浅析学生饮用奶团体标准“巴氏杀菌乳”及新技术应用建议

柴懿

（天津科技大学，天津 300222）

国家“学生饮用奶计划”是2000年由农业部、教育部等七部委局联合推广实施的一项国家营养干预计划，其旨在通过向在校中小学生课间提供一份优质牛奶，以提高他们的身体素质并培养他们合理的膳食习惯。到2021年全国学生饮用奶生产企业已达124家，日处理生乳总能力5万多t；学生饮用奶奶源基地353家，日均生产生乳1.2万多t。2020-2021学年，全国学生饮用奶日均供应量2 500余万份，惠及3 000多万名中小学生，覆盖全国7万多所学校[1]。

党中央、国务院高度重视学生营养健康和国家“学生饮用奶计划”的发展。2018年，《国务院办公厅关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见》明确提出要“大力推广国家学生饮用奶计划，增加产品种类，扩大覆盖范围”；2019年，《国务院关于实施健康中国行动的意见》发布，强调青少年学生是祖国的未来，要努力培养学生健康生活方式、提高他们的健康素养，实施“健康中国”战略；近期发布的《中国居民膳食指南（2022）》，推荐摄入奶制品量提升至每天300～500g。

中国奶业协会制定并发布学生饮用奶“巴氏杀菌乳”等团体标准是贯彻落实《国务院关于实施健康中国行动的意见》《国务院办公厅关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见》的具体举措。学生饮用奶巴氏杀菌乳团体标准通过明确产品加工工艺、提高产品营养指标，保障学生饮用奶“巴氏杀菌乳”产品的安全、营养和执行规范。

1 标准加工工艺要求的科学性和先进性

学生饮用奶巴氏杀菌乳团体标准（T/DACS003-2022）明确了产品工艺要求，也是迄今为止在国内唯一提出工艺条件限定的乳制品产品行业团体标准。

该标准要求，学生饮用奶巴氏杀菌乳（School Milk - Pasteurized Milk）是仅以生牛乳为原料加工，采用巴氏杀菌工艺，经冷却、灌装等工序制成的液体学生饮用奶产品。巴氏杀菌工艺系采用至少72℃/15s、63℃/30min，或可获得相同效果的其他温度和时间组合的热处理方式来有效杀灭病原性微生物，同时可最低程度地减少牛乳化学、物理以及感官变化[2]。

笔者比较了几个奶业发达国家巴氏杀菌乳相关的法规标准（表1）发现，该工艺条件与欧盟法规委颁布的《动物源性食品的特定卫生规则2006》要求完全一致。众所周知，欧盟是对食品安全要求最严的地区之一，并且对乳制品加工，特别是巴氏乳的加工具有百年以上的传统和经验，采纳和应用欧盟相关法规的要求，无疑代表着更科学、更严谨、更安全的加工工艺。

表1 各国巴氏杀菌工艺要求

国际乳制品联合会（IDF）2022年4月公告（2022-516）“牛奶的热处理”也提到高温短时杀菌处理，即72℃/15s工艺条件可以有效杀灭牛奶中的致病菌，并可有效保留牛奶中固有的营养成分，适用于直接饮用乳制品和奶酪的加工热处理[3]。

学生饮用奶巴氏杀菌乳团体标准要求生产企业在产品包装标注“热处理温度和时间”，这也是国内的“首创之举”，有利于监管部门的监督，有利于消费者的知情，有利于标准执行的规范统一。

可见学生饮用奶巴氏杀菌乳工艺要求具有合理的科学性和领先于国内行业标准的先进性，对乳制品加工的未来发展方向具有积极的影响和带动作用。

2 标准强化了学生饮用奶“安全”特性

国家“学生饮用奶计划”一直遵循“安全、营养、方便、价廉”的方针，将“安全”放在首位，学生饮用奶巴氏杀菌乳团体标准从原料、加工等方面强化了学生饮用奶的“安全”特性。

2.1 原料奶要求

原料奶符合学生饮用奶生牛乳T/DAC 003的规定，经与欧盟、中国奶业D20团体标准及食品安全国家生乳标准对比（表2），学生饮用奶生牛乳微生物限量和体细胞等直接影响产品质量安全的指标远远高于国家标准和行业团体标准要求，并在耐热性微生物要求方面领先于欧盟标准。

2.2 提出了“巴氏杀菌前生乳菌落总数≤3×105 CFU/mL”的要求

为满足此要求，对原料奶的生产管理和质量控制提出了较高的要求，从奶牛养殖、到生鲜乳运输到加工前的一系列环节都更加严格的控制，即需要牛只更健康，生牛乳从挤出到加工前需要更严格的冷藏条件，更短的贮存时间，以减少贮存和加工环节造成的污染和微生物的繁殖，保障原料乳新鲜、营养和安全。

2.3 设定了热处理评价指标

通过对碱性磷酸酶（ALP）活性的检测，以判断热处理强度是否符合72℃/15s工艺条件的要求。碱性磷酸酶是天然存在于所有生奶中的酶，是乳牛细胞代谢产物，它主要缔合在生鲜牛奶的乳脂球膜上，其生化作用是将具磷酸丝氨酰基的酪蛋白和磷脂等有机磷酸化合物酶解成磷酸及原来与磷酸相结合的有机单体，其活度受乳牛饲料条件、泌乳状况、产乳量及产奶季节的影响。活度保持的最佳pH值为9.65～10.1，在这个范围内可以维系生鲜牛奶中酶促反应的动态平衡。生鲜牛乳中碱性磷酸酶的热稳定性大于牛奶中可能存在的病原体的热稳定性，牛奶巴氏杀菌加热强度为63℃/30min或72℃/15s，无芽孢致病微生物可全部杀死，并将使ALP酶失去活性，因此ALP酶可作为巴氏灭菌牛奶产品安全性的指针[8]。最近，欧盟和美国都采用荧光法测定牛奶中的碱性磷酸酶ALP活性，作为自己检查和巴氏消毒牛奶标准官方控制的参考方法，指标并已降至350 mU/L以下（表3）。迄今为止，这种方法是最有效和最可靠的方法。

表3 学生饮用奶巴氏杀菌乳热处理评价指标

3 标准提高了“营养”指标要求

2020年我国生鲜乳、乳制品抽检合格率均达到99%以上，乳蛋白、乳脂肪和菌落总数的抽检平均值分别为3.27g/100g、3.78g/100g和14.64万CFU/mL，远高于《食品安全国家标准 生乳》（GB 19301—2010）要求水平。体细胞数抽检平均值27.53万个/mL，优于欧盟标准[9]。

在此背景下，学生饮用奶巴氏杀菌乳团体标准对产品的理化指标要求更高，已经远远领先于食品安全国家标准（表4），为学生可以提供更加有益的营养物质。乳脂肪作为牛奶的主要成分之一，提供的热量约占牛乳总热量的一半，所含的卵磷脂能大大提高大脑的工作和学习效率。牛奶蛋白作为一种优质的蛋白质来源，含有大量人体必需氨基酸，可以更大程度地刺激肌增长蛋白的合成，更好地为肌增长提供能量，帮助学生健康成长。

表4 学生饮用奶团体标准与国家标准（营养成分）要求对比

4 新技术在巴氏杀菌学生饮用奶加工应用的建议

任何杀菌方式都受一定的杀菌效率的影响，如果能够在巴氏杀菌前通过分离除菌或微滤除菌技术去除一部分生牛奶中的微生物，则可以大大提高杀菌效率，并且有效保留牛奶的营养成分，增加学生饮用奶的产品安全性和营养价值。

4.1 除菌分离技术

上海乳业生物工程技术研究中心进行了离心除菌技术实验，将不同来源的原料乳，在4 800r/min、处理量25t/h条件下，进行离心除菌（表5）。结果样品1～9的原料乳在相同的离心条件下，离心除菌后细菌总数可以降低一个以上数量级，且随着乳中细菌总数的增多，离心效果越明显。当乳细菌总数接近或者超过3.0×105时，离心除菌效率超过94%，可以降低1.2 以上数量级[11]。可见，离心除菌去除原料乳中的细菌是可行的，尤其是原料乳中细菌总数较高时，更显示其优越性。

表5 离心除菌对原料乳细菌总数的影响

4.2 微滤技术

微滤技术可以有效去除乳中的细菌、微粒及其他微粒子等，目前已经获得乳制品加工研究机构和生产企业的认可，并已投入工业化生产应用。试验证明，在孔径1.4µm、错流速率5m/s、浓缩比（VCR）为20、过膜压力（TMP）在130～150KPa、过滤温度（50+/-5）℃的技术参数下，微滤膜滤除细菌截留率可以达到99.94%[12]。

4.3 分离除菌技术和微滤除菌技术对比及关键控制点

分离除菌与微滤除菌技术各有特点，其优缺点见表6。

表6 分离除菌技术和微滤除菌技术的优缺点

分离除菌技术和微滤除菌技术的巴氏杀菌工艺流程基本相同，如图1所示。

图1 巴氏杀菌工艺流程

分离除菌技术和微滤除菌技术巴氏杀菌工艺的关键控制点需要引起注意。牛奶中脂肪球的颗粒直径在0.1～22µm之间，基本覆盖了乳中所有细菌的尺寸大小，会严重影响除菌滤过效果。因此在经过分离除菌或微滤除菌之前都应将乳脂肪分离出来，稀奶油和脱脂乳要分别处理。主要关键控制点有如下5点：

（1）生牛奶预热（40～50℃）后经分离机分理出稀奶油和脱脂奶；

（2）稀奶油经短时杀菌处理（80～85℃ /15s）；

（3）脱脂奶经分离除菌或微滤系统过滤除菌；

（4）杀菌后的稀奶油和除菌后的脱脂奶混合标准化处理，经10～25Mpa均质；

（5）巴氏杀菌72℃/15s，迅速冷却到0～6℃灌装、贮存。

中国奶业协会《学生饮用奶 巴氏杀菌乳》团体标准从原料奶、加工工艺及营养成分等方面提出了严格的要求，一些新技术，如除菌分离技术和膜过滤技术的应用，将从技术角度更好地保证学生饮用奶的产品安全和营养保持，保障学生饮奶安全和营养均衡。《学生饮用奶 巴氏杀菌乳》团体标准的实施和新技术的应用可以在全国起到示范作用，进而推动我国巴氏牛奶加工技术水平的整体提升。