巴氏殺菌對原料羊乳衛生質量的影響

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(陜西師范大學食品工程與營養科學學院,陜西西安 710062)

巴氏殺菌對原料羊乳衛生質量的影響

李龍柱,張富新*,葛萍，侯院林，杜遠華，于玲玲

(陜西師范大學食品工程與營養科學學院,陜西西安 710062)

本文就巴氏殺菌條件對原料羊乳和貯存過程中巴氏殺菌羊乳的菌落總數和大腸菌群變化規律進行研究。不同污染程度的原料羊乳分別在63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s下處理,乳樣中菌落總數和大腸菌群變化差異極為顯著(p<0.05)。隨著巴氏殺菌強度的增大,污染程度相同乳樣的巴氏殺菌效率依次增高,污染程度不同乳樣的巴氏殺菌效率卻依次降低。巴氏殺菌后輕度污染和中度污染的乳樣在5℃貯存7d后,其菌落總數和大腸菌群變化不顯著(p>0.05),均未超過巴氏殺菌乳國標GB19645-2010；重度污染的巴氏殺菌羊乳乳樣在5℃貯存7d之后其菌落總數和大腸菌群已經顯著超過巴氏殺菌乳國標GB19645-2010。因此原料羊乳在生產和貯存運輸過程中要避免被微生物所污染,輕度和中度污染乳樣的巴氏殺菌條件應選63℃/30min,貯存溫度和時間應該控制在5℃/7d以內,以提高巴殺羊乳的品質和貨架期。

巴氏殺菌,原料羊乳,貯存時間,巴氏殺菌羊乳,菌落總數,大腸菌群

乳是人類膳食中營養成分最完全、最易消化吸收的食品,營養學家將之稱為“白色血液”和“最接近完善的食品”[1-3]。乳極易被微生物污染,是微生物生長繁殖的天然培養基[4]。羊乳的化學組成與牛乳相似,富含多種人體必需氨基酸,脂肪球體積小,且乳糖含量更最接近人乳,易于消化吸收,也是世界上公認的最接近人乳的乳源[1-4]。熱處理是重要的乳殺菌手段,其主要目的是通過殺死乳中微生物、鈍化相關酶類及一些化學組分的變化來延長貯存期,但高溫條件下發生的大多數化學變化對乳制品的品質是不利的[5]。在一定殺菌溫度范圍內,溫度越低,細菌繁殖越慢,溫度越高,繁殖越快,但溫度過高,細菌就會死亡,不同的細菌有不同的最適生長溫度和耐熱、耐冷能力[4-6]。巴氏殺菌法是目前市場上液態乳制品通常采用的滅菌方法,巴氏殺菌法(Pasteurisation method,PM)亦稱低溫消毒法(Low temperature sterilization method,LTSM)或冷殺菌法(Cold sterilization method,CSM),是一種利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持食品中絕大部分營養物質和保留乳制品風味的殺菌法,巴氏殺菌乳在常溫(20～25℃)下保存1～2d仍會變質,5℃能保存7d[5-6]。由于奶山羊養殖規模與奶牛相比較小而且飼養較為分散,機器擠奶設備及冷鏈貯存與運輸系統還不十分完善,所以在原料羊乳的生產、貯存和運輸過程中,微生物污染較為嚴重[4-6],故本實驗將實際生產中的羊乳乳樣分為三個污染程度：輕度污染羊乳乳樣、中度污染羊乳乳樣和重度污染羊乳乳樣,對其微生物進行檢測,為羊乳乳制品企業生產巴氏殺菌羊乳提供一定理論基礎。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

羊乳 采自陜西某乳品企業奶山羊養殖小區,取樣后立即放置于溫度為4℃的冰壺中,2h內送到實驗室進行處理；平板瓊脂計數培養基[7-8]用于羊乳中菌落總數的測定；結晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養基[9-10]用于羊乳中大腸菌群的測定。

JND-50型恒溫冷藏箱 寧波江南儀器廠；QL-866型小型漩渦振蕩器 海門市其林貝爾儀器制造有限責任公司；移液槍(100～1000μL和10～100μL) 德國艾本德股份有限公司；XK97-A型菌落計數器 姜堰市新康醫療器械有限責任公司；SPX-250B-Z型生化培養箱、YXQ-LS-100A-17型立式壓力蒸汽滅菌鍋、GZX-9146MBE型數顯鼓風干燥箱、HHS21-4-45型數顯式電熱水浴鍋 上海博迅實業有限責任公司；PE-20-43型pH計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限責任公司；BSC-1300-Ⅱ-A56型生物安全柜 蘇州尚田潔凈技術有限責任公司；UPT-1-40-L-32型優普UPT系列超純水器 成都超純科技有限責任公司。

1.2實驗方法

1.2.1 測定方法 羊乳中菌落總數的測定：按GB4789.2-2010[11]中菌落總數的測定方法,36℃培養48h,之后進行計數,結果以cfu/mL表示。

大腸菌群的測定：按GB4789.3-2010[12]中大腸菌群的測定方法,36℃培養24h,之后進行計數,結果以cfu/mL表示。

1.2.2 取樣方法 在某乳品企業奶山羊養殖小區,由于擠奶站衛生清潔程度不同,例如擠奶器、輸奶管、冷藏罐和奶泵等器具微生物污染程度不一,故選取3個衛生狀況不同的擠奶站,前期先做部分預實驗后,將不同奶站所擠的乳樣分為輕度污染羊乳乳樣(≤3.3×105cfu/mL)、中度污染羊乳乳樣(3.3×105～4×105cfu/mL)和重度污染羊乳乳樣(≥1.7×106cfu/mL),采用機械化擠奶,直接將需要的乳樣裝入滅過菌的取樣管中,并迅速放入冰壺中,2h內帶回實驗室,在無菌操作臺中將冷卻后的乳樣分裝入提前滅過菌并干燥的試管中,分別在63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s[5,7]下處理,然后在5℃條件下貯存0、1、2、3、4、5、6、7d后,檢測乳樣中菌落總數和大腸菌群。

1.2.3 數據處理 實驗數據采用DPS軟件處理。

2 結果與分析

2.1巴氏殺菌條件對原料羊乳中菌落總數的影響

菌落總數(Total bacterial count)是乳被微生物污染的總體情況,是反映原料乳衛生質量的一項重要指標[7,13-14],羊乳在冷鏈貯存和運輸過程中微生物會繼續生長繁殖,而引起原料羊乳的腐敗變質的大部分微生物是細菌,因此可以用菌落總數來評價羊乳被微生物污染和分解的程度。

由圖1可以看出,原料羊乳在巴氏殺菌過程中,乳樣中菌落總數均呈下降趨勢,且巴氏殺菌效率隨巴氏殺菌強度的增大有逐漸增高的趨勢,其殺菌效率依次是輕度污染乳樣98.7%(63℃/30min)、99.1%(72℃/30s)和99.6%(85℃/15s),中度污染乳樣94.8%(63℃/30min)、96.1%(72℃/30s)和98.4%(85℃/15s),重度污染乳樣87.45%(63℃/30min)、89.75%(72℃/30s)和91.6%(85℃/15s),但不同處理條件下不同污染程度的原料羊乳乳樣中菌落總數在巴氏殺菌前后變化差異較為顯著(p<0.05)。研究結果表明,85℃/15s熱處理條件適合于輕度、中度和重度污染乳樣,而72℃/30s和63℃/30min只適合于輕度污染乳樣。不同乳樣的巴氏殺菌羊乳的菌落總數結果均未超過GB19645-2010[15]巴氏殺菌乳中的菌落總數指標1.0×105cfu/mL,但是原料羊乳中菌落總數高會造成巴氏殺菌羊乳乳中菌落總數偏高,甚至接近巴氏殺菌乳國標中菌落總數的上限值,更嚴重的會造成保質期和貨架期的顯著縮短。

圖1 巴氏殺菌條件對原料羊乳中菌落總數的影響

2.2巴氏殺菌條件對原料羊乳中大腸菌群的影響

原料羊乳中的大腸菌群(Coliform)能從總體上反映出奶山羊在擠奶過程中乳汁被糞便和腸道菌污染的程度[13-14]。

從圖2可以看出,巴氏殺菌前原料羊乳乳樣中大腸菌群數量較多,這是因為原料羊乳在生產過程中被大腸菌群污染源污染的概率較大,這一類細菌包括腸桿菌屬、大腸埃希氏菌、檸檬酸桿菌、產氣克雷白氏菌和陰溝腸桿菌等,它們的最適宜生長繁殖溫度是35℃,大腸菌群數量越高,表明原料羊乳被糞便和腸道菌污染的程度越大,在擠奶過程和貯存過程中應該加強衛生管理[15-17,21]。原料羊乳在巴氏殺菌過程中,乳樣中大腸菌群均呈下降趨勢,且巴氏殺菌效率隨巴氏殺菌強度的增大有逐漸增高的趨勢,但不同污染程度的原料羊乳乳樣巴氏殺菌效率有較大差異。不同污染程度的原料羊乳在不同巴氏殺菌強度下處理,乳樣中大腸菌群在巴氏殺菌前后變化差異較為顯著(p<0.05)。經研究發現其三組熱處理條件63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s對原料羊乳中微生物殺菌能力依次增強,而輕度、中度和重度污染的乳樣巴氏殺菌效率卻依次降低了,不同乳樣的巴氏殺菌結果均未超過GB19645-2010[15]巴氏殺菌乳中的大腸菌群指標5cfu/mL。

圖2 巴氏殺菌條件對原料羊乳中大腸菌群的影響

2.3巴氏殺菌羊乳在貯存過程中菌落總數的變化

巴氏殺菌(Pasteurized)是目前乳營養成分損失最小的鮮乳保存方法[18-19,22],圖3研究了巴氏殺菌羊乳在5℃條件下貯存時菌落總數的變化規律。

圖3 巴氏殺菌羊乳在貯存過程中菌落總數的變化

從圖3中可以看出,污染程度不同的巴氏殺菌乳樣在貯存過程中菌落總數都是呈增長的趨勢,隨著巴氏殺菌條件強度的增加,其增殖速度下降。輕度和中度污染乳樣在不同的巴氏殺菌條件下,5℃貯存至第7d時菌落總數未超過GB19645-2010[15]巴氏殺菌乳中的菌落總數指標1.0×105cfu/mL,而重度污染乳樣在不同的巴氏殺菌條件下,5℃貯存貯藏時,63℃/30min 2d、72℃/30s 6d、85℃/15s 7d時菌落總數分別達到1.2×105、1.2×105、1×105cfu/mL,已經超過巴氏殺菌乳GB4789.2-2010[15]中菌落總數的最高上限值105cfu/mL,說明重度污染的原料羊乳生產的巴氏殺菌羊乳會大大縮短其貨架期,因此乳品企業在選擇巴氏殺菌羊乳的原料乳時一定要檢測器菌落總數,當其巴氏殺菌前的菌落總數達到重度污染乳樣中(≥4.5×105cfu/mL)時,就不適宜于做巴氏殺菌乳。

2.4巴氏殺菌羊乳在貯存過程中大腸菌群的變化

圖4研究了巴氏殺菌羊乳在5℃條件下貯存時大腸菌群的變化規律。

圖4 巴氏殺菌羊乳在貯存過程中大腸菌群的變化

由圖4可知,不同污染程度的巴氏殺菌羊乳在貯存過程中大腸菌群數均呈增長趨勢,隨著巴氏殺菌條件強度的增加(63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s)其增殖速度逐漸減弱。輕度污染乳樣經不同的巴氏殺菌條件后,5℃貯存至第7d時大腸菌群分別達到7.8、1.3、1.1cfu/mL；中度污染乳樣經不同的巴氏殺菌條件后,5℃貯存至第7d時大腸菌群分別達到8.7×10、1.3×10、8cfu/mL；重度污染乳樣經不同的巴氏殺菌條件后,5℃貯存至第7d時大腸菌群分別達到1.6×103、3.6×102、2.3×10cfu/mL,以63℃/30min巴氏殺菌條件為例,輕度、中度和重度污染程度的乳樣5℃貯存至第7、4、3d時大腸菌群數分別達到7.8、6.5、17.8×10cfu/mL,已經超過巴氏殺菌乳GB4789.2-2010[15]中大腸菌群的最高上限值5cfu/mL。

3 結論

3.1 不同污染程度的原料羊乳在巴氏殺菌階段所選取的三個巴氏殺菌強度(63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s),依次代表巴氏殺菌的低溫、中溫和高溫,如果原料羊乳乳樣中菌落總數≤3.3×105cfu/mL,就可以選取63℃/30min和72℃/30s；但是原料羊乳乳樣中菌落總數在3.3×105～4×105cfu/mL之間時,63℃/30min和72℃/30s的殺菌效果已經不能滿足巴氏殺菌羊乳的國家標準,就只能選擇85℃/15s,但是這樣就會造成巴氏殺菌羊乳的不良風味和縮短巴氏殺菌羊乳的貨架期。

3.2 不同的巴氏殺菌羊乳在貯存期間菌落總數和大腸菌群的變化規律,重度污染羊乳乳樣在經不同巴氏殺菌強度(63℃/30min、72℃/30s和85℃/15s)處理后,其菌落總數在5℃下貯存至第2、6和7d時分別達到1.2×105、1.2×105、1×105cfu/mL,已經超過巴氏殺菌乳GB4789.2-2010[20]中菌落總數的最高上限值105cfu/mL,大腸菌群在5℃貯存至第7d時分別達到1.6×103、3.6×102cfu/mL和2.3×101、已經超過巴氏殺菌乳GB4789.2-2010[20]中大腸菌群的最高上限值5cfu/mL,所以當巴氏殺菌前的原料羊乳中菌落總數≥4.5×105cfu/mL和大腸菌群≥3.4×102cfu/mL時,就不適宜用做生產巴氏殺菌羊乳。

[1]Park Y W,Haenlein G F W. Handbook of Non-bovine Mammals[M]. Blackwell Publishing Professional,2006：24-46.

[2]Haenlein G F W. Goat milk in human nutrition[J].Small Ruminant Research,2004,51:155-163.

[3]李龍柱,張富新,賈潤芳,等.不同哺乳動物乳中主要營養成分比較的研究進展[J].食品工業科技,2012,33(19):396-400.

[4]劉嬌,葛武鵬,顧晨,等.乳中反式脂肪酸在不同熱處理條件下的含量變化及熱殺菌工藝評價[J].食品科學,2013,34(6):102-105.

[5]顧瑞霞,卞海榕.生產巴氏殺菌乳的科學依據[J].中國乳業,2007(6):30-34.

[6]韓永霞.微生物引起UHT滅菌乳的質量問題及其控制[J].乳業科學與技術,2006(4):161-162.

[7]Villar A J,Iglesias L,Garcia M L. Application of principal component analysis to the study of microbial populations in refrigerated raw milk from farms[J].International Dairy Journal,1996,6:937-945.

[8]D’amico D J,Donnelly C W. Microbiological quality of raw milk used for small-scale artisan cheese production in Vermont:Effect of farm characteristics and practices[J].International Journal of Dairy Sci,2010,93(1):134-147.

[9]GB4789.18-2010 食品微生物學檢驗 乳與乳制品檢驗[S].北京:中國標準出版社,2010:157-161.

[10]GB 4789.1-2010.食品衛生微生物學檢驗 總則[S].北京:中國標準出版社,2010：1-4.

[11]GB 4789.2-2010.食品衛生微生物學檢驗 菌落總數測定[S].北京:中國標準出版社,2010：121-124.

[12]GB 4789.3-2010.食品衛生微生物學檢驗 大腸菌群計數[S].北京:中國標準出版社,2010：1-8.

[13]Fook Y C,Aminah A,Mohd K A. Bacteriological quality and safety of raw milk in malaysia[J]. Food Microbiology,2004,21:535-541.

[14]馬園,葛武鵬,馬海峰,等.原料奶生產環節微生物污染分析及防控措施研究[J].西北農林科技大學學報：自然科學版,2012,40(7):187-192.

[15]GB 19645-2010食品安全國家標準 巴氏殺菌乳[S].北京:中國標準出版社,2010：1-4.

[16]郭本恒.乳品微生物學[M].北京:中國輕工業出版社,2001:113-172.

[17]鄒毅峰,林朝鵬,傅偉.巴氏殺菌乳冷藏配送期間的溫度及品質變化[J].食品工業科技,2009,30(2):97-101.

[18]李子超,徐明芳,向明霞,等.巴氏殺菌與超高溫滅菌牛乳酪蛋白結構差異性的研究[J].華南農業大學學報,2013,34(2):192-196.

[19]Park Y W,Juarez M,Ramos M,etal. Physico-chemical characteristics of goat and sheep milk[J]. Small Ruminant Research,2007,68:88-113.

[20]Antonia M,Marta M C. Goat’s Milk Stability during Heat Treatment:Effect of pH and Phosphates[J].Agric Food Chem,1997,45:931-934.

[21]郭本恒.液態奶[M].北京:化學工業出版社,2003:66-158.

[22]巫慶華,龔廣予.巴氏殺菌牛乳和UHT牛乳的差別[J].乳業科學與技術,2003(4):149-153.

Influence of pasteurization in the goat milk sanitary quality

LILong-zhu,ZHANGFu-xin*,GEPing,HOUYuan-lin,DUYuan-hua,YULing-ling

(College of Food Engineering and Nutritional Science of Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

In this paper,the effect of pasteurization conditions on variation of total plate count and coliforms with raw goat milk and during its storage process was studied. Raw goat milk with different pollution levels were treated in conditions of 63℃/30min,72℃/30s and 85℃/15s. The change of total plate count and coliforms in these goat milk samples was extremely different(p<0.05). With three groups of heat treatment conditions(63℃/30min,72℃/30s and 85℃/15s),efficiency of microbial disinfection with raw goat milk was increased and efficiency of pasteurization with different polluting milk samples was reduced. For slightly and moderately contaminated milk samples after pasteurization stored at 5℃/7d,their total plate count and coliforms did not change significantly(p>0.05)and did not exceed the pasteurized milk indicators in GB19645-2010. For heavily contaminated milk samples which was stored for 7d at 5℃ after pasteurization,its total plate count and coliforms had significantly exceeded pasteurized milk indicators in GB19645-2010. Therefore,contamination of raw goat milk by microorganisms should be avoided during the production,storage and transportation processes. In order to improve the quality and shelf life of pasteurized goat milk,pasteurization conditions should be chosen as 63℃/30min and storage temperature and time should be controlled with in 5℃/7d.

pasteurization;goat milk;storage time;pasteurized goat milk;total plate count;coliforms

2013-06-25 *通訊聯系人

李龍柱(1987-)，男，碩士研究生，研究方向：畜產品加工。

農業部公益性行業(農業)科研專項(201103038)；陜西省農業科技創新項目(2010NKC-10)；科技部農業成果轉化項目(2009GB2G000368);科技部乳制品品質改善技術研究與產業化示范項目(2013BAD18B00)。

TS252.2+6

：B

：1002-0306(2014)01-0223-04