乳中的微生物:来源、类型及其对乳品质量的影响

2026-06-22 16:19:14
逗点生物
简介

乳中的微生物:来源、类型及其对乳品质量的影响

乳是一种营养丰富、含水量高、pH接近中性的食品,含有蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质和多种生长因子,非常适合多类微生物存活和繁殖。从食品安全和乳品加工角度看,乳中的微生物并不全是“有害菌”。有些微生物会引起疾病,有些会导致腐败变质,也有一些被人类有目的地用于酸奶、干酪、酸性奶油等发酵乳制品生产。正确认识乳中微生物的来源和作用,是乳品质量控制、培养基选择和微生物检验的基础。

总体上,乳中的微生物可分为三类:一是病原微生物,可能不明显改变乳的感官性质,却对人体或动物健康有害;二是腐败和有害微生物,可分解乳糖、蛋白质或脂肪,引起酸败、胀包、苦味、腐败味、凝固和沉淀;三是有益微生物,主要指乳酸菌、丙酸菌、部分酵母和霉菌等,可参与乳品发酵、风味形成和成熟过程。

一、乳中微生物的主要来源

正常情况下,健康乳腺分泌出的乳并非完全无菌,但初始微生物数量较低。乳中微生物的主要来源包括乳房表面、乳头管、挤奶设备、贮奶罐、管道、水源、空气、尘土、饲料、粪便、人员手部以及加工环境。若奶牛发生乳房炎,还可能使乳中出现较高数量的病原菌或条件致病菌。

原料乳在挤出后若未及时冷却,微生物会快速繁殖;即使冷藏保存,也会选择性促进嗜冷菌或耐冷菌增殖。因此,乳品质量控制必须从牧场卫生、挤奶清洁、设备CIP、快速冷却、低温运输和加工环境控制等环节同步进行。

二、病原微生物:食品安全风险的重点

乳中的病原微生物可通过污染乳或乳制品引发食源性疾病。常见风险菌包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、致病性大肠埃希氏菌、空肠弯曲菌、蜡样芽孢杆菌、结核分枝杆菌、布鲁氏菌等。不同菌种的污染来源和危害不同:沙门氏菌和大肠埃希氏菌常提示粪便污染或环境卫生问题;金黄色葡萄球菌与乳房炎、人手污染和设备接触面有关;李斯特菌常与加工环境、冷藏即食乳制品和二次污染有关。

病原菌的危险性在于,它们并不一定会立即改变乳的颜色、气味或状态。也就是说,感官正常的乳仍可能存在食品安全风险。因此,乳品企业不能只依靠感官判断,应通过原料验收、杀菌工艺、环境监测和标准化微生物检验进行控制。

三、腐败微生物:影响乳品风味和货架期

腐败微生物可利用乳中的乳糖、蛋白质和脂肪产生酸、气体、蛋白水解产物、脂肪酸和异味物质。常见腐败菌包括嗜冷菌、蛋白分解菌、脂肪分解菌、产酸菌、大肠菌群、芽孢菌和部分酵母霉菌。

其中,嗜冷菌是现代冷链乳品中非常重要的一类。原料乳低温贮存可抑制多数中温菌,但假单胞菌、不动杆菌、产碱杆菌等耐冷菌仍可能缓慢繁殖。尤其是假单胞菌属,可产生耐热蛋白酶和脂肪酶,这些酶即使在巴氏杀菌或UHT处理中被完全灭活也并不容易,残留酶活可在货架期内继续分解酪蛋白和乳脂,导致苦味、脂肪水解味、沉淀、凝胶化和分层。

产酸菌可发酵乳糖生成乳酸,使乳酸度升高、pH下降,最终造成蛋白凝固。大肠菌群和肠杆菌科细菌可产酸、产气,导致胀包、异味和卫生指标异常。芽孢菌如蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、梭菌等,来源于土壤、饲料、尘埃、水和设备生物膜,部分芽孢耐热性较强,可能影响灭菌乳、UHT乳和乳粉的安全及稳定性。

四、有益微生物:乳品发酵和风味形成的基础

并非所有乳中微生物都需要被消除。乳酸菌是发酵乳制品生产中最重要的有益微生物群。它们能将乳糖发酵为乳酸,使pH下降,形成酸奶和发酵乳的酸味与凝乳结构,同时抑制部分腐败菌和病原菌生长。常用发酵菌包括嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、乳酸乳球菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌等。

在干酪生产中,乳酸菌负责初始酸化,丙酸菌可在瑞士型干酪中产生丙酸、乙酸和二氧化碳,形成坚果样风味和特征性孔洞。部分霉菌和酵母也参与干酪成熟,如卡门贝尔青霉参与白霉干酪表面成熟,娄地青霉用于蓝纹干酪成熟,地霉可参与部分软质干酪表面风味形成。这些微生物只有在受控发酵条件下才是有益的;若在不该出现的乳制品中污染生长,也可能造成质量缺陷。

五、乳中的主要细菌类型

乳中细菌种类复杂,可按功能和来源进行理解。

微生物类别 代表菌群 主要来源 对乳品的影响
乳酸菌 嗜热链球菌、乳酸乳球菌、乳杆菌、明串珠菌等 原料乳、发酵剂、环境 用于酸奶、干酪和发酵乳生产;污染时可导致酸败
肠杆菌科 大肠埃希氏菌、肠杆菌、克雷伯菌、沙门氏菌等 粪便、水源、设备、人员 指示卫生污染,可产酸产气,部分为病原菌
丙酸菌 费氏丙酸杆菌等 干酪发酵体系、环境 形成瑞士型干酪风味和孔洞
丁酸菌/梭菌 酪酸梭菌等 土壤、饲料、粪便、青贮料 干酪后期胀气、异味、品质缺陷
假单胞菌 荧光假单胞菌等 水、设备、冷藏原料乳 低温生长,产生蛋白酶和脂肪酶,引起苦味、凝胶和脂肪水解味
微球菌和葡萄球菌 微球菌、金黄色葡萄球菌等 皮肤、乳房炎乳、空气、设备表面 部分可引起食品安全风险或风味异常
产碱杆菌及相关耐冷菌 产碱杆菌、不动杆菌等 水源、设备、环境 冷藏条件下可能增殖,引起腐败
芽孢菌 芽孢杆菌、地芽孢杆菌、梭菌等 土壤、尘埃、饲料、水、设备生物膜 芽孢耐热,影响灭菌乳、乳粉和干酪稳定性

需要注意,原文中“埃希氏菌属只含有大肠埃希氏菌”的说法不准确。埃希氏菌属包括多个种,大肠埃希氏菌只是其中最常见、最重要的一种。乳品检验中通常更关注大肠埃希氏菌、大肠菌群或肠杆菌科指标,以评价粪便污染或加工卫生状况。

六、乳中的酵母和霉菌

酵母和霉菌在乳及乳制品中既可能有益,也可能有害。它们常见于空气、土壤、饲料、加工环境、包装材料和成熟干酪表面。若污染普通液态乳、炼乳、酸奶或软质乳制品,可能导致产气、胀包、表面膜、异味、酒精味、霉斑和色变。

部分酵母能发酵乳糖或利用乳酸,例如马克斯克鲁维酵母可参与开菲尔、马奶酒等发酵乳制品风味形成;假丝酵母等部分酵母具有较强氧化分解能力,可利用乳酸或脂肪酸,污染时可能导致酸度下降、气味异常或表面膜形成。

霉菌方面,毛霉、根霉、曲霉、青霉等若非受控使用,通常会造成霉味、斑点、变色、组织软化或毒素风险。受控发酵中,卡门贝尔青霉、娄地青霉、地霉等可用于干酪成熟,形成特定风味、外观和质构。但这些菌种应在明确工艺、菌株和卫生条件下使用,不能与环境霉菌污染混为一谈。

七、乳中的噬菌体:发酵乳生产的隐形风险

噬菌体是感染细菌的病毒。在乳品行业中,最需要关注的是感染乳酸菌发酵剂的噬菌体。它们本身不感染人体,但会破坏发酵剂菌株,导致酸奶、发酵乳或干酪生产中出现发酵延迟、酸度不足、凝乳不良、风味异常和批次失败。

噬菌体常存在于乳清、发酵残留物、生产环境、空气气溶胶和受污染设备中。由于乳酸菌发酵剂被大量重复使用,若噬菌体进入生产体系,就可能迅速扩增并影响后续批次。

噬菌体控制不能只依赖单一加热或消毒参数。不同噬菌体耐热性、耐消毒剂能力和宿主范围差异较大。企业应通过发酵剂轮换、噬菌体抗性菌株搭配、乳清和废液隔离、设备清洗消毒、空气和排水管理、专用发酵区控制等方式降低风险。含氯消毒剂、过氧乙酸、紫外线和热处理可作为控制手段,但必须结合浓度、作用时间、有机物残留和验证结果执行。

八、乳品微生物控制的关键措施

乳品微生物控制应覆盖从牧场到成品的全过程。牧场端应控制乳房炎、挤奶卫生、设备清洗、水质、饲料和环境尘土;收奶和运输环节应快速冷却、低温运输、缩短贮存时间;加工环节应验证巴氏杀菌、灭菌或发酵工艺,并防止杀菌后再污染;包装和贮藏环节应控制环境洁净度、包装完整性、冷链和货架期。

对于发酵乳制品,还应关注发酵剂活力、菌种纯度、噬菌体污染和发酵终点控制。对于UHT乳、灭菌乳和乳粉,则更应关注原料乳初始菌数、嗜冷菌耐热酶、芽孢和耐热芽孢。对于即食干酪和冷藏乳制品,应特别关注单增李斯特菌等环境污染菌。

结语

乳中的微生物既包括病原菌、腐败菌,也包括用于发酵和成熟的有益菌。它们的来源复杂,作用差异很大:病原菌关系食品安全,腐败菌影响风味和货架期,有益菌则决定发酵乳制品的风味、质构和品质。乳品企业应根据产品类型和工艺特点,重点控制原料乳菌落总数、嗜冷菌、芽孢、大肠菌群、致病菌、霉菌酵母和噬菌体风险。对于微生物培养基企业和检测实验室而言,理解乳中微生物的生态特点,有助于更准确地选择培养基、设计检验流程和解释检测结果。