文/楊懷谷　鄭　楠　王加啟

﹝1農業(yè)部奶產品質量安全風險評估實驗室（北京）；2農業(yè)部奶及奶制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（北京）；3中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室﹞

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農業(yè)部奶產品質量安全風險評估實驗室（北京）；2農業(yè)部奶及奶制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（北京）；3中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室﹞

巴氏殺菌乳和超高溫滅菌乳是現今市面上銷售的主要液態(tài)奶品種。從加工技術、營養(yǎng)及安全、市場現狀、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、調查數據得出基本結論，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。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，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、能量、維生素、礦物質，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。經過長時間的科學試驗和實踐摸索，現今全世界范圍已形成較為統(tǒng)一的生產規(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，人們飲用純天然的生鮮乳，這是獲取牛奶營養(yǎng)物質最直接、便捷的方式。有調查研究表明，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（表1）［3，4］。這些物質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、產氣莢膜梭菌等［5］。據報道，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）的應用，這一數值現已降低至1%以下［6］。如今在美國境內報道的一些牛奶相關危害事件，主要也是發(fā)生在那些允許市場銷售生鮮乳的州內［6］。由于在奶牛養(yǎng)殖、擠乳等整個生產環(huán)節(jié)中，生鮮乳不可避免地會被內源或外源因素污染，所以熱處理技術的應用，能夠消除許多潛在的風險，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及含量

巴氏殺菌技術是由法國人路易·巴斯德所創(chuàng)，最開始被應用在酒制造工藝上，后經不斷改進完善，也用于其它諸多食品加工領域。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。病原菌本身不耐熱，所有的病原微生物在一定溫度范圍內（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源酶之一，它的耐熱性比無芽孢致病菌更強。經測定，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≤10 CFU/mL）。因此，超高溫滅菌乳的保質期可以延長至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

現今市售的液態(tài)奶有許多不同的品牌和風味，但既然其本質核心是牛奶，那么評價優(yōu)劣的標準應從口味回歸到營養(yǎng)價值這一科學層面。哪種品質的牛奶最營養(yǎng)、安全、可靠，自然也是消費者最為關心的問題。牛奶熱加工過程中受到的損害主要有3 方面：蛋白質變性、美拉德反應、乳糖異構化。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)物質在熱加工后的變化情況［7，8］。可見，相比于UHT工藝，巴氏殺菌對牛奶的營養(yǎng)活性破壞較小，除少數特別熱敏感的物質外，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)分解蛋白質和脂肪，造成牛奶品質的緩慢下降［10］。因此，在保質期內儲存時間越長的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（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（Maillard Reaction），進而生成一系列使牛奶“褐變”的副產物。這不但影響了牛奶的外觀，而且會降低乳蛋白、氨基酸的生物學價值，部分物質（如糠氨酸）還可能對人體有潛在的危害［11］。從表3中牛奶熱處理所產生的副產物含量來看，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、脂肪球膜蛋白產生巰基基團，乃至釋放硫化氫等揮發(fā)物質，會導致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、微濾結合熱加工技術、Pure-LacTM系統(tǒng)、填充CO2技術等。其中部分工藝（如微濾膜技術）已經取得了不錯的生產實踐效果。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生產高品質巴氏殺菌乳。隨著各項技術和生產工藝的不斷完善，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］。這些副產物在生鮮乳中含量很低，但經過加熱后含量會有一定程度的升高。根據前人研究報道，若液態(tài)奶中糠氨酸濃度低于12 mg/100 g蛋白質，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，則為正常UHT乳［17］；而當巴氏殺菌乳或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原乳。為了判別在液態(tài)奶中是否存在摻入復原乳的情況，《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復原乳的鑒定》（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，通過全面動態(tài)地監(jiān)測市場上不同種類液態(tài)奶產品，可以防止UHT乳頂替巴氏殺菌乳的現象發(fā)生，切實保障消費者的權益。

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)質乳工程

2000年之前，我國各大中城市供應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期短這一現實問題，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（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象，這是如今市面上UHT乳占據主導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（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），良好的養(yǎng)殖環(huán)境，從而能生產出大量的優(yōu)質原料乳；另外，合理且周密的加工工藝，確保了其優(yōu)質牛奶的供應；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，食品良好生產規(guī)范）和HACCP體系（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析關鍵控制點）已廣泛在液態(tài)奶生產中建立和推廣。美國早在1924年就頒布了PMO優(yōu)質乳條例，至今已修訂39 版。優(yōu)質乳標識是要求在每1 盒乳制品包裝上都標注有原料乳的質量等級，供消費者自主選擇。

而在中國，優(yōu)質乳制度尚未完整地建立起來。牛奶品質和質量安全的保障，是發(fā)達國家奶產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)質乳工程，利國利民，也任重道遠。

5　結論

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乳表現得更為全面。但由于現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)新技術去解決這一難點。

我國奶業(yè)發(fā)展至今，既經歷了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業(yè)的發(fā)展瓶頸，亟需尋找到適合自身轉型和發(fā)展的新途徑。美國、歐盟等奶業(yè)發(fā)達地區(qū)的實踐經驗和模式為我們提供了很好的借鑒和參照［23］。近年來，經過多方面的努力，我國奶牛集約化養(yǎng)殖、生鮮乳質量等方面已經有了長足的進步。中國奶產品質量安全調查評估表明，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（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）。

目前的現實情況是，一方面我國正在加速追趕國際優(yōu)質奶產品的步伐，另一方面進口奶產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、關鍵階段。正視差距、解決難題、突破瓶頸、面對未來，是政府機構、奶業(yè)科研團隊、企業(yè)都應該有的行為和擔當。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生產，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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荷蘭漂浮農場本月開工停靠港口提供牛奶

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

中鼎聯(lián)合股東質押1 000 萬股用于公司貸款

【本刊輯】 6月20日，中鼎聯(lián)合發(fā)布股權質押公告。報告顯示，公司股東北京國源聚眾投資管理有限公司質押1 000 萬股，占公司總股本2.20%。在本次質押的股份中，1 000 萬股為有限售條件股份，0 股為無限售條件股份。質押期限為2016年6月16日起至2018年6 月17日止。股權質押用于公司貸款，融資金額3 500 萬元。本次質押不會對公司的生產經營產生重大影響，不會導致公司控股股東或實際控制人發(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，日產生鮮奶約450 噸。

中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAS12）；公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項項目“生鮮乳質量安全評價技術與生產規(guī)程”（201403071）；現代農業(yè)產業(yè)技術體系專項資金（nycytx-04-01）；生鮮乳質量安全風險評估專項】

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

鄭楠（1980-），女，副研究員，博士，從事牛奶質量安全與風險評估工作。

2016-03-15）