褚少興，劉 艷，解書斌，楊照悅，范素琴，徐澤斌

1 青島明月海藻集團有限公司，海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室，山東青島 266000

2 上海海洋大學，上海 200000

0 引言

乳制品是指以生鮮牛（羊）乳及其制品為主要原料，經加工而制成的各種產品。乳制品根據產品狀態(tài)可分為液體乳（巴氏殺菌乳、滅菌乳、調制乳、發(fā)酵乳等）、乳粉（全脂乳粉、脫脂乳粉、部分脫脂乳粉、調制乳粉、牛初乳粉等）、其他乳制品等。根據品類可分為液體乳類、乳粉類、煉乳類、乳脂肪類、干酪類、乳冰淇淋類、其他乳制品類七類[1]。

乳制品中有優(yōu)質蛋白、豐富維生素和礦物質等，被公認為健康食品。在疫情及后疫情時代，乳制品作為提高免疫力的食品被推上高潮[2]，目前已成為人們日常生活必不可少食品。隨著我國乳制品快速發(fā)展，質量安全問題時有報道，如2001—2004年飲用奶、奶粉中毒事件、2008年“三聚氰胺”事件等，讓消費者對乳制品質量安全的關注度越來越高。在引起乳及乳制品質量安全的眾多因素中，微生物污染對乳制品的影響尤為突出，病原性微生物污染不僅影響奶牛健康，還會產生毒素，影響乳制品的品質。乳制品生產過程中，正常的巴氏殺菌或超高溫瞬殺菌雖可殺死大部分微生物，但微生物產生的耐熱酶具有較強的耐熱性，影響乳及乳制品品質[3]。此外，奶牛飼養(yǎng)抗生素濫用導致微生物耐藥性越來越嚴重[4]。因此，控制微生物污染對乳制品質量安全具有重要意義。

1 乳及乳制品中常見微生物種類

1.1 細菌

1.1.1 食源性致病菌

乳及乳制品中，造成大規(guī)模食源性疾病爆發(fā)的致病菌包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、單增李斯特菌、蠟樣芽孢桿菌、空腸彎曲菌、痢疾桿菌、腸出血性大腸桿菌O157：H7。這些致病菌污染乳制品后會產生大量毒素，食用受污染的乳制品會表現中毒癥狀。國內外發(fā)生多起食用乳制品的中毒事件。1994年美國爆發(fā)由沙門氏菌造成的冰淇淋污染，約22 400 人患病[5]。2000年日本乳業(yè)巨頭“雪印”使用金黃色葡萄球菌污染的脫脂奶粉生產“低脂奶”，導致大規(guī)模食物中毒，有14 789 名中毒者[6]。2010年意大利發(fā)生“藍色奶酪”案，是由病原微生物假單胞菌（Pseudomonadaceae）引發(fā)的食品污染事件，造成了嚴重經濟損失[7]。我國2001—2004年也出現了4 次因食用金黃色葡萄球菌污染牛奶和奶粉而中毒的事件。

1.1.2 嗜冷菌

嗜冷菌是在7 ℃或更低溫度下能生存和繁殖的一類微生物總稱。牛乳中常見嗜冷菌主要為假單胞菌屬和熒光假單胞菌屬。由于生乳一般在4 ℃左右儲存，嗜冷菌很快可形成優(yōu)勢菌群，經過巴氏殺菌（72 ℃，15 s）或超高溫瞬時殺菌（130～150 ℃，3～5 s），嗜冷菌可被殺死，但嗜冷菌產生的耐熱蛋白酶和脂肪酶不易被滅活。經過超高溫瞬時殺菌后，耐熱蛋白酶仍保留一定活性[8]。這些酶在乳制品中會造成產品缺陷，如質構缺陷和風味缺陷。

1.1.3 乳酸菌

乳酸菌是一類能利用碳水化合物產生大量乳酸的細菌總稱。乳酸菌是一類無芽孢、不運動的革蘭氏陽性細菌，廣泛分布在自然界，目前發(fā)現的乳酸菌有18 個屬、共200多種。形狀常見為桿狀和球狀。大部分乳酸菌屬于益生菌，廣泛用于發(fā)酵工業(yè)，例如制造酸乳、乳酸菌飲料、干酪、發(fā)酵果蔬、發(fā)酵肉制品等。乳酸菌通過發(fā)酵產生的有機酸、特殊酶系、酸菌素等物質具特殊生理功能。大量研究標明[9]，乳酸菌能促進機體維持腸道菌群平衡、改善胃腸道功能、抑制有害菌生長、提高機體免疫力、提高抗氧化水平、降低血清膽固醇、維持血壓平衡等。但部分乳酸菌不是益生菌，如李斯特菌。如果乳制品中混入有害乳酸菌，不僅造成產品品質下降，嚴重的還會致病。

1.2 霉菌

霉菌是真菌的一種，形成分枝菌絲，同其他真菌一樣，也有細胞壁，生存方式為寄生或腐生。菌絲生長可進一步發(fā)育為繁殖菌絲，產生孢子。大量菌絲交織成絨毛狀、絮狀或網狀等，稱為菌絲體。菌絲體常呈白色、褐色、灰色或呈鮮艷顏色（菌落為白色毛狀的是毛霉，綠色的是青霉，黃色的是黃曲霉）。通常情況下，乳制品中霉菌屬于有害菌，導致產品腐敗變質，同時產生大量毒素，如黃曲霉毒素等。但個別乳制品發(fā)酵時需要霉菌，如生產卡門培爾（Camembert）干酪、羅奎福特（Roquefort）干酪和青紋干酪[10]。

霉菌生長主要依靠水分、營養(yǎng)供應和溫度，只要這3 個條件都滿足，霉菌可在任何物質上生長。

1.3 酵母菌

酵母菌也是真菌的一種，形狀呈球形、橢圓形或柱形，比細菌要大，且細胞結構有細胞壁、膜、質、核。其特點是核有核膜、核仁和染色體，屬于真核生物。以芽殖或裂殖方式繁殖。乳及乳制品中，酵母菌兼有有益菌和有害菌兩種特性，在不同的產品表現不同。在滅菌乳或酸奶生產中，酵母菌是有害菌，利用乳糖發(fā)酵產生二氧化碳，導致產品脹包，同時產生酒精和酵母味，導致產品風味改變；而生產酸馬奶酒、牛乳酒或乳清酒時，酵母菌則是有益菌。

1.4 噬菌體

噬菌體屬于病毒的一種，是感染細菌、真菌、藻類、放線菌或螺旋體等微生物的病毒總稱，因能引起宿主菌裂解，稱為噬菌體[11]。噬菌體形狀有蝌蚪形、微球形和細桿形，以蝌蚪形多見。噬菌體沒有完整細胞結構，由蛋白外殼和核酸組成，核酸只有一種類型，即DNA或RNA，雙鏈或單鏈，環(huán)狀或線狀。噬菌體侵染細菌過程包括：吸附→注入→復制、合成→組裝→釋放。噬菌體在發(fā)酵乳制品行業(yè)（酸乳、干酪等）危害極大，侵染乳酸菌或酵母菌后，不僅導致發(fā)酵菌發(fā)酵活力大大降低，影響產品質構，還導致蛋白分解產生異味。

2 微生物導致的乳制品質量問題

微生物導致的乳制品質量問題有很多，重點介紹微生物產生毒素造成的安全問題，微生物導致產品腐敗變質（酸敗、腐敗、脹包、產生不良風味），微生物酶造成產品質構和風味變化。

2.1 微生物毒素

乳制品加工過程中，一些食源性致病菌如金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、志賀氏菌、沙門氏菌、大腸桿菌污染乳品后，會產外毒素。霉菌污染乳制品后也會產生毒素，如黃曲霉毒素。乳制品經高溫殺菌后，這些細菌、霉菌被徹底殺死。但死菌分解后產生內毒素，食用后會造成急性食物中毒，臨床表現為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等急性腸胃炎等。

2.2 酸敗和腐敗

乳制品的腐敗變質主要是由于一些分解蛋白質和脂肪的細菌產生蛋白質分解酶，導致乳的組織狀態(tài)變化造成的。乳制品中常見腐敗菌有大腸菌群、假單胞菌屬、莫拉氏菌屬等。真菌主要有酵母菌和霉菌。導致產品酸敗，尤其罐頭食品引起平蓋酸敗的主要是革蘭氏陽性芽孢桿菌，常見的嗜熱脂肪芽孢桿菌、凝膠芽孢桿菌和假單胞菌。

2.3 脹包

乳制品受酵母菌、產氣腸桿菌或其他產氣菌污染，分解乳中碳水化合物產生二氧化碳氣體，導致產品出現脹包或脹罐。

2.4 不良風味

微生物導致乳制品產生不良風味，主要有水果味、苦味、酸敗味、酵母味等。乳制品產生苦味大多數是由微生物代謝產物蛋白酶導致，蛋白酶經酶解酪蛋白形成具有苦味的多肽和氨基酸。霉菌、酵母菌、產氣腸桿菌、芽孢桿菌污染等也會導致乳制品產生不良風味。

2.5 質構變化

乳制品常見質構變化包括水乳分離、乳蛋白凝塊、乳脂肪上浮、發(fā)酵乳粘稠度降低、干酪或酸乳凝乳狀態(tài)差等。

滅菌乳或調制乳常出現蛋白凝塊、水乳分離等現象，經微生物檢測沒有微生物檢出，pH值未發(fā)生明顯變化。但經SDS-PAGE凝膠電泳發(fā)現蛋白產生明顯水解作用，產生較多短肽條帶。再對產品進行蛋白酶活力檢測，檢出酶活力，證明蛋白凝塊、水乳分離主要是耐熱蛋白酶引起。耐熱蛋白酶來源主要是原料乳中嗜冷菌分泌耐熱蛋白酶，另外可能來源于一些增稠劑添加引入，如結冷膠和黃原膠屬于微生物發(fā)酵膠，生產過程會產生耐熱蛋白酶。

嗜冷菌產生耐熱脂肪酶經過超高溫殺菌后，仍保留一定活性，對乳制品的質構和風味造成影響。脂肪酶酶解脂肪產生甘油和游離脂肪酸，導致產品出現不良風味，還可使脂肪球膜相溶形成較大脂肪團浮于乳的表層[12]。

常溫酸奶常出現粘度降低，主要是淀粉被淀粉酶酶解。發(fā)酵乳采用巴氏殺菌時，殺菌溫度偏低，發(fā)酵前巴氏殺菌95 ℃、300 s，發(fā)酵后二次巴氏殺菌75 ℃、30 s?？莶菅挎邨U菌、放線菌、酵母菌產生淀粉酶可耐受巴氏殺菌。淀粉酶主要是原料乳及輔料（白砂糖、乳清蛋白粉等）添加引入。

3 微生物污染乳及乳制品的途徑

3.1 原料乳微生物污染

3.1.1 牛乳自身污染

通常情況下，健康奶牛產出的牛奶可以視為是無菌狀態(tài)。但如果奶牛生病或乳房受微生物侵染，會導致擠出牛奶含大量微生物。

3.1.2 外部環(huán)境導致污染

外部環(huán)境導致原料乳污染主要是擠奶環(huán)節(jié)和儲奶過程。奶牛生長過程中，乳房表面容易受糞便、土壤及草料影響，導致乳頭周邊覆蓋一定量細菌，乳頭容易感染地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌及短小芽孢桿菌等，擠奶前如沒有對乳房周邊環(huán)境進行消毒處理會造成原料乳污染。原料乳擠出后若不能及時降溫，35～37 ℃條件下微生物會快速繁殖。此外，運輸和儲存原料乳的設備清洗不徹底，也會有微生物污染原料乳，導致原料乳品質下降。

3.2 加工環(huán)節(jié)二次污染

加工過程輔料、設備、環(huán)境、包材的使用及人為等因素會造成產品二次污染。輔料（白砂糖、增稠劑、巧克力、谷物粉等）引入微生物，殺菌機的殺菌效果差導致產品中微生物未滅活[13]；灌裝環(huán)境或灌裝設備潔凈度不夠；包材密封效果差；人員未執(zhí)行穿戴和手部清潔要求，均有可能導致微生物污染產品。

4 乳及乳制品中的微生物控制方法

4.1 源頭控制

源頭控制主要包括：（1）做好奶牛衛(wèi)生管理，防止微生物侵染乳房。（2）奶牛飼養(yǎng)及環(huán)境微生物控制，包括水質、飼料、土壤、大氣微生物控制。（3）擠奶員工經洗手和消毒后開始工作。（4）擠奶前采用0.6%次氯酸鈉消毒液對乳房擦拭、3%次氯酸鈉消毒液對乳頭進行20～30 s藥浴消毒。（5）擠奶設備清洗、消毒，可采用推薦程序：清水沖洗→0.5%～1.5%堿液、70～80 ℃清洗→清水沖洗→0.5%～1.5%酸液、45～60 ℃清洗→清水沖洗→蒸汽消毒[14]。

4.2 運輸和儲存控制

4.2.1 運輸控制

運輸控制主要包括鮮奶溫度控制和奶罐車清洗。（1）鮮奶溫度控制，通常情況擠出牛奶快速降溫至0～4 ℃，裝入奶罐車送到乳制品加工廠，運輸過程保證牛奶溫度0～4 ℃。夏季溫度高時可在早晨或傍晚運輸，減少奶溫變化[15]。（2）奶罐車清洗采用CIP五遍清洗法，即常溫水清洗3～5 min→0.8%～1.2%氫氧化鈉溶液、75～80 ℃清洗10～15 min→常溫水清洗3～5 min→0.8%～1.0%硝酸溶液、65～70 ℃清洗10～15 min→常溫水清洗3～5 min→90～95 ℃熱水消毒滅菌5～10 min。奶罐車在春夏季節(jié)溫度升高、微生物容易生長時，應加強清洗頻次。

4.2.2 儲存控制

鮮奶被運到加工廠后，先進儲奶罐，進儲奶罐前進行凈乳、均質和巴氏殺菌，除去雜質和殺滅大部分微生物，延長儲存期。

嗜冷菌在4～7 ℃的平均代時為6～9 h，在 0～2 ℃的平均代時為30 h。原料乳在 6、8、10 ℃儲存30 h， 隨著溫度上升，嗜冷菌數、蛋白酶和脂肪酶活力明顯增加。在低溫2 ℃儲存30 h，嗜冷菌數、蛋白酶和脂肪酶的活力沒有顯著變化。因此，應盡可能降低儲奶溫度至0～2 ℃，抑制微生物生長，同時減少鮮奶儲存時間[16]。

儲奶罐做好清洗和滅菌，春夏季節(jié)氣溫高，應減少儲奶時間、增加清洗頻次和延長滅菌時間。

4.3 生產加工環(huán)節(jié)控制

4.3.1 原料控制

生產花色奶時，通常添加輔料，果汁/果醬、蛋白粉、巧克力、谷物粉、增稠劑、乳化劑等。這些輔料會引入微生物、蛋白酶、芽孢等，因此這些輔料原料入場前質量檢測合格方能使用[17]；使用前將外包裝脫去，內包裝消毒處理，以防投料時引入微生物。

4.3.2 生產過程控制

（1）滅菌條件選擇

選擇合適滅菌方式，中性乳制品可將調配后的料液進行巴氏滅菌激活芽孢，再進行超高溫殺菌，達到商業(yè)無菌目的。同時設定殺菌設備最優(yōu)的滅菌條件。

（2）包材滅菌

無菌冷灌裝產品，尤其是紙盒裝產品，灌裝前包材要經雙氧水及紫外線滅菌，同時定期檢測雙氧水濃度，確定最優(yōu)滅菌濃度；先灌裝再二次滅菌的產品根據產品pH值、滅菌指示菌選擇最優(yōu)滅菌條件。

（3）輔助抑菌劑使用

可根據食品添加劑使用標準 GB 2760-2014，在產品中添加抑菌劑，如乳酸鏈球菌素、溶菌酶、殼聚糖等，抑制微生物生長[18]。

（4）設備清洗滅菌

生產結束后，設備及時進行CIP清洗，即常溫水清洗3～5 min→1%～2%堿溶液、75～80 ℃清洗10～15 min→常溫水清洗5～10 min→1%～2%酸溶液、65～70 ℃清洗10～15 min→常溫水清洗5～10 min→90～95 ℃熱水消毒滅菌5～10 min或采用150～200 ppm氯水清洗10～20 min→清水沖洗5～10 min。

設備管道連接件，如接頭、彎頭、閥門、噴嘴、密封等，建議定期拆下進行消毒滅菌液浸泡清洗，以防CIP清洗不徹底，導致微生物殘留形成菌膜等，影響產品品質[19]。

4.3.3 生產環(huán)境控制

生產環(huán)境包括地板、墻壁、天花板、排水管、空氣，會有微生物滋生。地板、墻壁、天花板和排水管可能因奶漬、冷凝水、污水等未及時清理，給霉菌生長繁殖提供條件?？諝庵衅∠灅友挎邨U菌等微生物、孢子或蚊蟲會造成產品污染[20]。因此環(huán)境中微生物控制至關重要：（1）合理規(guī)劃廠房，制定合理的冷凝水收集和排出設施，防止冷凝水形成。排污管道口，進出口、通風口添加防蚊蟲設施[21]。（2）添加紫外殺菌燈和臭氧發(fā)生器，定期對環(huán)境滅菌。（3）生產結束后及時打掃衛(wèi)生，保持生產環(huán)境潔凈干燥[22]。

4.3.4 人員衛(wèi)生控制

制定良好的人員衛(wèi)生規(guī)范：（1）進車間洗手、消毒程序：工作人員換鞋→穿戴工作服→皂液洗手→清洗→消毒→干手→進入車間；進入潔凈間前需二次更衣并進行洗手和消毒程序。（2）良好的入廁習慣程序：工作人員→換鞋→入廁→皂液洗手→消毒清洗→干手→換鞋。（3）患有膿腫、開放性化膿、割傷、燒傷及皮膚病和呼吸道、消化道傳染病患者，不允許從事原料處理、包裝材料處理和乳制品加工工作。

5 結論

中國乳制品發(fā)展已進入第二個“黃金發(fā)展十年”，乳制品產量穩(wěn)步增長。乳制品質量安全是乳業(yè)發(fā)展的重中之重。影響乳制品質量安全的微生物廣泛存在于自然界，微生物及代謝產物毒素、酶類等對乳及乳制品的安全和品質影響巨大。因此，預防和控制微生物污染對牧場和乳制品加工企業(yè)意義重大。

做好乳及乳制品微生物預防與控制，要建立一整套流程規(guī)范和技術支持服務保障體系，包括奶牛育種、飼養(yǎng)、防疫到乳制品檢測、殺菌、包裝和流通等，是生產安全乳制品的重要保障。

盡管乳制品工業(yè)中微生物的危害時有發(fā)生，但隨著科學技術日新月異的發(fā)展，對于乳制品中微生物的防控策略及技術將會不斷更新和完善，新的微生物快速檢測方法的發(fā)現、天然抑菌劑的發(fā)現和新的殺菌技術的突破，將為乳制品安全生產保駕護航，保障公眾的身體健康。