二氧化碳抑菌技術在（zài）乳（rǔ）製品保鮮的（de）應用

　　乳製品抑菌保鮮（xiān），是乳製品貯藏乃至銷售階段具有重要意義的環節，關係到（dào）食用者的健康、生產企業的經濟損失和企業形象。酸化、變質（zhì），是導致乳製品風味劣變和漲袋的核心因素，也是（shì）乳製品（pǐn）保（bǎo）鮮貯藏技術所（suǒ）麵對的最大挑戰。乳（rǔ）製（zhì）品酸化變質，不單單僅是腐敗菌群的個（gè）人表演，而是（shì）腐敗菌群及其釋放（fàng）的胞（bāo）外酶的共同作（zuò）用而成。

乳製品變質的主要成因——微生物（wù）

　　乳製品營（yíng）養豐富，是廣譜微（wēi）生物群的理想（xiǎng）培養基（jī）。大部分乳製品成品，如巴士殺菌鮮奶、酸奶等（děng），需要采用低溫貯藏（cáng）以保持優良品質和營養成分。但低溫貯藏並（bìng）不是對所有微生物都有抑製作用，比如嗜冷菌。根據文獻資料（liào），所有乳製品貨架（jià）期中（zhōng），25%的問題由（yóu）耐熱的嗜冷菌引（yǐn）起的。

　　嗜（shì）冷（lěng）革蘭氏陰性菌屬（shǔ），其生長（zhǎng）使冷藏的原料和（hé）巴氏（shì）殺菌乳、脫脂幹酪和類似產品中的微生物惡化。假單胞菌，是嗜冷菌的（de）代表菌株，革蘭氏（shì）陰性、兼性厭氧、嗜（shì）冷菌，不僅可以在乳中生（shēng）長，還可釋放出許多（duō）可降解乳成分的胞外酶，主要（yào）是蛋白酶和脂肪酶，能夠分解（jiě）蛋白質和脂肪，使乳（rǔ）產生感（gǎn）官缺陷。這（zhè）些酶（méi）具有耐熱特性，從而影（yǐng）響了（le）巴氏殺菌乳（rǔ）的產品保藏質（zhì）量（liàng）。

　　酵母（mǔ）和黴(地絲菌屬、扇·黴屬，毛黴，支鏈（liàn）胞（bāo）屬（shǔ），青（qīng）黴（méi）菌）導致風味、質地和可見的腐敗。耐熱的乳酸球菌的生長（zhǎng）能降低巴氏（shì）殺菌乳的pH值直到發生凝乳。

　　相關研究表明，鮮牛乳經（jīng）巴（bā）氏殺菌後仍殘有（yǒu）一定數量的微生物。一般自牛乳經巴氏殺菌後7d內（nèi），微生物生長緩慢。隨著貯藏時間的（de）延長，以假單胞菌為主（zhǔ）的嗜冷菌數量快（kuài）速增長，當（dāng）貯藏（cáng）時間到10~12d，假單胞菌數（shù）量可達峰值。於此同時，乳（rǔ）酸鏈球菌等開（kāi）始迅速繁殖，分解乳糖產生乳酸，酸度升高，牛乳的PH值持續下降（jiàng）。此時假單（dān）胞菌的生長受限，12d後開始大量死亡。當PH值降到5時，乳酸鏈球菌的生（shēng）長也受抑製。由於乳酸杆菌的耐酸能力較強（qiáng），逐漸占領繁殖優勢，並繼續產酸。此時，乳中出（chū）現大量乳凝塊（kuài），並有乳清析出。

二氧化碳抑菌技術在乳製品的應用

　　二氧化碳，是碳原子最高（gāo）氧化狀態（tài），常溫下以無色無味的氣（qì）體狀態存在，微溶於水。二氧化碳是一種天然抗（kàng）微生物劑，具有抑製微生物生長的作用。因為，二（èr）氧化碳分子（zǐ）是非極性的，易溶解在微生物細胞膜的脂質雙分子層（céng）中，會增加膜的流動性，從（cóng）而使細胞質暴露在有（yǒu）毒的環境中。微生物的細胞質含有水分（fèn），而二氧化碳與水將發生水合反應，生成碳酸（suān），導致細胞（bāo）質的PH值（zhí）降低，這種變化將給（gěi）細胞加壓。二氧化碳在細胞內積累，微生物視其為代謝廢物（wù）需消（xiāo）耗更（gèng）多代謝能量（liàng）。同時取（qǔ）代氧氣最小限度發生降解反應，擾亂微生物正常的生理平衡。

　　二氧化碳抗菌技術應用於（yú）乳製品保鮮常采用兩種方式（shì）：直接添加二氧化碳的方式和充入二氧化碳混合氣體的MAP氣調包裝技術。

　　已（yǐ）有相關研究證實，二氧化（huà）碳對革蘭氏陽（yáng）性和革蘭氏陰性微（wēi）生物的生長都具有抑製作（zuò）用。這種抑製作（zuò）用的發揮效果主要依賴於二氧化碳在產品中的溶解程度，故更易溶解的液態乳製品更宜采用直接添加二氧化碳的方式。

1、 直接添加二氧化碳

　　直接（jiē）添（tiān）加二氧化碳的方法（fǎ）是將裝有液化和壓縮二氧化碳的鋼瓶利用減壓閥和導（dǎo）管連通液態乳容器底部，以較低的壓力向液態乳中充入適量二氧（yǎng）化碳。

　　當采用此方法對於液態乳的貨架期具有顯著的延長作（zuò）用。例如巴氏殺菌乳，常規貨架期一般為15d左右，直接充入二氧化碳（tàn）後貨架期可延長7天左右。但是，這種對液態乳貨架期的有（yǒu）益作用還受到包裝材料阻隔性的影響。

　　包裝材料是隔離液態乳與外界環（huán）境的屏障，重點是對氧氣這一加速乳品氧化（huà）變質（zhì）進（jìn）程的氣體的阻隔。該（gāi）性能一般利用包裝材料的氧氣透過率（lǜ）指標表（biǎo）征，氧氣透過率越大的（de）包（bāo）材，單位時間內透過同一麵積包材的氧（yǎng）氣量就越多。眾所周知，氧氣能促進微生物（wù）的生長繁殖，這就致使（shǐ）二氧化碳抗菌效果以及延長貨架期的作用大打折（shé）扣。

　　筆（bǐ）者曾利用Labthink品牌的VAC-V2壓（yā）差法（fǎ）氣（qì）體滲透儀測試了不同貯藏溫度下的（de）多種液態乳包裝材料的氧氣透過率，如（rú）表1所示。可見，複合（hé）膜的氧氣透過率明顯低於PE膜，這是因為複合膜集合了多種膜材的優點，尤其（qí）是添加了鋁箔（bó）的（de）複合（hé）膜，氧氣透過率僅為同溫度下PE膜的0.05%~0.16%。表1也反映了包裝材料的氧氣（qì）透過率指標（biāo）受溫度影響情況，即溫度越（yuè）高，材料（liào）的氧氣透過率（lǜ）越大，越不利於對氧氣（qì）的阻隔。

　　基於表（biǎo）1的試驗結果，對於采（cǎi）用直接添（tiān）加二（èr）氧化碳（tàn）抑菌方法的液態乳，建（jiàn）議選擇多（duō）層塑塑複合膜、鋁塑複合膜（mó）、紙鋁塑複（fù）合（hé）膜，或（huò）者鍍鋁複合膜等，能產生協同抑菌作用（yòng）。相關研究顯示，原（yuán）料乳中注（zhù）入二氧化碳後，采（cǎi）用高阻隔材（cái）料包裝，其貨（huò）架期提高了97.9%，而采用低阻隔材料（liào）包（bāo）裝（zhuāng），其貨架期也提高了65.6%。

　　MAP又稱氣調保鮮包（bāo）裝（zhuāng），是一種通過調節包裝內（nèi）氣體含量以營造利於抑菌保鮮氣體氛圍（wéi）的包裝形式。粉類乳製（zhì）品，由於形態緣（yuán）故，更適宜采用MAP氣（qì）調包裝（zhuāng）技術。實際（jì）中（zhōng），需要將一定比例的氮氣和二氧化碳混合氣體充入包裝內，惰性氣體氮氣能最（zuì）大限度（dù）降低乳粉包裝內氧（yǎng）氣殘留量，二（èr）氧化碳則協同發揮對乳（rǔ）粉中嗜氧菌繁（fán）殖的抑製作用，延長貨架期（qī）。

　　需要（yào）注意的是，MAP氣調包裝技術的抑菌效果與包裝內各氣體成分含量的穩定程度密切相關。若乳粉所用包裝對氣（qì）體的阻隔（gé）性較差，或乳粉包裝密封不良，則易改變包裝內部氮氣或二氧化碳的含量，這也是乳粉氣調包裝要求使用對氣體具有高阻隔性的包裝材料，以及建立定期檢測包裝內（nèi）氣體成分含量的日常監測機製的（de）原因。

　　筆者所在的濟（jì）南蘭（lán）光包裝安全檢測（cè）中心的研究人員，曾利用CLASSIC 650頂空氣（qì）體分析儀測（cè）試了罐裝乳粉和鋁塑複合膜袋裝乳粉兩種乳粉（fěn）試樣的頂空氣體（tǐ）成分含量，結果如表2。罐裝乳粉采用的是充入二氧化碳（tàn）和氮氣的氣調包裝，試驗期間各氣體成分含量較為穩（wěn）定，原因可能在於馬口鐵（tiě）罐自身對於氣體優異的阻隔性。鋁塑複合膜袋裝乳粉采用的是充氮（dàn）包裝（zhuāng）形式，從表2可以觀察到，氧氣含量隨著貯藏時間的延長出現緩慢上升，氮氣和二氧化碳含量逐漸減少。這可能由於鋁塑複合袋表麵存在針孔或折痕，或者存在泄漏點，增大了包裝整體的氧氣透過量。

　　抑菌，是乳（rǔ）製品貯藏保鮮領域的永久話題。以嗜（shì）冷菌為主的微生物菌群在低（dī）溫環境中仍具有較為活躍的繁殖性，是乳製品最為主要的致腐菌（jun1）群。二氧（yǎng）化碳是（shì）一種天然抗微生物劑，具有抑製微生物生長的作用，可采用向乳製品中直接添（tiān）加二氧化碳的方式和充入二氧化碳混合氣體的MAP氣調包裝技術實現抑菌保（bǎo）鮮目的。