畜产品加工学
第三章 原料乳的卫生质量及控制
第一节 乳中微生物的来源与控制
一、牛乳中微生物的种类
牛乳从乳腺分泌以至被挤出时为无菌状态,但挤
乳过程中可能有细菌侵人,挤乳后的处理、器械
接触及运输过程亦可能使牛乳中混入微生物,如
若处理不当,可以引起牛乳的风味、色泽、形态
都发生变化。
(-)细菌
牛乳中存在的微生物有细菌、酵母和霉菌,
其中以细菌在牛乳贮藏与加工中的意义为
最重要。
链球菌
? 链球菌属的这种菌利用碳水化合物只产生乳酸,为单一
发酵型菌群。据发酵产物的不同,可将链球菌属分为脓
血菌群、绿色菌群、肠球菌群、乳酸菌群等。
? ① 乳酸链球菌:乳酸链球菌为有代表性的乳业用乳
酸菌,普遍存在于乳液中,几乎从所有的生鲜乳中均能
检出这种菌。乳酸链球菌产酸的界限温度为 10- 40℃,
以 30℃ 为最适温度。此菌能分解葡萄糖、果糖、乳精、
半乳糖和麦芽糖,产生乳酸和其他有机酸,酸的最高生
产量为 1%左右。乳酸链球菌的某些菌株会产生乳酸链
球菌素( Nisin),在牛乳中可抑制细菌的繁殖。
链球菌
? ② 乳酪链球菌:乳酪链球菌与乳酸链球菌均为制
造干酪或其他发酵乳制品的常用菌。此菌的最适
生长温度为 30℃,产酸最适温度比乳酸链球菌低,
其在 18- 20℃ 与 30℃ 产生的酸度相同,高于 40℃
则无法生长。此菌不仅能分解乳糖而产酸,而且
具有较强的蛋白分解能力。
? ③ 嗜热链球菌:此为在高温下也可发育的乳酸
菌,在 50- 53℃ 也可产生乳酸。嗜热链球菌的最
低生长温度为 20℃,适宜生长温度为 40- 45℃,
能分解蔗糖、乳糖。果糖而产酸,可用于高温加
工干酪及酸乳。
链球菌
? ④ 粪链球:在分类学上粪链球菌属肠球菌,
存在于动物的肠道与粪便中,能分解葡萄
糖、果糖、蔗糖、半乳糖、乳糖和麦芽糖
等。这种菌在乳中繁殖而产酸,产酸能力
不强,其耐热性与化学耐受性高,与大肠
菌同为食品污染的指标菌。此种菌生长的
最低温度为 10℃,最高温度为 45℃
明串珠菌属
? 明串珠菌属为可利用碳水化合物产生乳酸、
挥发性酸(如醋酸)及 CO。等的多元发酵
型球菌,其存在于牛乳中可将柠檬酸变成
香气物质。明串珠菌属的适温为 20- 25℃,
可分为蚀橙明串珠菌与戊糖明串珠菌两种
菌,这些菌可用于制造发酵乳酪及发酵乳
制品。
乳酸杆菌属
? 乳酸杆菌属为可产生乳酸的杆菌,可分为单一型
及多元型发酵菌。乳酸杆菌属以适温的差异可分
为高温(嗜热)性与中温性两类。
乳酸杆菌属嗜热性的代表菌为保加利亚乳杆菌
与嗜酸乳杆菌,中温性的代表菌为干酪乳杆菌与
胚芽乳杆菌
乳酸杆菌属
? ① 保加利亚乳杆菌:保加利亚乳杆菌为高产酸菌,
在牛乳中可产酸使牛乳酸度达 2%,适温 38-
41℃,生长温度最高可达 53 ℃, 20℃ 以下无法发
育,常被用以制造干酪及发酵乳。
? ② 嗜酸乳杆菌:这种菌是食草哺乳动物肠道内存
在的细菌,常用作发酵剂。这种菌适温为 35-
38℃,常与干酪乳杆菌等混合使用。这种菌可使
半乳糖、乳糖、左旋糖、麦芽糖、甘露糖等发酵
产酸。
乳酸杆菌属
? 2.丙酸菌 此为产生丙酸发酵的菌群,可将乳糖及其
他碳水化合物分解为丙酸、醋酸与二氧化碳。此种菌为
革兰氏阳性短杆菌,为制造瑞主干酪的发酵剂,其制出
的干酪有孔。
? 3.肠细菌 肠细菌寄生于肠中,为革兰氏阴性短杆菌。
肠细菌为兼性厌氧性细菌,以大肠菌群、病原菌、沙门
氏菌为主要菌群。
大肠菌群可将碳水化合物发酵,产生酸及二氧化碳、
氢等气体。因大肠菌群来自于粪便,所以被规定为牛乳
污染的指标菌。
? 4.孢子杆菌 孢子杆菌为形成内孢子的革兰氏阳性杆
菌,可分为好氧性芽孢杆菌属与厌氧性梭状芽抱杆菌属
(二)真菌
? 新鲜牛乳中的酵母主要为酵母属毕赤氏酵
母属、球拟酵母属、假丝酵母属等菌属,
常见的有脆壁酵母菌、洪氏球拟酵母、高
加索乳酒球拟酵母、球拟酵母等。其中,
脆壁酵母与假丝酵母可使乳糖发酵而用以
制造发酵乳制品。但使用酵母制成的乳制
品往往带有酵母臭,有风味上的缺陷。
二、牛乳中微生物的污染来源
? 牛乳污染途径有,
(-)乳房内的微生物
? 从乳牛的乳房挤出的鲜乳并不是无菌的。在一
般健康乳牛的乳房内,总是有一些细菌存在,但
仅限于极少数几种细菌,其中以小球菌属和链球
菌属最为常见。由于这些细菌能适应乳房的环境
而生存,因此,就把这些细菌统称为乳房细菌。
乳房内的细菌主要存在于乳头管及其分枝处。在
乳腺组织内无菌或含有很少细菌。乳头前端因容
易被外界细菌侵入,细菌在乳管中常能形成菌块
栓塞,所以在最先挤出的少量乳液中,会含有较
多的细菌。
(二)挤乳过程中的微生物的污染
? 挤乳过程中最易污染微生物。饲料、牛的粪便和土壤都
可直接或间接地污染乳液。饲料和粪便中含有大量的微
生物,特别是粪便内含有大量的细菌。
? 牛舍地面干燥时,残留在地面上干燥的饲料和粪便细屑
会成为尘埃散布在空气中,使整个牛舍污染。一般清洁
牛舍的空气中含有的微生物并不多。进行牛舍管理时,
在一系列的喂养饲料、洗刷牛体、收拾牛舍等过程中,
牛舍中的尘埃和微生物的数量剧烈增加。因此牧场中的
乳业人员习惯在榨乳后才进行喂饲。
? 在挤乳前,乳房和乳头应先经清洗、消毒。有时
由于清洗消毒不充分,也会导致乳液被污染。例
如:在洗乳房时,若不注意洗水的清洁度和清洗
工具的更换的话,会造成乳牛之间的交叉污染和
感染。贮奶涌在使用后如不及时进行清洗、消毒,
那么残留在乳液中的微生物会大量增殖并形成乳
垢附着于桶壁。鲜乳因被乳垢污染而造成乳液中
微生物含量增多的情况,是经常发生的。
? 牛体皮肤表面,由于暴露于空气中就有与尘埃接触的机
会,因此,牛的皮肤表面总要污染一定数量的微生物。
在被粪便饲料污染后,体表微生物的数量总是显著增加,
从而很容易造成乳液的污染。
挤乳工人或其他管理人员也会把微生物带入乳液。
比如,在挤乳前,工人的手如未经严格的清洗和消毒,
工作衣帽不够清洁,那么就可能将微生物带入乳液。如
果工作人员是呼吸道或肠胃传染病的带菌者,那就可能
将病原菌传播到乳液中去,这样会造成很大的危害
(三)榨乳后微生物的污染和繁殖
? 乳液挤出后,应进行过滤并及时冷却,使乳温下
降至 10℃ 以下。在此过程中乳液所接触的奶桶、
过滤器和空气等,都有可能使其再污染微生物。
? 新鲜原料乳如果不及时加工或冷藏,那么乳
液中的微生物就会增殖。当气温在 30℃ 以上时,
乳的变质非常迅速,尤其在乳的运输过程中无冷
藏的条件下,一些未装满乳液的贮奶桶的不断的
振荡,会更加速微生物的繁殖。乳液的振荡就相
当于通气和搅拌的作用,这也是必须引起注意的
一个问题。
? 为杜绝以上污染途径,乳品厂应尽可能采
用自动化装置,使牛乳自进入加工系统后,
至加工完毕成为成品,整个过程中都不与
外界接触。那么微生物污染只取决于容器
与设备的杀菌完全与否。
? 若无法采用全自动封闭系统,那么为了提
高乳质,除加强检验外,应从乳源抓起,
协助农牧场加强卫生防治工作。如在挤乳
时,除注意乳房、乳头的卫生,认真清洗
按摩外,最初挤出的乳应另行处理。管道、
设备、滤布等应定时清洗杀菌。用挤乳机
挤乳时,榨乳设备要妥善操作与维护,防
止因操作不当而引起乳房炎。挤乳后应立
即冷却,乳经冷却处理后仍不应麻痹,以
防嗜冷菌的繁殖。
三、牛乳中微生物的生长代谢
牛乳中微生物的生长曲线
微生物生长必须从菌体外取得必需的营养物质
与足够的能量,来合成菌体,以使菌体数目成指
数形式增加。单细胞微生物的生长可分为四个阶
段,即缓慢期、对数期、稳定期和衰亡期,
牛乳中微生物的生长代谢
在缓慢期,菌种生长刚开始一段时间,菌体数
目并不增加,甚至稍有减少。虽然增加菌数不多,
但菌体细胞的代谢却很旺盛,菌体时间细胞的体
积增长很快,单细胞微生物典型生长曲线对不良
的环境因素如 高温、低温和高浓度的盐溶液等
比较敏感。
牛乳中微生物的生长代谢
经缓慢期之后,菌体细胞分裂程度剧烈上升,菌体
数目以几何级数增加,所以称为对数期。工业生
产上采用各种措施尽量延长对数期以提高发酵生
产力,这就是连续发酵的基本原理。
对数期后,当培养液中菌体的增多数和死亡数几
乎相平衡时,即为稳定期。由于营养物质的减少,
菌体有毒代谢产物的积累,促使菌体加速死亡。
菌体死亡速度大大超过繁殖速度时,就进入衰亡
期,并出现菌体变形、自溶等现象。
牛乳中微生物的生长代谢
? (二)影响微生物生长的因素
物理因素、化学因素以及生物因素。
( l)温度温度对微生物生长影响很大。对牛乳而
言,挤乳时的清洁度对细菌数有很大影响,而贮
存温度对细菌数的增加则至关重要。温度愈高,
细菌数增加愈快。
( 2)压力、音波、放射线照射压力(加压杀
菌)、音波(超声波)会破坏细菌膜,紫外线、
放射线等可抑制细菌的增殖。
牛乳中微生物的生长代谢
2.化学因素
微生物生长受到水分、氧气,pH、氧化还
原电位、营养物质、生长促进因子及生长
抑制因子等化学因素的影响
3,生物学因素
共生
拮抗
牛乳在室温贮藏时微生物变化
? 1.抑制期
新鲜乳液中均含有多种抗菌性物质,它对
乳中存在的微生物具有杀菌或抑制作用。
在这期间,乳液含菌数不会增高,若温度
升高,则抗菌性物质的杀菌或抑菌作用增
强,但持续时间会缩短。因此,鲜乳放置
在室温环境中,在一定的时间内并不会出
现变质的现象。
牛乳在室温贮藏时微生物变化
? 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,可明显看到细菌
的繁殖占绝对优势。这些细菌是乳链球菌、
乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白分解菌等,
其中尤以乳链球菌生长繁殖特别旺盛。
牛乳在室温贮藏时微生物变化
? 3.乳酸杆菌期
当乳链球菌在乳液中繁殖,乳液的 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,尚能继续繁殖井产酸。在这
阶段,乳液中可出现大量乳凝块,并有大
量乳清析出。
牛乳在室温贮藏时微生物变化
? 4.真菌期
当酸度继续下降至 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。
牛乳在室温贮藏时微生物变化
? 5.胨化菌期
经过上述几个阶段的微生物活动后,乳液中的乳
糖大量被消耗,残余量已很少,在乳中仅是蛋白
质和脂肪尚有较多的量存在。因此,适宜于分解
蛋白质和脂肪的细菌在其中生长繁殖,这样就产
生了乳凝块被消化(液化)、乳液的 pH逐步提高
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、假单胞菌
属以及变形杆菌属的一些细菌。
(二)牛乳在冷藏中微生物的变化
鲜乳不经消毒即冷藏保存的话,一般适宜于室温下繁殖
的微生物,在低温环境中就被抑制;而属于低温类的微
生物却能够增殖,但生长速度非常缓慢。低温中,牛乳
中较为多见的细菌有:假单胞菌属、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脂肪的分解。多数假单胞
菌属中的细菌,均具有产生脂肪酶的特性,它们在低温
时活性非常强并具有耐热性,即使在加热消毒后的乳液
中,还有残留脂酶的活性存在。
冷藏乳中可经常见到低温细菌促使乳液中的蛋白分解
的现象,特别是产碱杆菌属和假单胞菌属中的许多细菌,
它们可使乳液胨化。
第二节原料乳的质量控制
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。
1.过滤牧场在没有严格遵守卫生条件下挤乳时,乳容
易被粪屑、饲料、垫草、牛毛和蚊蝇等所污染。因此技
下的乳必须及时进行过滤。
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,及时
清洗杀菌。
原料乳初步处理
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。
原料乳初步处理
? 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.冷却的作用刚挤下的乳温度约 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。故新挤出的乳,经
净化后须冷却到 4℃ 左右。
原料乳初步处理
? 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℃ 。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
槽或奶桶中以冷和牛乳。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,
原料乳初步处理
? 三、贮存
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
应不少于 1吨的处理量。冷却后的乳应尽可
能保持低温,以防止温度升高使保存性降
低。因此,贮存原料乳的设备,要有良好
的绝热保温措施,并配有适当的搅拌。
原料乳初步处理
? 四、运输
乳的运输是乳品生产上重要的一环,运输不妥,往往
造成很大的损失。在乳源分散的地方,多采用乳桶运输,
乳源集中的地方,采用乳槽车运输。无论采用哪种运输
方式,都应注意以下几点,① 防止乳在途中升温,特别
是在夏季,运输最好在夜间或早晨,或用隔热材料盖好
桶。 ② 所采用的容器须保持清洁卫生,并加以严格杀菌。
③ 夏季必须装满盖严,以防震荡;冬季不得装得撤,避
免因冻结而使容器破裂。 ④ 长距离运送乳时,最好采用
乳槽车。利用乳槽车运乳的优点是单位体积表面小,乳
升温慢,特别是在乳槽车外加绝缘层后可以基本保持在
运输中不升温。