂平板培养基上生长良好，最适温度28～35℃［2］。

蜡状芽孢杆菌细菌对外界有害因子抵抗力强，分布广，存在于土壤、水、空气以及动物肠道等处，部分菌株能产生肠毒素，有致呕吐型和腹泻型胃肠炎肠毒素两类。

1.2 嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)

嗜热脂肪芽孢杆菌，菌体大小0.6～1μm×2～3.5μm，具有运动性，最高生长温度为65～75℃，最低生长温度为30～45℃。其菌落形状从圆形到卵圆形，透明到模糊，光滑到粗糙，非常难以辨别，大小如针尖，耐酸性不强，在pH5.0以下就停止生长。最低营养要求在各菌株中变化很大，其范围从只需要一个碳源和NH4－N、无生长因素直到需要各种氨基酸和维生素。有些菌株当培养温度接近较低或较高生长界限时，表现出营养要求增加。

嗜热脂肪芽孢杆菌的孢子比芽孢杆菌属中的任何嗜温菌孢子都更抗热，但营养细胞对不良条件非常敏感。若冷到室温，营养细胞会立即失去活性［3］。

2 耐热菌对乳制品的危害

在乳制品生产过程中，很容易污染耐热菌，尤其是耐热芽孢菌。一旦污染了耐热芽孢菌，由于其耐热性很强，不易被杀灭，很容易进入到成品中，造成产品在货架期内出现质量问题，如枯草芽孢杆菌，能使乳中蛋白质分解;巨大芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，能使乳中蛋白质分解并产生非酸凝固;而短芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和环状芽孢杆菌能使牛乳酸败等［4］。

原料乳或其它辅料中，没被杀灭的耐热芽孢通过灌装进入灭菌后的产品中，此时的芽孢一般都处于休眠状态。在产品的贮藏、运输和销售过程中，一旦遇到适宜的条件，芽孢会被激活，转化为营养体，就能够在产品中不断的生长繁殖，导致产品出现变酸、产气，出现变质现象［5］。耐热芽孢菌在繁殖过程中产生水解酶，这些酶分解牛乳中的蛋白质和脂肪。蛋白质的分解导致乳蛋白的凝胶化或产生带有苦味和涩味的肽、氨基酸;乳脂肪的分解则会导致乳中不饱和脂肪酸游离且酸值升高，以及脂肪球膜破坏和不良风味的产生。

3 对耐热芽孢菌的控制措施

3.1 污染来源进行控制

奶牛的粪便、饲料，水和土壤都可能因为含有耐热菌而污染原料奶，其次花色乳和调味乳制品等产品所添加的辅料也可能引入耐热菌。分析耐热菌可能的来源，有针对性的采取控制措施，可以大幅度降低耐热菌对乳制品造成的危害。

3.1.1 原料乳的控制 牛舍环境不卫生，牛体粘附大量脏物，包括土壤、粪便、垫草及灰尘等，这是嗜热菌主要污染源之一。空气中飘浮的灰尘中有各种微生物，包括嗜热菌，既能污染牛体又能污染没有保管好的生奶和容器具，造成耐热芽孢菌的污染。接触生奶的用具，如挤奶器、奶桶、奶车、管道等，如果没有经过严格的清洗和杀菌，都会是生奶中耐热芽孢菌的重要来源。工作人员引入的污染，特别是手和衣服等，也是生奶中嗜热菌来源之一［6］。

在挤奶的过程中，头三把奶中的芽孢杆菌数量很高，因此在挤奶前应彻底清洗牛乳房，并应使用适当的消毒剂(40～45℃的0.06%NaClO溶液)处理，同时弃去头三把奶［7］。

对于进入加工厂的原料乳，要加强进厂检验，尤其是对芽孢菌的检验，检验方法可参考《SN0178－1992出口食品中嗜热菌芽孢计数方法》和《NY/T1331－2007乳与乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜热需氧芽孢数的测定》。

生产UHT灭菌乳必须每天对芽孢菌数进行检测，原料乳中耐热芽孢数越多，成品中的残留量也越多，产品越容易变质，故芽孢杆菌超标的原料乳坚决不能生产UHT灭菌乳。菌数越多，耐热程度越高，原因是高菌浓度下细胞自己产生具有热保护作用的物质［8］。对于芽孢菌≥1×103cfu/mL的原料乳要考虑拒收。

3.1.2 原辅料的控制 生产花色乳制品常会使用多种辅料，其中白砂糖、可可粉、咖啡粉、奶粉等辅料可能会含有较多的芽孢菌。因此必须要加强对辅料的质量控制。

首先要加强对供应商的资质控制，要求提供完整、真实的辅料检验报告书，最好是具有检验资质的第三方检验机构出具的辅料检验报告书;二是要加强对辅料的检验，尤其是对芽孢菌的检验，避免耐热芽孢菌通过辅料被引入到产品中，从而影响产品质量;三是使用含芽孢或耐热芽孢较多的原料进行生产时，需要适当提高杀菌温度，以保证芽孢菌的杀灭效果。

3.2 生产过程控制

3.2.1 生产环境 在车间的生产环境中，空气中也可能含有蜡样芽孢杆菌，因此要加强对车间环境的控制。原则上，在一切食品生产加工经营的场所都可以安装紫外灯杀菌灯进行空气消毒杀菌。可用于乳制品等的无菌灌装和无菌包装过程。紫外线对芽孢有一定的杀灭作用。韩静等人用照射量为63000μw·s/cm2的紫外线照射10min，对芽孢杀灭率达 99%以上;照射量为 12240μw·s/cm2照射5min，杀灭率达99.9%以上［9］。使用紫外灯进行空气消毒时，最好在紫外灯管上加装反光罩［10］，可以增强对紫外光线的反射作用，同时加强消毒效果。

环境消毒还可以采用臭氧杀菌。在两班之间或下班后开启臭氧机，对生产环境进行臭氧杀菌，同时也要减少与外界的空气对流，保持空气的清洁［11］。定期进行空气暴露实验，监控生产环境的卫生状况。3.2.2 设备和管道的控制 在乳制品的生产过程中，奶罐和加工厂的机械管道等也是耐热芽孢菌的污染渠道。例如生奶中可能受到在奶桶上附着的蜡样芽孢杆菌的污染。蜡样芽孢在生产设备或器具的不锈钢表面具有较强的附着能力，从而易于进入食品而造成污染。因此在生产过程中要增加设备清洗的频率和强度，消除污染的隐患，提高食品的安全性。

3.2.3 二次灭菌控制 巴氏杀菌等措施会将芽孢激活，促使其萌芽成营养体而生长繁殖。因此，原料乳在使用之前可以经过短时间的高温加热，让其营养体生长后，再进行二次灭菌将牛乳中的耐热芽孢菌的营养体杀灭，从而达到杀灭耐热芽孢菌的目的。

如果牛乳经过短时间的高温加热后不马上使用，必须要迅速冷却然后贮藏在0℃～4℃冷藏，避免耐热芽孢菌的营养细胞过度生长而影响牛乳的质量。

3.3 成品检验控制

在正常生产情况下，根据 GB2828抽样系统、AQL确定抽样方案，均匀抽取样品;对抽样产品依据GB4789.26－2003进行商业无菌检测，依据GB4789.14－2003进行蜡样芽孢杆菌检验，参考SN0178－1992和NY/T1331－2007进行嗜热芽孢菌检验。

3.4 新型杀菌技术对耐热菌的控制

3.4.1 热－超声波协同作用(manothermosonication，MTS) 超声波杀菌技术在许多食品中已经得到广泛应用。有报道称，对于牛奶中的假单胞菌和嗜热链球菌，超声波法在温度低于51.7℃时，其空化效应的灭菌效率高［8］。目前有采用超声波和热力同时进行杀菌的新技术，被称为热－超声波协同作用。当对耐热芽孢同时进行超声波和热力处理时，芽孢的耐热性会下降。虽然在加热前进行超声波处理也会使菌的耐热性有所下降［12］，但两种作用同时进行即使用热－超声波协同作用时，其降低效果更大。

3.4.2 热协同超高压处理技术 (High Hydrostatic Pressure，HHP) 采用高静压技术诱导细菌芽孢发芽已是研究者们证实的现象，芽孢发芽后的营养体对压力和热更为敏感，这有利于提高芽孢的杀灭效果［11］。有资料表明，在室温下，对嗜热脂肪芽孢杆菌采用500MPa的高静压处理15min，残存孢子数可下降两个数量级［12］。适当的热处理(45～65℃)有助于高静压对嗜热脂肪芽孢杆菌的杀灭作用，溶菌酶可以降低孢子的耐压性。将预热处理或溶菌酶处理与高静压协同作用，是提高耐压性细菌孢子杀灭率的有效途径［13］。

3.4.3 添加天然食品杀菌防腐剂 天然食品杀菌防腐剂，可以起到抑制或杀灭细菌的效果，还可以避免使用化学防腐剂对人体健康的伤害。天然食品杀菌防腐剂，在多年的研究和应用中均没有发现微生物对其形成抗性，显著提高了食品的安全性。

在乳制品中常添加的天然食品杀菌防腐剂有壳聚糖、ε－聚羧氨酸、乳酸链球菌素(Nisin)等。其中Nisin之所以能抑制细菌的生长及芽孢的萌发是基于其对细胞表面强烈的吸附作用进而引起细胞质的释放而实现的。关于Nisin添加于乳制品中的抑菌作用的研究表明，Nisin对大范围的革兰氏阳性细菌具有较强的抑制作用，尤其可抑制大多数产芽孢梭菌、杆菌以及它们的芽孢，其中嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢对Nisin最为敏感，只需极少量的Nisin(≤2IU/mL)即可被杀死［10］。Nisin添加在消毒奶中解决了由于耐热芽孢繁殖而引起变质的问题，并且只用较低浓度的Nisin便可以使其保质期大大延长，还可以改善牛乳因高温加热而产生的不良气味［9］。

4 展望

为保证牛乳质量，有效地控制耐热菌对产品质量的危害，乳品企业应从原料乳开始就严把质量关，针对耐热菌的污染渠道，在收乳、生产和检验全过程采取有效的预防和控制措施，从而保障产品质量，让消费者喝到安全、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，讲师，研究方向:食品安全及质量控制。