第六章乳中微生物及原料乳质量的控制

第六章乳中微生物及原料乳质量的控制第一节乳中微生物的来源和生长（二）酵母•乳与乳制品中常见的酵母有酵母属的脆壁酵母（Sacharfrahilis）、毕赤氏酵母属（Pichia）的膜醭毕赤氏酵母（P.membranefaeiens）、德巴利氏酵母属的汉逊氏酵母（Deb.hansenii）和圆酵母属及假丝酵母属等。•脆壁酵母能使乳糖形成酒精和二氧化碳。该酵母是生产牛乳酒、酸马奶酒的珍贵菌种。乳清进行酒精发酵时常用此菌。•毕赤氏酵母能使低浓度的酒精饮料表面形成干燥皮膜，故有产膜酵母之称。膜醭毕赤氏酵母主要存在于酸凝乳及发酵奶油中。•汉逊氏酵母多存在于干酪及乳房炎乳中。•圆酵母属是无胞子酵母的代表。能使乳糖发酵，污染有此酵母的乳和乳制品，产生酵母味，并能使干酪和炼乳罐头膨胀。•假丝酵母属的氧化分解力很强。能使乳酸分解形成二氧化碳和水。由于酒精发酵力很高，因此，也用于开菲乳（Kefir）和酒精发酵。（三）霉菌•牛乳及乳制品存在主要霉菌有根霉、毛霉、曲霉、青霉、串珠霉等，大多数（如污染于奶油、干酪表面的霉菌）属于有害菌。与乳品有关的主要有白地霉、毛霉及根霉属等如生产卡门培尔（Camembert）干酪、罗奎福特（Roguefert）干酪和青纹干酪时依靠霉菌。（四）噬菌体（bacteriophage）•噬菌体是侵入微生物中病毒的总称，故也称细菌病毒。它只能生长于宿主菌内，并在宿主菌内裂殖，导致宿主的破裂。当乳制品发酵剂受噬菌体污染后，就会导致发酵的失败，是干酪、酸奶生产中很难解决的问题。三、鲜乳存放期间微生物的变化•1．牛乳在室温贮藏时微生物的变化•新鲜牛乳在杀菌前期都有一定数量的、不同种类的微生物存在，如果放置在室温（10～21℃）下，乳液会因微生物的活动而逐渐变质。室温下微生物的生长过程见图6-1，可分为以下几个阶段：（1）抑制期•新鲜乳液中均含有抗菌物质，其杀菌或抑菌作用在含菌少的鲜乳中可持续36h（在13～14℃）；若在污染严重的乳液中，其作用可持续18h左右。在此期间，乳液含菌数不会增高，若温度升高，则抗菌物质的作用增强，但持续时间会缩短。因此，鲜乳放置在室温环境中，一定时间内不会发生变质现象。（2）乳链球菌期•鲜乳中的抗菌物质减少或消失后，存在乳中的微生物即迅速繁殖，占优势的细菌是乳酸链球菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白分解菌等，其中以乳酸链球菌生长繁殖特别旺盛。乳链球菌使乳糖分解，产生乳酸，因而乳液的酸度不断升高。如有大肠杆菌繁殖时，将有产气现象出现。由于乳的酸度不断地上升，就抑制了其它腐败菌的生长。当酸度升高至一定酸度时（pH4.5），乳酸链球菌本身生长受到抑制，并逐渐减少。这是有乳凝块出现。（3）乳酸杆菌期•pH下降至6左右时，乳酸杆菌的活动力逐渐增强。当pH继续下降至4.5以下时，由于乳酸杆菌耐酸力较强，尚能继续繁殖并产酸。在此阶段乳液中可出现大量乳凝块，并有大量乳清析出。（4）真菌期•当酸度继续升高至pH3.5～3时，绝大多数微生物被抑制甚至死亡，仅酵母和霉菌尚能适应高酸性的环境，并能利用乳酸及其他一些有机酸。由于酸的被利用，乳液的酸度会逐渐降低，使乳液的pH不断上升接近中性。（5）胨化菌期•当乳液中的乳糖大量被消耗后，残留量已很少，适宜分解蛋白质和脂肪的细菌生长繁殖，这样就产生了乳凝块被消化、乳液的pH逐渐提高向碱性方向转化，并有腐败的臭味产生的现象。这时的腐败菌大部分属于芽孢杆菌属、假单孢菌属以及变形杆菌属。2．牛乳在冷藏中微生物的变化•在冷藏条件下，鲜乳中适合于室温下繁殖的微生物生长被抑制；而嗜冷菌却能生长，但生长速度非常缓慢。这些嗜冷菌包括：假单孢杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、克雷伯氏杆菌属和小球菌属。•冷藏乳的变质主要在于乳液中的蛋白质、脂肪分解。多数假单孢杆菌属中的细菌均具有产生脂肪酶的特性，这些脂肪酶在低温下活性非常强并具有耐热性，即使在加热消毒后的乳液中，还有残留脂酶活性。而低温条件下促使蛋白分解胨化的细菌主要为产碱杆菌属、假单孢杆菌属。四、微生物的生长引起乳品变质•乳和乳制品是微生物的最好培养基，所以牛乳被微生物污染后不及时处理，乳中的微生物就会大量繁殖，分解糖、蛋白质和脂肪等产生酸性产物、色素、气体，有碍产品风味及卫生的小分子产物及毒素，从而导致乳品出现酸凝固、色泽异常、风味异常等腐败变质现象，降低了乳品的品质与卫生状况，甚至使其失去食用价值。因此，在乳品工业生产中要严加控制微生物污染和繁殖。乳品变质种类及相关微生物见表6-1。表6-1乳及乳制品的变质类型与相关微生物乳制品类型变质类型微生物种类变酸及酸凝固乳球菌、乳杆菌属、大肠菌群、微球菌属、微杆菌属、链球菌属蛋白质分解假单胞菌属、芽胞杆菌属、变形杆菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、产碱杆菌属、微球菌属等脂肪分解假单胞菌、无色杆菌、黄杆菌属、芽胞杆菌、微球菌属产气大肠菌群、梭状芽胞杆菌、芽胞杆菌、酵母菌、丙酸菌鲜乳与市售乳变色类蓝假单胞菌（灰蓝致棕色）、类黄假单胞菌（黄色）、荧光假单胞菌（棕色）、黏质沙雷氏菌（红色）、红酵母（红色）、玫瑰红微球菌（红色下沉）、黄色杆菌（变黄）变黏稠黏乳产碱杆菌、肠杆菌、乳酸菌、微球菌等产碱产碱杆菌属、荧光假单胞菌鲜乳与市售乳变味蛋白分解菌产生腐败味，脂肪分解菌产生酸败味，球拟酵母（变苦），大肠菌群（粪臭味），变形杆菌（鱼腥臭）产酸缓慢、不凝乳菌种退化，噬菌体污染，抑菌物质残留酸奶产气、异常味大肠菌群、酵母、芽胞杆菌膨胀成熟初期膨胀：大肠菌群（粪臭味）成熟后期膨胀：酵母菌、丁酸梭菌表面变质液化：酵母、短杆菌、霉菌、蛋白分解菌软化：酵母、霉菌表面色斑烟曲霉（黑班）、干酪丝内孢霉（红点）扩展短杆菌（棕红色斑），植物乳杆菌（铁锈班）霉变产毒交链孢霉、曲霉、枝孢霉、丛梗孢霉、地霉、毛霉和青霉干酪苦味成熟菌种过度分解蛋白、酵母，液化链球菌、乳房链球菌凝块、苦味枯草杆菌、凝结芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌淡炼乳膨听厌氧性梭状芽胞杆菌膨听炼乳球拟酵母、球似贺酵母、丁酸梭菌、乳酸菌、葡萄球菌黏稠芽胞杆菌、微球菌、葡萄球菌、链球菌、乳杆菌甜炼乳钮扣状物葡萄曲霉（Asp.repens）、灰绿曲霉、烟煤色串孢霉、黑丛梗孢霉、青霉等表面腐败酸败腐败假单孢菌、荧光假单胞菌、梅实假单菌、沙雷氏菌酸腐节卵孢霉（脂酶作用）变色紫色色杆菌、玫瑰色微球菌、产黑假单孢菌奶油发霉枝孢霉、单孢枝霉、交链孢霉、曲霉、毛霉、根霉等第二节原料乳的质量保障–原料乳的质量好坏是影响乳制品质量的关键，只有优质原料乳才能保证优质的产品。为了保证原料乳的质量，挤出的牛乳在牧场必须立即进行过滤，冷却等初步处理，其目的是除去机械杂质并减少微生物的污染。一、过滤与净化•1．过滤牧场在没有严格遵守卫生条件下挤乳时，乳容易被大量粪屑、饲料、垫草、牛毛和蚊蝇等所污染。因此挤下的乳必须及时进行过滤。所谓过滤就是将液体微粒的混合物，通过多孔质的材料（过滤材料）将其分开的操作。•凡是将乳从一个地方送到另一个地方，从一个工序到另一个工序，或者由一个容器送到另一个容器时，都应该进行过滤。过滤的方法，除用纱布过滤外，也可以用过滤器进行过滤。过滤器具、介质必须清洁卫生，如及时用温水清洗，并用0.5%的碱水洗涤，然后再用清洁的水冲洗，最后煮沸10～20min杀菌。2．净化•原料乳经过数次过滤后，虽然除去了大部分的杂质，但是，由于乳中污染了很多极为微小的机械杂质和细菌细胞，难以用一般的过滤方法除去。为了达到最高的纯净度，一般采用离心净乳机净化。•离心净乳就是利用乳在分离钵内受强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。离心净乳机的构造与奶油分离机基本相似。只是净乳机的分离钵具有较大聚尘空间，杯盘上没有孔，上部没有分配杯盘。没有专用离心净乳机时，也可以用奶油分离机代替，但效果较差。现代乳品厂，多采用离心净乳机。但普通的净乳机，在运转2～3h后需停车排渣，故目前大型工厂采用自动排渣净乳机或三用分离机（奶油分离、净乳、标准化），对提高乳的质量和产量起了重要的作用。二、冷却•净化后的乳最好直接加工，如果短期贮藏时，必须及时进行冷却，以保持乳的新鲜度。•1．冷却的作用则挤下的乳温度约36℃左右，是微生物繁殖最适宜的温度，如不及时冷却，混入乳中的微生物就会迅速繁殖，使乳的酸度增高，凝固变质，风味变差。故新挤出的乳，经净化后须冷却到4℃左右以抑制乳中微生物的繁殖。冷却对乳中微生物的抑制作用见表6-2。表6-2乳的冷却与乳中细菌数的关系（细菌数：个/mL）贮存时间刚挤出的乳3h6h12h24h冷却乳11500115008000780062000未冷却乳11500185001020001140001300000•由上表看出，未冷却的乳其微生物增加迅速，而冷却乳则增加缓慢。6～12h微生物还有减少的趋势，这是因为低温和乳中自身抗菌物质——乳烃素（拉克特宁，Lactenin）使细菌的繁育受到抑制。•新挤出的乳迅速冷却到低温可以使抗菌特性保持较长的时间。另外，原料乳污染越严重，抗菌作用时间越短。例如，乳温10℃时，挤乳时严格执行卫生制度的乳样，其抗菌期是未严格执行卫生制度乳样的2倍。因此，刚挤出的乳迅速冷却，是保证鲜乳较长时间保持新鲜度的必要条件。通常可以根据贮存时间的长短选择适宜的温度（表6-3、图6-2）。表6-3牛乳的贮存时间与冷却温度的关系乳的贮存时间（h）6～1212～1818～2424～36应冷却的温度（℃）10～88～66～55～4106CFU/mL•图6-2贮藏温度对原料奶中细菌生长的影响2．冷却的方法•（1）水池冷却将装乳桶放在水池中，用冷水或冰水进行冷却，可使乳温度冷却到比冷却水温度高约3～4℃左右。为了加速冷却，需经常进行搅拌，并按照水温进行排水和换水。池中水量应为冷却乳量的4倍，水面应没到奶桶颈部，有条件的可用自然长流水冷却（进水口在池下部，冷却水由上部溢流）。每隔3d清洗水池一次，并用石灰溶液进行消毒。水池冷却的缺点是冷却缓慢、消耗水量较多，劳动强度大、不易管理。（2）冷却罐及浸没式冷却器•这种冷却器可以插入贮乳槽或奶桶中以冷却牛乳。浸没式冷却器中带有离心式搅拌器，可以调节搅拌速度，并带有自动控制开关，可以定时自动进行搅拌，故可使牛乳均匀冷却，并防止稀奶油上浮。适合于奶站和较大规模的牧场。（3）板式热交换器冷却牛乳•乳流过冷排冷却器与冷剂（冷水或冷盐水）进行热交换后流入贮乳槽中。这种冷却器，构造简单，价格低廉，冷却效率也比较高，目前许多乳品厂及奶站都用板式热交换器对乳进行冷却。板式热交换器克服了表面冷却器因乳液暴露于空气而容易污染的缺点，用冷盐水作冷媒时，可使乳温迅俳档4℃左右。三、贮存•1．贮存要求为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳贮存量。一般工厂总的贮乳量应根据各厂每天牛乳总收纳量、收乳时间、运输时间及能力等因素决定。一般贮乳罐的总容量应为日收纳总量的2/3～1。而且每只贮乳罐的容量应与每班生产能力相适应。每班的处理量一般相当于两个贮乳罐的乳容量，否则用多个贮乳罐会增加调罐、清洗的工作量和增加牛乳的损耗。贮乳罐使用前应彻底清洗、杀菌、待冷却后贮入牛乳。•每罐须放满，并加盖密封。如果装半罐，会加快乳温上升，不利于•原料乳的贮存。贮存期间要定时搅拌乳液防止乳脂肪上浮而造成分布不•均匀。24h内搅拌20min，乳脂率的变化在0.1%以下（图6-3）。冷却•后的乳应尽可能保持低温，以防止温度升高保存性降低。•贮乳设备一般采用不锈钢材料制成，并配有适当的搅拌机构。10吨•以下的贮藏罐多装于室内，分为立式或卧式；大罐多装于室外，带保温•层和防雨层，均为立式。贮乳罐外边有绝缘层（保温层）或冷却夹层，•以防止罐内温度上升。贮罐要求保温性能良好，一般乳经过24h贮存•后，乳温上升不得超过2～3℃。图6-3贮奶仓•2．乳在贮存过程中的变化原料乳的成分组成、特性及质量的变化会直接影响加工过程以及最终产品的组成和质量，乳在一个大的贮存罐中混合会发生以下变化。（1）微生物的繁殖•乳在奶罐中微生物质量变化主要取决于嗜冷菌的生长。生产之前，如果乳中细菌数超过5105个/mL时，就