不同制冷模式對生鮮乳溫度、酸度、菌落總數的影響

何 宏，解津剛，劉文華，李建幸，李智星，彭夏雨，魏 勇＊

1 新疆天澳牧業有限公司，新疆奎屯 833200

2 石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000

0 引言

生鮮乳作為乳制品最主要的原材料，其質量好壞直接影響乳制品的品質和安全。生鮮乳在奶牛乳房中基本是無菌的，但從乳房中擠出后由于含有豐富的營養，極易受到環境中微生物的污染，微生物數量會隨著制冷時間的延長而出現幾何倍數的增加，進而導致酸度降低，品質快速下降。因此新擠出的生鮮乳應盡快冷卻到4 ℃及以下[1，2]，以有效抑制微生物的生長繁殖。目前在生鮮乳中檢測到的已知微生物種類達到400 多種，選擇快速有效的制冷方式成為了保證生鮮乳品質安全的關鍵，也是乳制品品質管控的最重要環節之一。

目前牧場生鮮乳常規制冷主要有直冷模式、分段式速冷模式[3]。隨著牧場規模化程度越來越高，泌乳牛生產水平越來越高，傳統的直冷模式制冷時間長，容易造成生鮮乳（溫度35～36 ℃）混入制冷好的牛奶（溫度2～4 ℃）形成冷、熱牛奶混和制冷，導致牛奶酸敗、細菌快速繁殖等問題，嚴重影響生鮮乳品質安全[4]。目前分段式速冷降溫方式已逐步成為規模化牧場的首選。本文為了促進牧場對制冷方式的改進和設備的更新換代，針對傳統牧場兩種不同制冷模式對溫度、酸度、菌落總數的相關性進行檢測分析，為牧場生鮮乳快速安全高效制冷、保障質量安全提供方案。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗對象

選擇6 個規模化牧場，每個牧場奶牛養殖規模1 500～1 800 頭，牛只健康狀況和生產水平基本一致；項目研究期內各牧場平均氣溫基本一致（18～21 ℃）；1-3號牧場采用直冷模式進行生鮮乳制冷，4-6號牧場采用二段式速冷模式進行生鮮乳制冷。

1.2 降溫模式

直冷模式：生鮮乳制冷采取2 個10 噸直冷式奶罐制冷（4組6P壓縮機），進制冷罐前，通過6 m2的板換，采用井水對生鮮乳進行預冷，1 天擠奶3次，每次生鮮乳產量在7 噸左右，每班次生鮮乳制冷到4 ℃需要2.5～3.0 h。

速冷模式：對2 個10 噸直冷式奶罐的壓縮機組（4組6P壓縮機）通過蒸發板進行集中水制冷（1.0～1.5 ℃）。同樣采取2段式制冷方式，第一段采用井水進行預冷，第二段采用冰水（1.0～1.5 ℃）進行降溫，采取變頻式奶泵和冰水泵進行調節，確保進奶罐的溫度在2～4 ℃，1 天擠奶3 次，每次生鮮乳產量在7 噸左右，每班次生鮮乳制冷到4 ℃需要1～3 min。

統計30 天內不同制冷模式能耗水平和生鮮乳按質定價的收益情況，對比兩種不同制冷模式下生鮮乳生產的綜合效益。

1.3 生鮮乳檢測

生鮮乳溫度和酸度檢測：對不同制冷模式下生鮮乳分別采樣，每批次采樣3 次，統一由乳品廠在入廠前用FOSS MikoScan FT 1進行生鮮乳的溫度和酸度檢測，連續檢測60 天。

生鮮乳中菌落總數檢測：對不同制冷模式下生鮮乳分別采樣，每批次采樣3 次，統一由乳品廠在入廠前用FOSS BacSomatic菌落計數儀進行生鮮乳的菌落總數檢測，連續檢測30 天。

2 數據分析

使用Excel對不同制冷模式下生鮮乳溫度、酸度、菌落總數檢測儀器導出數據進行匯總整理，采用SPSS22.0對數據進行單因素方差分析，結果用X±SEM表示，各組間比較采用LSD法進行多重比較，顯著性水平P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。采用雙變量相關分析方法對不同制冷模式下溫度與酸度、菌落總數的相關性進行分析，顯著性T檢驗（雙尾）。

3 結果與分析

3.1 不同制冷模式對生鮮乳溫度、酸度和菌落總數的影響

如表1結果所示，采用速冷模式生鮮乳溫度可保持在5.12 ℃，極顯著低于直冷模式（5.55 ℃，P＜0.01）；速冷模式下酸度（13.47OT）極顯著高于直冷模式（12.92OT，P＜0.01）；，同時在菌落總數方面，速冷模式（1.58 CFU/mL）極顯著低于直冷模式（4.06 CFU/mL，P＜0.01）。

表1 不同制冷模式對生鮮乳溫度、酸度和菌落總數的影響

3.2 不同制冷模式下生鮮乳溫度、酸度和菌落總數相關性分析

直冷模式下，溫度與酸度、菌落總數以及酸度與菌落總數之間無相關性。在速冷模式下，溫度與酸度呈顯著弱相關，溫度與菌落總數以及酸度與菌落總數之間相關性不明顯（表2-4）。

表2 不同制冷模式下生鮮乳溫度與酸度相關性分析

表3 不同制冷模式下生鮮乳溫度與菌落總數相關性分析

表4 不同制冷模式下生鮮乳酸度與菌落總數相關性分析

3.3 不同制冷模式對生鮮乳生產綜合效益的影響

采用速冷模式可以極顯著降低能耗水平30%，生鮮乳冷卻效率極顯著提升。按照生鮮乳按質定價，收購價格平均提高0.1 元/kg，綜合效益顯著（表5）。

表5 不同制冷模式下綜合效益分析

4 討論

生牛乳在4～5 ℃下冷藏，酸度和pH值在48 h內變化較為平緩，因此盡量縮短生鮮乳離體溫度到冷藏溫度的時間，減少微生物繁殖的時間，對于提高生鮮乳質量是至關重要的。采用速冷模式可以快速實現生鮮乳溫度下降到4 ℃，減少微生物繁殖，保障生鮮乳質量[5]。本研究中，采用速冷模式，生鮮乳溫度和菌落總數極顯著低于直冷模式，表明速冷模式可以更快地將生鮮乳溫度降低至冷儲溫度并有效維持低溫狀態，極大地降低了微生物的繁殖速度，從而降低乳中菌落總數。張健等[6]對比了直冷式冷藏罐、冰水冷藏罐和速冷設備三種冷卻方式對生鮮乳冷卻效率的影響，結果表明，速冷設備可以極大地提升生鮮乳的冷卻時間和效率。徐曉婕等[7]的研究結果顯示，采用速冷設備可以顯著降低生鮮乳儲運過程中的菌落總數，提升乳品質。以上結果與本文研究一致，說明采用速冷模式更加有利于生鮮乳質量的保障。

牛奶酸度是牛奶質量的一個重要指標，一般用總酸度表示，包括自然酸度和發酵酸度。正常情況下，新鮮擠出的牛奶是呈弱酸性。如果酸度偏高，說明牛奶受微生物影響的程度更高；酸度偏低，則表示牛奶更新鮮。所以，酸度是一個代表牛奶新鮮程度的理化指標，通過它可以評判出牛奶的新鮮程度[8]。酸度過高或過低均不利于生鮮乳的質量，在實際生產中，一般認為13～15OT為最理想的酸度，對于生鮮乳風味的保持效果最佳[9]。《GB 19301—2010 食品國家安全標準 生乳》中對生鮮乳的酸度限定范圍是12～18OT，過高表示乳中微生物數量大大增加，導致酸敗；過低則表示乳品異常。本研究中速冷模式下酸度極顯著高于直冷模式，但二者均在國標范圍內，提示雖然兩種冷卻模式均可以使生鮮乳酸度維持在國標范圍內，但結合乳中菌落總數，速冷模式更有利于生鮮乳質量的維持。

此外，從綜合效益分析來看，在實際應用中采用速冷設備可以在1～3 min內將生鮮乳溫度降至4 ℃左右，一方面大大提升了牛奶冷卻效率，同時降低了能耗水平，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，節省了生鮮乳生產成本。在生鮮乳質量保障方面，速冷模式可以提升和維持生鮮乳儲運過程中的質量，降低乳中菌落總數，按照目前生鮮乳收購按質定價的要求，平均可提升0.1 元/kg的銷售價。此外采用速冷設備對電、水的要求比較低，設備穩定性好，基本免維護，可以降低牧場生鮮乳冷卻設備的投入，同時由于速冷模式采用的是自動化軟件程序，實際應用中操作更加便捷穩定，對于牧場而言，綜合效益十分顯著。

5 小結

總之，乳品質量安全是奶業的“生命線”，而生鮮乳的質量安全是乳品的第一車間，直接關系到百姓健康和社會穩定。隨著政府監管力度的加強和優質乳工程的實施，國家對生鮮乳冷鏈儲運環節監管將更加嚴格，應用速冷技術可以在提高生鮮乳冷鏈儲運質量的同時，極大地提升冷卻效率，提高牧場綜合經濟效益，適合在規模化牧場推廣使用。