原料奶生产过程中芽孢杆菌控制
背 景 原料奶作为乳制品的源头, 其全价的营养成分为微生物提供了理想的生长繁殖条件, 牛乳及其制品中可能存在的微生物种类较多，在原料奶中检测到的已知微生物种类就多达400多种。 芽孢杆菌是牛奶中检出污染较高的一类细菌，而芽孢杆菌在一定条件下能形成芽孢，当原料奶中芽孢杆菌达到一定数量，其产生的芽孢由于耐热特性在乳品热处理杀菌不彻底时存留在乳制品中，在适宜条件下萌发，重新变为芽孢杆菌，可分解巴氏杀菌奶、发酵乳等乳制品中的蛋白质、脂肪等物质，造成营养成分损失，导致乳制品产气和涨袋，严重影响乳及乳制品质量安全。芽孢杆菌来源广，是乳制品污染可能性较大的一类菌，也是乳制品生产中重点监测的一个质量安全指标。 01 原料奶中芽孢杆菌的溯源 为了研究原料奶芽孢杆菌的污染途径和关键控制点，指导牧场进行质量控制，选取了6座牧场从垫料管理、牛体卫生、挤奶操作、设备清洗等环节进行溯源研究。 01 有机垫料与沙子垫料的污染水平 选取使用有机垫料和沙子垫料的牧场各3座，通过对垫料样品检测，结果显示有机垫料中需氧芽孢（10000cfu/mL～多不可计）明显高于沙子垫料（450～44000cfu/mL）；有机垫料中嗜热需氧芽孢（4100cfu/mL～多不可计）显著高于沙子垫料（200～6000cfu/mL）。分析原因，有机垫料发酵温度无法有效杀死芽孢。 表-1 不同垫料需氧芽孢情况（cfu/mL） 02 乳头卫生的影响 对20头奶牛乳头皮肤进行涂抹采样，检测趴卧、药浴擦拭后需氧芽孢和嗜热需氧芽孢数量。结果显示：趴卧在有机垫料的奶牛乳头皮肤污染程度高于沙子垫料；挤奶过程中通过药浴、擦拭可将奶牛趴卧时污染的需氧芽孢平均降低69%、嗜热芽孢平均降低76%。药浴时间30s无法有效消杀芽孢，聚维酮碘对芽孢有一定的杀灭效果，但时间较长，一般浓度在500～5000ppm，杀菌时间在3h左右，所以浸泡、擦拭去污过程很重要。 表-2 奶牛乳头皮肤涂抹结果（cfu/mL） 03 三把奶污染情况 奶牛的头三把奶中需氧芽孢、嗜热需氧芽孢数量较高。研究其原因，主要是挤奶结束后乳头导管中角蛋白栓形成需要时间，若在形成之前躺卧，卧床上的细菌污物进入乳头孔中导致。因此在挤奶结束后，不能让奶牛立即躺卧，且后药浴要选择具可成膜的药浴液。 表-3 三把奶中芽孢情况（cfu/mL） 通过对10头牛三把奶挤弃前后的牛奶进行检测，弃奶后的需氧芽孢、嗜热需氧芽孢有所降低。表明有效的三把奶挤弃操作，可降低芽孢杆菌的水平。 表-4 三把奶前后芽孢对比（cfu/mL） 04 设备各关键环节影响 清洗干净的设备，需氧芽孢、嗜热需氧芽孢含量极低，但奶台橡胶地面受洁净度影响，需氧芽孢和嗜热需氧芽孢检出值偏高。因此在挤奶操作过程中若出现奶杯脱落，需要严格按照标准，执行冲洗后上杯，避免杯组污染。 表-5 打奶管的涂抹结果（cfu/mL） 表-6 过滤袋涂抹结果（cfu/mL） 表-7 设备关键点涂抹结果（cfu/mL） 表-8 奶台橡胶地面涂抹结果（cfu/mL） 🔶牧场环境中普遍存在需氧芽孢和嗜热需氧芽孢，有机垫料明显高于沙子垫料，奶牛在卧床上不可避免会受到污染，导致乳房皮肤和三把奶中菌的含量比较高。 🔶挤奶操作不规范，将需氧芽孢和嗜热需氧芽孢污染到设备管路中，清洗不彻底，形成死角，其代谢产物酶类物质很难清洗，蓄积后形成生物膜，进而造成原料奶中芽孢含量升高。 🔶垫料的选择、乳房清洁、三把奶挤弃、设备清洗是需氧芽孢、嗜热需氧芽孢关键控制点。 02 原料奶中芽孢杆菌的控制 01 牛体卫生 奶牛场环境条件差、粪污不及时处理、垫料不足均可能导致牛在躺卧时乳房容易被垫料、牛粪及土壤等污染, 挤奶时未按标准操作进行, 带有大量微生物的附着物就会落入乳中, 造成严重污染, 这些微生物多为芽胞杆菌和大肠杆菌。 🔷舒适度维护：始终保证奶牛躺卧在干燥和松软的地方，遵循牛走、粪清、料到、水满、床平的维护原则。 🔷卧床维护：卧床垫料主要选择沙子、锯末、稻壳等材质，卧床水分、微生物数量需符合要求。 🔷粪污处理：泌乳牛舍每日至少清理2次粪道粪污，清理卧床粪污。 图-1 干净的牛舍和牛体卫生 02 环境消毒 养殖环境对乳中微生物也有影响，通过改善环境可有效降低芽孢杆菌污染。 🔷挤奶通道、饲喂通道、运动场、牛粪堆放区及其周边3m范围每月消毒1次。每周对泌乳牛舍消毒2次。 🔷每个挤奶班次结束后将待挤区、奶厅地面冲洗干净，挤奶厅每周至少消毒2次，空闲时可不消毒，挤奶操作过程中不得进行奶厅消毒，需在非工作期间进行消毒，消毒过程中避免消毒剂进入制冷罐、集乳管及其他管道内部。 🔷春季运动场解冻后，尤其运动场较为潮湿时，需要先对运动场翻松消毒，翻松深度至少15cm，翻松后使用2%火碱溶液等消毒液对运动场进行消毒，晾晒1～2天后将牛只放入运动场。 🔷 选择2种以上的消毒药品，每两周交替使用一次，确保消杀效果。 图-2 奶厅卫生与环境消毒 03 挤奶操作控制 严格按照挤奶操作SOP标准执行（包括前药浴、三把奶挤弃、擦拭、上杯、巡杯、后药浴等步骤操作），挤奶用具和盛乳器皿在使用前都应按规程彻底清洗。 图-3 标准化挤奶操作 04 制冷管理 挤奶开始2小时内牛奶制冷至8℃以下且挤奶结束2小时内牛奶制冷至4℃以下，制冷罐牛奶储存温度保证在2℃～4℃。每周使用校准温度计对制冷罐（奶仓）数显温度进行校准，温度变化±1℃。原料奶运输罐保温要求，确保在运输过程中24小时内温度变化±1℃。 图-4 制冷管理 05 设备管理 🔷设备清洗管理：制冷罐、挤奶设备、速冷设备清洗系统应具备自动清洗功能，保证清洗五要素符合要求（浓度、温度、介质、流速、时间），每班次挤奶结束后，30分钟内开展CIP清洗，清洗结束后，相关设备及部件内部无奶垢、沙石及其它可见异物沉积。 🔷设备维保管理：使用设备定期开展设备维保，牛奶接触的橡胶管件、打奶管、奶衬不得出现老化、黑化、皱裂或破损现象。 🔷设备变更管理：设备材质符合食品级要求，使用前需进行至少两遍的CIP清洗，保证清洗效果，发生设备改造、维修时，确保原料奶接触部位的表面应光洁无明显划痕、凹陷；焊口平滑、无缝隙，设备易清洗，无清洗死角。设备空置重新启用前，应开展两遍CIP清洗，并验证清洗结果。 图-5 设备清洗干净 06 运输管理 原料奶需保证24小时运输到生产工厂，避免运输时间较长，导致微生物滋生。同时运输罐严格按清洗流程开展清洗，每周CIP清洗，每日碱洗，定期对清洗死角进行人工清洗。 图-6 奶车CIP清洗及验证 🔵 总结 芽孢杆菌在适宜条件下可产生蛋白酶、脂肪酶和α-淀粉酶等降解酶，可导致原料奶乳成分、风味、色泽发生变化，导致乳品酸败。针对原料奶中芽孢杆菌的危害，可根据不同控制点实施不同的控制办法，基于目前的研究结果，针对原料奶中的芽孢杆菌，需重点从垫料的选择、牛体卫生、环境消毒、标准化挤奶操作、设备清洗、物流运输等各个环节进行系统控制，牧场需切实做好关键点控制，降低原料奶中芽孢杆菌的数量，保障生乳及乳制品质量安全，保证消费者“舌尖上的安全”。
