图1 奶油的组织状态
Fig.1 Texture of butter
摘 要：乳制品安全问题受到社会公众高度关注，目前国内奶油的生产主要采用传统的批次法，对奶油的安全性研究、风险控制和危机处理更是缺乏相关经验。阐述奶油微生物方面的风险以及影响产品安全性的主要因素，为国内奶油产品的开发与生产提供理论参考。
关键词：安全性；奶油；影响因素
奶油（butter），又称黄油，是由新鲜或发酵的稀奶油搅拌压炼得到的固态乳脂产品。优质的奶油气味芬芳，组织细腻、均匀，切面无水分渗出。如今，奶油俨然已成为一种高级的、奢侈的烹调原料和烘焙配料。奶油的需求量在不断增加，2008年国内奶油进口量为13 537 t，到2012年已达到48 325 t。国内奶油的生产量估计在8 000 t左右（不含回化奶油），随着脱脂乳制品产量的增加必然会造成大量乳脂的剩余，未来奶油的产量定会节节攀升。
国内除伊利、蒙牛等乳企拥有连续式奶油生产设备，其它企业的奶油生产大多采用传统的批次式搅拌压炼法，这些企业规模小，生产技术较为落后。不过，即便拥有先进的设备，由于国内生产经验缺乏，整个奶油行业的质量控制水平远低于国外。
另外，国内对于奶油的研究甚少，仅有一些关于奶油风味以及从奶油中提取奶味增香物质[1-3]，或是脱除奶油中胆固醇的研究[4]。对于奶油安生性方面的评估研究极度匮乏。
1.1 奶油相关的食源性疾病
从国外资料和文献来看，在良好的卫生条件下用巴氏杀菌稀奶油制得的奶油引起食源性疾病的风险非常低。零售商和制造商收到的关于食物中毒的投诉经调查证实大多是与氧化酸败相关，而不是微生物引起的。关于奶油引起食源性疾病的记录非常少，这主要归功于巴氏杀菌技术的快速传播和使用[5]。
奶油污染和腐败的最大风险来自稀奶油或奶油的巴氏杀菌后污染。以美国为例，1970年、1974年和1977年出现过几例奶油引起金黄色葡萄球菌食物中毒的报告（CDC疾病控制中心）。1970年，有24名顾客和员工在百货公司餐厅中食用了用乳清奶油制成的发泡奶油后引起肠胃疾病。同样的奶油制成的发泡产品也引起1例肠胃疾病。这个奶油含有10 ng/g的葡萄球菌肠毒素A。1977年，在美国中西部，超过100位薄饼店的顾客在食用了发泡奶油后致病。在这两个案件中，其主要原因是温度滥用（当温度敏感的商品暴露在高于或低于其安全温度区）。
尽管在加工过程中大部分的细胞都随着酪乳被排出，但奶油中还可能存在着少量的病原体。以单核细胞增生李斯特氏菌为例，约95 %的量随酪乳排出，但剩余的菌即使超过70 d仍可恢复活性，在冷冻（-18℃）情况下存活数月[6]，正常的保存温度可以限制其生长。近年来，有许多关于研究奶油中沙门氏菌和单核细胞增生李斯特氏菌存活情况的文献报道[7-9]。另外，像金黄色葡萄球菌可在25℃～30℃的低盐（质量分数1 %）奶油（用乳清稀奶油生产的）和25℃的发酵发泡奶油中生长。虽然奶油体系并不利于致病菌生长，但不表示奶油可以完全不受致病菌的影响。因此，对奶油的安全控制仍不可放松。
虽然从机理上来说，脂肪低的奶油制品更有利于有害菌的生长，但未找到更多其直接引发食源性疾病的报道。有研究者对两种品牌的低脂奶油进行接种实验，发现单核细胞增生李斯特氏菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌在4℃情况下也能够生长。而且这两种致病菌比低脂奶油中自然存在的微生物生长更快[10]。
1.2 奶油的腐败及引起的危害
从微生物角度来看，奶油生产是一个相当敏感的过程，因此在过去，微生物腐败受到高度关注[11]。随着生产方法和卫生程度的改进，在现代乳品设备上生产出来的奶油微生物腐败已不常见。尽管如此，微生物腐败还是时有发生。
单胞菌腐败会引起产品的各种缺陷。如腐败交替单胞菌和黄杆菌属的生长会引起表面污点[12]，严重时会腐败产品中的蛋白质部分，表现出腐败、腐烂或干酪臭味。草莓假单胞菌和荧光假单胞菌会形成水果味，主要是产生了酯类。由于这些微生物既会水解蛋白也会水解脂肪，所以它们会形成酸败气味。生黑假单胞菌的生长可能造成黑色污点。乳酸乳球菌的一个变种会引起所谓的麦芽味缺陷，这是因为产生了3-甲基丁醛。如果该微生物在稀奶油巴氏杀菌前大量繁殖，这种风味就会继续存在于巴氏杀菌后的稀奶油。
酵母也是奶油主要腐败微生物，它们能在高盐、低pH和低温下生长和脂解。据报道红酵母属，解脂复膜孢酵母，罗伦隐球酵母和流散隐球酵母是零售奶油中主要酵母菌。会造成腐败的酵母包括解脂假丝酵母属，球拟酵母属，隐球酵母属和红酵母属。虽然酵母在低pH的发酵奶油中更利于生长，但在各种类型的奶油中都可能存在[13]。
霉菌腐败主要是一些可脂解的霉菌，如曲霉，枝孢霉，地霉和青霉[14]。其造成的腐败主要是脂肪分解，还会引起表面污点和不良风味。随着通风条件的改善及包装材料卫生标准的提高，由霉菌污染造成的腐败已不常见。有时，零售商因促销原因导致库存较大时，都会将奶油放置在-2℃～0℃下，认为这样可以保存更长的时间，实际上许多腐败霉菌即使在这个温度也是可以相对快速生长的。
奶油的腐败主要是影响保质期，但有时也会引起食品安全问题。细菌、霉菌、解脂假丝酵母等分泌的脂肪酶在光、热的共同作用下可水解脂肪形成小分子脂肪酸，在曲霉和青霉等微生物产生的酶类作用下，油脂的水解产物会被进一步氧化生成甲基酮等。这些小分子的醛类、酮类可能对身体健康有害。大量或长期食用可引起中毒，出现恶心、呕吐、腹泻、腹痛等症状[15]。
2.1 水分分布状态
传统奶油是“油包水”（w/o）型乳浊液塑性分散体系，它以脂肪为连续相，水以小水滴形式被一一分隔开。奶油的微生物稳定性主要依赖于水分的正确分布[16]。如果水分以细小水滴的形式分散，微生物的自然生长就会被限制，甚至在贮藏期间会消亡。当水滴分布差异大或形成了水分通道，那水相中的成分，如pH和盐在水溶液中的浓度则成为了保持品质的决定因素。
不同的生产方式会导致不同的微观结构，电镜检测结果显示在正确加工的奶油中，水相基本都是以一个个被隔开的球状或瘦长状水滴而存在，直径一般在30 μm，每个水滴都被高度融化的奶油脂肪结晶所覆盖。一般来说，正确加工的奶油中是不存在水分通道的。
奶油主要通过机械压炼来得到良好的物理结构。压炼前奶油颗粒之间有一定的间隙，水分在奶油颗粒之间形成许多通道并向各方面自由扩散，如图1（1）所示。通过压炼，压炼使脂肪球中的液体脂肪和结晶被挤压出来，脂肪团块形成连续相，水分以细小的水滴形式均匀地分散其中，并达到所要求的水分含量，如图1（2）所示[17]。压炼不足或是压炼过度都会使奶油中水滴大小不均，甚至产生游离水。
在传统的（批次生产）奶油中直径大于＞30μm水滴数量与压炼时间成反比。含有微生物的水滴分布不均匀的后果就是奶油中微生物分布高度不均匀。分批式生产时压炼不充分会导致水滴分布很差并加速微生物腐败。微生物的生长与可获取的营养和奶油中水滴的大小呈正相关。因此，水滴越小分布越均匀，微生物生长的可能性就越低。
图1 奶油的组织状态
Fig.1 Texture of butter
2.2 食盐
食盐（氯化钠）是奶油中重要的微生物抑制剂。同样，食盐必须在产品的水相中均匀分散，这样就能有效地抑制水滴中污染菌的生长。1.5 %盐含量的奶油水相中盐含量近9 %；这个量会抑制大多数细菌。然而，NaCl在水相中的分布不是完全均匀的，曾有研究者在用批次法新生产出来的含盐奶油中发现了盐含量为零的水滴[16]。因此，它的保存效果明显达不到理论上的效果。这也解释了为什么会在高盐含量的奶油中也会发生微生物变质。
通过添加盐可以赋予奶油风味，同时，加盐可抑制微生物的生长，对奶油安全性有重要作用。如果要添加盐，一般是在酪乳排完的最后一步才进行，这样可以避免盐进入酪乳中。
压炼不充分会导致盐在水滴中分布不均。在压炼过程中，盐会在盐粒和酪乳之间形成一个渗透梯度，这会促使水滴聚集并会导致自由水（漏孔奶油）和色泽缺陷（斑点）。充分压炼和使用细盐或盐粉都可以减少这种缺陷的发生。
2.3 保存条件
含盐奶油在冷冻情况下保存并不能保证微生物生长完全停止，因此盐分和其它溶解质的增加会使得水相的凝固点下降。然而，对于无盐奶油来说，冷冻贮存还是一种非常有效的方法。O’Toole提供的数据表明含盐奶油中微生物代谢活动的最低温度为-9℃[18]。感官评定结果显示在-6℃下保存12周的奶油其风味几乎没有什么损失；而在4℃或10℃下保存8周的奶油风味分值下降了1 %。
不同品种新鲜奶油中微生物的种类存在差异，深度冷冻储存具有选择杀伤作用，残留的是那些能耐受低温、高盐及高酸度的微生物类群。在甜奶油中，以微球菌属细菌为主；在酸性奶油中，则以酵母菌为主。这些可引起污染的微生物大多能水解脂肪、蛋白及产生各种色素。如采取合理的措施，使奶油中水均匀分布、正确包装及生产过程中污染较少等，即使不冷藏，产品的保质期也相当长。
产品在保存过程中还应避免光照，但零售产品很难做到这一点。光照中的紫外线渗透过传统羊皮纸的速度要高于其它包装物。在羊皮纸中加入二氧化钛色素可以改善羊皮纸的性能。铝箔复合羊皮纸包装性能更佳，但成本较高。采用金属箔包装可使奶油完全隔绝光。由于超市陈列货架处光照强烈，金属箔这一特点对奶油在超市销售尤为重要。有时也会采用透明材料包装，可以获得很好的外观，但光照会造成脂肪氧化，产品的货架期会缩短，而且出现安全问题的机率大大增加。
2.4 巴氏杀菌
美国联邦法规（21 CFR 58.334）中规定用于制做奶油的原料稀奶油的巴氏杀菌条件不低于85℃、15 s。将生乳分离出的稀奶油进行巴氏杀菌主要是为了杀灭相关可生长的微生物如假单胞菌属、黄杆菌属和致病菌（如单核细胞增生李斯特氏菌，大肠杆菌O157，弯曲杆菌属和沙门氏菌属），并降低可能引起腐败微生物的数量。热处理还有一些其它重要作用，通过破坏酶，特别是稀奶油中原生的或是微生物来源的脂肪酶（它会引起奶油的水解酸败）来改善保质期品质；结合抽真空可减少不良风味（如来自饲料）；激活巯基化合物（特别当温度＞105℃时产生）来降低奶油的自身氧化和液化乳脂肪以提高后续搅拌的效率。
稀奶油或分离稀奶油的生乳应通过控制储藏时间和温度确保其微生物生长降至最低。如果巴氏杀菌前微生物已经大量增殖，那一般的巴氏杀菌条件可能很难使所有相关微生物失活。根据杀菌温度不同，细菌性芽孢和一些更耐热的腐败菌营养体如链球菌和乳酸细杆菌可能不被杀死。当巴氏杀菌后中性的稀奶油或牛乳没有充分冷却时，芽孢可能会发芽并生长。巴氏杀菌是一个关键控制点，因此在奶油的生产过程中没有其它的去污染处理了。巴氏杀菌中的任何失误都可能导致致病菌的存活。另外，设计的后续工艺应该防止巴氏杀菌存活细菌的增殖并将再污染几率降到最低。
近来开始趋向于选择较高的温度，如88℃～93℃进行巴氏消毒。但在60℃～95℃范围内，随着温度的提高，铜离子易从乳清相中迁移到脂肪相，稀奶油的氧化稳定性逐渐降低[19]。因此，选择巴氏消毒的温度不是越高越好，在达到每毫升稀奶油中过氧化物酶及大肠菌群阴性的效果下，应将其对氧化稳定性的影响降至最低。
2.5 酸化
如果需要酸化（生化成熟），稀奶油通常被冷却到16℃～21℃，用可产酸的菌种，如乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种和产双乙酰乳酸菌（包括肠膜明串珠菌乳脂亚种、葡聚糖亚种和乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种）发酵4 h～6 h（或更长）至pH降至4.5～4.7，然后冷却到搅拌温度以终止发酵，在这个过程中，发酵剂产生的乳酸达到一定量时会对腐败微生物产生一定的抑制作用。如果酸性奶油的盐含量高于0.5 %，低pH和盐的催化作用相结合会使得奶油氧化敏感性提高。在一些国家，酸性稀奶油要添加碱或碱式盐（如氧化钙、碳酸钠或氢氧化钠）将pH调到6.0[5]。
搅拌期间，大多数微生物被留在酪乳中。因此，酪乳中的细菌量通常要高于稀奶油或奶油。当使用发酵稀奶油来生产奶油时，大多数的发酵剂微生物被留在酪乳中；还有一部分留在了奶油中（约占0.5 %～2.0 %）。Olsen等发现巴氏杀菌后接种的稀奶油中单核细胞增生李斯特氏菌的数量要比用它生产的奶油中的量高6.7倍～15倍，金黄色葡萄球菌也类似[20]。这些微生物是革兰氏阳性的，但其它的有不同细胞壁和膜结构的细菌在稀奶油和奶油中是如何分布的还不清楚。
2.6 其它添加物
当在奶油产品中添加调节风味的物质（如蜂蜜、大蒜、香草碎和水果）时，对于添加物的选择是要特别小心的，因为它们可能会带入额外的酶和微生物。例如，在奶油中添加未经巴氏杀菌的蜂蜜会使产品在2周内水解酸败，这是由于蜂蜜中含有脂肪酶[16]。只要添加操作正确，色素几乎不会对稀奶油或奶油的微生物产生影响。
总体来说，奶油类产品的安全性在乳制品中是比较高的。脂肪可被视作微生物生长的屏障，因此以脂肪为连续相的体系会比以水相为连续相的体系更为稳定。降低产品的脂肪含量会降低其微生物稳定性，因为这类产品中水滴尺寸更容易不均匀。另外，较高的水分含量也会使水相中的盐含量降低。在发达国家，由奶油污染直接导致的食源性疾病事件还是非常少见的。这主要是由于对生产过程的卫生状况、原料质量和应用巴氏杀菌的持续关注，避免了可增殖病原菌的出现。尽管如此，对于这类产品的安全性，特别是微生物安全还是有必要予以高度关注，特别是对新产品和新工艺。像含脂率为40 %的低脂奶油，其结构为水滴紧密装填其中的油包水型乳状液，该产品的弱点就是在加工过程中，随时随地会发生有害的相转变[21]。这种情况一旦发生，会因微生物作用而大大降低产品的安全性和保质期。对这类产品而言，生产条件就变得十分关键。
大多数的新技术对于产品安全性的提高是有积极作用的。数据表明用连续式搅拌压炼机器生产出来的奶油中水滴、盐和微生物分布要比批次生产出来奶油更加均匀。需氧菌平板计数显示连续式搅拌压炼得到的奶油与批次生产的奶油相比其微生物污染是稳步下降的[18]。技术的发展使得水分、盐分和微生物的均匀分布成为可能，这既提高了产品的安全性，也延长了奶油的保质期。
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Safety of Butter and Influencing Factors
Abstract：Dairy safety is increasingly subject to public concern，while domestic butter industry uses the tradtional batch churn methods and lacks of experience of safety studies，risk control and crises handling about butter. Factors that affect product safety were introduced and risk of microbial contamination for butter products was also presented in this review. This review provided theoretical support for developing and manufacturing of butter in China.
Key words：safety；butter；influencing factors
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.04.049
基金项目：上海市科委启明星项目资助（13QB1400200）
收稿日期：2014-09-09