不同制冷模式对生鲜乳温度、酸度、菌落总数的影响

何 宏，解津刚，刘文华，李建幸，李智星，彭夏雨，魏 勇＊

1 新疆天澳牧业有限公司，新疆奎屯 833200

2 石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000

0 引言

生鲜乳作为乳制品最主要的原材料，其质量好坏直接影响乳制品的品质和安全。生鲜乳在奶牛乳房中基本是无菌的，但从乳房中挤出后由于含有丰富的营养，极易受到环境中微生物的污染，微生物数量会随着制冷时间的延长而出现几何倍数的增加，进而导致酸度降低，品质快速下降。因此新挤出的生鲜乳应尽快冷却到4 ℃及以下[1，2]，以有效抑制微生物的生长繁殖。目前在生鲜乳中检测到的已知微生物种类达到400 多种，选择快速有效的制冷方式成为了保证生鲜乳品质安全的关键，也是乳制品品质管控的最重要环节之一。

目前牧场生鲜乳常规制冷主要有直冷模式、分段式速冷模式[3]。随着牧场规模化程度越来越高，泌乳牛生产水平越来越高，传统的直冷模式制冷时间长，容易造成生鲜乳（温度35～36 ℃）混入制冷好的牛奶（温度2～4 ℃）形成冷、热牛奶混和制冷，导致牛奶酸败、细菌快速繁殖等问题，严重影响生鲜乳品质安全[4]。目前分段式速冷降温方式已逐步成为规模化牧场的首选。本文为了促进牧场对制冷方式的改进和设备的更新换代，针对传统牧场两种不同制冷模式对温度、酸度、菌落总数的相关性进行检测分析，为牧场生鲜乳快速安全高效制冷、保障质量安全提供方案。

1 试验材料与方法

1.1 试验对象

选择6 个规模化牧场，每个牧场奶牛养殖规模1 500～1 800 头，牛只健康状况和生产水平基本一致；项目研究期内各牧场平均气温基本一致（18～21 ℃）；1-3号牧场采用直冷模式进行生鲜乳制冷，4-6号牧场采用二段式速冷模式进行生鲜乳制冷。

1.2 降温模式

直冷模式：生鲜乳制冷采取2 个10 吨直冷式奶罐制冷（4组6P压缩机），进制冷罐前，通过6 m2的板换，采用井水对生鲜乳进行预冷，1 天挤奶3次，每次生鲜乳产量在7 吨左右，每班次生鲜乳制冷到4 ℃需要2.5～3.0 h。

速冷模式：对2 个10 吨直冷式奶罐的压缩机组（4组6P压缩机）通过蒸发板进行集中水制冷（1.0～1.5 ℃）。同样采取2段式制冷方式，第一段采用井水进行预冷，第二段采用冰水（1.0～1.5 ℃）进行降温，采取变频式奶泵和冰水泵进行调节，确保进奶罐的温度在2～4 ℃，1 天挤奶3 次，每次生鲜乳产量在7 吨左右，每班次生鲜乳制冷到4 ℃需要1～3 min。

统计30 天内不同制冷模式能耗水平和生鲜乳按质定价的收益情况，对比两种不同制冷模式下生鲜乳生产的综合效益。

1.3 生鲜乳检测

生鲜乳温度和酸度检测：对不同制冷模式下生鲜乳分别采样，每批次采样3 次，统一由乳品厂在入厂前用FOSS MikoScan FT 1进行生鲜乳的温度和酸度检测，连续检测60 天。

生鲜乳中菌落总数检测：对不同制冷模式下生鲜乳分别采样，每批次采样3 次，统一由乳品厂在入厂前用FOSS BacSomatic菌落计数仪进行生鲜乳的菌落总数检测，连续检测30 天。

2 数据分析

使用Excel对不同制冷模式下生鲜乳温度、酸度、菌落总数检测仪器导出数据进行汇总整理，采用SPSS22.0对数据进行单因素方差分析，结果用X±SEM表示，各组间比较采用LSD法进行多重比较，显著性水平P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。采用双变量相关分析方法对不同制冷模式下温度与酸度、菌落总数的相关性进行分析，显著性T检验（双尾）。

3 结果与分析

3.1 不同制冷模式对生鲜乳温度、酸度和菌落总数的影响

如表1结果所示，采用速冷模式生鲜乳温度可保持在5.12 ℃，极显著低于直冷模式（5.55 ℃，P＜0.01）；速冷模式下酸度（13.47OT）极显著高于直冷模式（12.92OT，P＜0.01）；，同时在菌落总数方面，速冷模式（1.58 CFU/mL）极显著低于直冷模式（4.06 CFU/mL，P＜0.01）。

表1 不同制冷模式对生鲜乳温度、酸度和菌落总数的影响

3.2 不同制冷模式下生鲜乳温度、酸度和菌落总数相关性分析

直冷模式下，温度与酸度、菌落总数以及酸度与菌落总数之间无相关性。在速冷模式下，温度与酸度呈显著弱相关，温度与菌落总数以及酸度与菌落总数之间相关性不明显（表2-4）。

表2 不同制冷模式下生鲜乳温度与酸度相关性分析

表3 不同制冷模式下生鲜乳温度与菌落总数相关性分析

表4 不同制冷模式下生鲜乳酸度与菌落总数相关性分析

3.3 不同制冷模式对生鲜乳生产综合效益的影响

采用速冷模式可以极显著降低能耗水平30%，生鲜乳冷却效率极显著提升。按照生鲜乳按质定价，收购价格平均提高0.1 元/kg，综合效益显著（表5）。

表5 不同制冷模式下综合效益分析

4 讨论

生牛乳在4～5 ℃下冷藏，酸度和pH值在48 h内变化较为平缓，因此尽量缩短生鲜乳离体温度到冷藏温度的时间，减少微生物繁殖的时间，对于提高生鲜乳质量是至关重要的。采用速冷模式可以快速实现生鲜乳温度下降到4 ℃，减少微生物繁殖，保障生鲜乳质量[5]。本研究中，采用速冷模式，生鲜乳温度和菌落总数极显著低于直冷模式，表明速冷模式可以更快地将生鲜乳温度降低至冷储温度并有效维持低温状态，极大地降低了微生物的繁殖速度，从而降低乳中菌落总数。张健等[6]对比了直冷式冷藏罐、冰水冷藏罐和速冷设备三种冷却方式对生鲜乳冷却效率的影响，结果表明，速冷设备可以极大地提升生鲜乳的冷却时间和效率。徐晓婕等[7]的研究结果显示，采用速冷设备可以显著降低生鲜乳储运过程中的菌落总数，提升乳品质。以上结果与本文研究一致，说明采用速冷模式更加有利于生鲜乳质量的保障。

牛奶酸度是牛奶质量的一个重要指标，一般用总酸度表示，包括自然酸度和发酵酸度。正常情况下，新鲜挤出的牛奶是呈弱酸性。如果酸度偏高，说明牛奶受微生物影响的程度更高；酸度偏低，则表示牛奶更新鲜。所以，酸度是一个代表牛奶新鲜程度的理化指标，通过它可以评判出牛奶的新鲜程度[8]。酸度过高或过低均不利于生鲜乳的质量，在实际生产中，一般认为13～15OT为最理想的酸度，对于生鲜乳风味的保持效果最佳[9]。《GB 19301—2010 食品国家安全标准 生乳》中对生鲜乳的酸度限定范围是12～18OT，过高表示乳中微生物数量大大增加，导致酸败；过低则表示乳品异常。本研究中速冷模式下酸度极显著高于直冷模式，但二者均在国标范围内，提示虽然两种冷却模式均可以使生鲜乳酸度维持在国标范围内，但结合乳中菌落总数，速冷模式更有利于生鲜乳质量的维持。

此外，从综合效益分析来看，在实际应用中采用速冷设备可以在1～3 min内将生鲜乳温度降至4 ℃左右，一方面大大提升了牛奶冷却效率，同时降低了能耗水平，一般而言，采用速冷模式其能耗水平比直冷模式降低30%以上，节省了生鲜乳生产成本。在生鲜乳质量保障方面，速冷模式可以提升和维持生鲜乳储运过程中的质量，降低乳中菌落总数，按照目前生鲜乳收购按质定价的要求，平均可提升0.1 元/kg的销售价。此外采用速冷设备对电、水的要求比较低，设备稳定性好，基本免维护，可以降低牧场生鲜乳冷却设备的投入，同时由于速冷模式采用的是自动化软件程序，实际应用中操作更加便捷稳定，对于牧场而言，综合效益十分显著。

5 小结

总之，乳品质量安全是奶业的“生命线”，而生鲜乳的质量安全是乳品的第一车间，直接关系到百姓健康和社会稳定。随着政府监管力度的加强和优质乳工程的实施，国家对生鲜乳冷链储运环节监管将更加严格，应用速冷技术可以在提高生鲜乳冷链储运质量的同时，极大地提升冷却效率，提高牧场综合经济效益，适合在规模化牧场推广使用。