鮮奶保存期限未到期卻變質之可能原因推估
近日一款HTST鮮奶被好市多自主下架，媒體紛紛報導，引發社會各界熱烈討論。
在國家標準（CNS）中，鮮乳（CNS 3056）的定義指以生乳為原料，經加熱、殺菌（殺死病原菌）、包裝後冷藏供飲用之乳汁。鮮奶使用的LTLT、HTST或UHT殺菌，不論是高溫殺菌或低溫殺菌，保存上沒有問題，只有保存時間可以多長或多短的問題，鮮奶保存須考慮二個很關鍵的因子:衛生與冷鏈。
由鮮乳定義:
生乳 à 加熱、殺菌 à 包裝 à 冷藏
乳中可能存在的病原性細菌如結核菌、布魯氏菌屬在LTLT 或HTST 的殺菌條件下即可殺滅；而耐熱性的產孢菌孢子如枯草菌孢子、好氣性芽孢菌孢子、肉毒梭菌孢子等則在UHT 殺菌仍無法死滅。因此，生乳衛生很重要，減少微生物的存在量即可減少食安的風險。
在美國，由於微生物的腐敗，估計在整個牛奶供應鏈[農場，零售和消費者]中，流動奶的總牛奶供應量中約有31％會損失。巴氏殺菌乳主要由孢子形成細菌或由巴氏殺菌後污染（Post- Pasteurization Contamination；PPC）引起的嗜冷革蘭氏陰性細菌破壞。
圖1：農場和加工廠的液態奶樣品採集點的簡化圖。樣品點包括農場的[A]採樣口，[B]卡車的油箱出口閥，[C]原料奶罐，HTST巴氏殺菌前後的[D和E]，[F]巴氏殺菌奶罐和[G]填料後立即從生產線上取下的包裝產品。(Maricarmen Estrada-Anzueto等人；2017)
一、菌數: 若產品細菌總數有大幅度增加，應為生產過程中的二次污染或產品冷鏈中斷造成產品貯運時溫度升高所致；
二、熱穩定性酵素: 若產品細菌總數沒有明顯異常，則歸咎於原料生奶的品質問題（即嗜冷菌產生的熱穩定性蛋白酶和脂肪酶所致）。
三、孢子與生物膜: 生乳或製程中產孢性嗜冷菌孢子數量汙染過多，經過HTST殺菌法後激活或造成二次汙染。
冷藏乳的變質主要在於乳液中的蛋白質和脂肪分解。多數假單胞桿菌屬(Pseudomonas)中的細菌均具有產生脂肪酶的特性，即使在加熱滅菌後的乳液中，還會殘留脂肪酶的活性。而產鹼桿菌屬(Alcaligenes)和假單胞桿菌屬(Pseudomonas)是在低溫條件下促使蛋白分解腖化的主要細菌。
需氧孢子形成細菌，例如來自Sporosarcina，Paenisporosarcina，Brevibacillus，Paenibacillus，Geobacillus和Bacillus的細菌，在這方面是特別關注的，因為它們能夠在工業巴氏殺菌中存活，並在牛奶的輸送管件和不銹鋼設備中形成生物膜。這些單種或多種生物膜成為腐敗微生物的儲存器，並且可以引發污染循環。
由於孢子的產生，蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)菌株能夠在工業巴氏殺菌過程中存活，而嗜冷的菌株(psychrotrophic strains)能夠在冷藏溫度下存活，並且可以影響巴氏殺菌的牛奶的保質期。
參考資料:
1. 2015 N Gopal et, al.，The Prevalence and Control of Bacillus and Related Spore-Forming Bacteria in the Dairy Industry
在美國，由於微生物的腐敗，估計在整個牛奶供應鏈[農場，零售和消費者]中，流動奶的總牛奶供應量中約有31％會損失。巴氏殺菌乳主要由孢子形成細菌或由巴氏殺菌後污染（Post- Pasteurization Contamination；PPC）引起的嗜冷革蘭氏陰性細菌破壞。
液態乳早期腐敗的主要原因是能夠在冷藏溫度下生長的孢子形成細菌和巴氏殺菌後污染（PPC）生物。Maricarmen Estrada-Anzueto等人(2017)，在三個時期（2012年春季，2012年秋季和2013年春季）從不同地點（農場[A]，卡車[B]，加工廠[C、D、E、F]和包裝產品[G]）收集原料和巴氏殺菌牛奶樣品(圖1)。從實驗室熱處理的原料乳樣品中獲得的分離物包括芽孢桿菌屬物種(Bacillus spp.)（84％），類芽孢桿菌屬(Paenibacillus spp.)（11％）和其他孢子形成細菌（5％）;而來自商業巴氏殺菌牛奶樣品的那些被鑑定為芽孢桿菌屬物種（54％），PPC（29％），類芽孢桿菌屬（12％）和其他孢子形成細菌（5％）。PPC仍然是商業巴氏殺菌乳中的一個問題，特別是在灌裝階段。
根據對鮮奶中的微生物變化情況的分析結果，將造成鮮奶保存期限未到期卻發生發酸變質、結塊現象的可能原因分為三類：
一、菌數: 若產品細菌總數有大幅度增加，應為生產過程中的二次污染或產品冷鏈中斷造成產品貯運時溫度升高所致；
二、熱穩定性酵素: 若產品細菌總數沒有明顯異常，則歸咎於原料生奶的品質問題（即嗜冷菌產生的熱穩定性蛋白酶和脂肪酶所致）。
三、孢子與生物膜: 生乳或製程中產孢性嗜冷菌孢子數量汙染過多，經過HTST殺菌法後激活或造成二次汙染。
乳中所含嗜冷菌及其胞外酶濃度的大小直接影響著牛乳的貨架期，加工過程中一般採用的熱殺菌只能殺滅乳中細菌包括嗜冷菌，但無法清除嗜冷菌的代謝產物-耐熱性胞外酶，如脂肪酶和蛋白酶卻仍然能夠保持活性，隨著上市時間的延長口感下降,成品乳保質期縮短。降低嗜冷菌在生長繁殖過程中產生的耐熱性胞外酶的濃度，以確保乳製品的品質及其貨架期。
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| (本文筆者製表) |
嗜冷菌(Psychrotrophic bacteria)可以在4℃貯存的奶中生長。經過48－72小時的馴化期，生長進入對數期，其結果導致脂肪和蛋白質分解，使乳製品產生異味並危害產品品質。尤其以
圖1 溫度範圍在5°C和60°C之間稱為溫度危險區域
冷藏乳的變質主要在於乳液中的蛋白質和脂肪分解。多數假單胞桿菌屬(Pseudomonas)中的細菌均具有產生脂肪酶的特性，即使在加熱滅菌後的乳液中，還會殘留脂肪酶的活性。而產鹼桿菌屬(Alcaligenes)和假單胞桿菌屬(Pseudomonas)是在低溫條件下促使蛋白分解腖化的主要細菌。
需氧孢子形成細菌，例如來自Sporosarcina，Paenisporosarcina，Brevibacillus，Paenibacillus，Geobacillus和Bacillus的細菌，在這方面是特別關注的，因為它們能夠在工業巴氏殺菌中存活，並在牛奶的輸送管件和不銹鋼設備中形成生物膜。這些單種或多種生物膜成為腐敗微生物的儲存器，並且可以引發污染循環。
由於孢子的產生，蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)菌株能夠在工業巴氏殺菌過程中存活，而嗜冷的菌株(psychrotrophic strains)能夠在冷藏溫度下存活，並且可以影響巴氏殺菌的牛奶的保質期。
多年來，蘇力菌芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)的商業製劑已被用作生物殺蟲劑，因為它是能夠產生幾種殺蟲蛋白的昆蟲病原體。因此，用蘇力菌芽孢桿菌製劑噴灑農作物以防止昆蟲侵襲是常見的，如果細菌製劑在消費時持續存在，則提出了對人類有致病性的腸毒素的流行的問題。
聯合報5月13日一篇報導義美鮮乳質變下架 專家：風險高，企業把關必須更嚴謹，其內文寫道: 國內的乳品專家、台大動科系教授陳明汝表示，這已經不是義美第一次發生這種問題了。義美採用H.T.S.T殺菌法，要做這樣的方式是有條件的，生乳生菌數要低、衛生要求要比較高，要非常避免後汙染，也就是殺菌完，填充完要特別注重衛生。她表示，要做這樣的製作方式，要了解台灣人的消費習慣，後端的冷鏈要能夠控制，否則常常會出問題，台灣的乳品廠大部分不敢做，主要是會有很多客訴，要這樣做，就要把風險降很低，不能出問題以後，就說牛奶是低溫殺菌的，企業必須多負點責任，把前端後端都控制好。
過程優化，良好生產實踐(GMP)的一致應用，以及從收穫到加工和分配的冷鏈控制，對於生產高質量的液態奶產品至關重要。因此，前端牧場的原料品質與中端工廠的加工衛生要求，以及後端物流、商家到消費者，從農場到餐桌全系統性的冷鏈要能夠控制，這三端的衛生與冷鏈都能控制好，才可能把未到期卻有發酸變質、結塊現象風險降低。
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圖3 衛生與冷鏈在HTST鮮奶保存期限中相對關係風險矩陣圖(本文筆者製圖)
A. 衛生等級控制可達高標，冷鏈都能控制在4℃以下，乳品品質優，微生物危害風險低，乳品可保存之期限10~14天或更久。B.和C. 只要衛生等級或冷鏈其中一項無法掌控之下，乳品可保存之期限約7~10天，D. 若是衛生等級或冷鏈二者都很難掌控，但可以符合法規最低標準，乳品可保存之期限約5~7天。 |
HTST鮮奶保存須考慮二個很關鍵的因子:衛生與冷鏈(圖3)。首先，通常情況下，衛生與冷鏈都掌控的好，乳品可保存之期限10~14天或更久。最差之下，但可以符合法規最低標準，乳品可保存之期限約5~7天。再者，有些廠商一開始就將保存期限降等，是為了避免客訴，而非品質差，如A降到B、C、D之保存之期限，B、C降到D保存之期限，可是這種情況出卻會現乳品過期卻不壞的例子，有些消費者就會懷疑是否有添加防腐劑或其它化學物，而廠商飽受「化學鮮奶」或「化工鮮奶」污名之攻擊。也會有第三種狀況，有些廠商衛生與冷鏈未升級，卻將保存期限升等，以獲取消費者青睞，這種便可能涉及欺詐。
在美國，巴氏殺菌乳的保質期通常在14到21天之間變化。巴氏殺菌乳條例（PMO）規定巴氏殺菌乳和其他用“A”級牛奶生產的乳製品的生產，加工和商業化。來自單一生產者的原料奶應具有低於100,000 CFU / mL（5個對數）的標準平板計數（SPC）。原料奶必須進行巴氏消毒，在產品保質期內，“A”級巴氏殺菌乳應具有<20,000
CFU / mL的SPC和≤10 CFU/ mL的大腸桿菌群數量。台灣乳品類衛生標準在產品保質期內生菌數<50,000
CFU / mL是相對寬鬆的。
此次事件，全台都發生多起案例，並非單一點的案例，事後，義美聲稱乳源沒問題，同乳源其它產品沒問題，以及第一時間檢驗留樣商品生菌數，只宣稱是「合格」的，並未提供實際數值，而好市多尚未准許同商品上架，而准許另一支UHT商品上架，有可能生菌數是符合台灣的最低標準，但不符合美國“A”級巴氏殺菌乳的高標準。義美這支HTST鮮奶產品從2016年5月起在好市多上架，至今已經三年多，消費者的購物習慣在這三年來並未有特別不同，今年這起案例，義美HTST鮮奶疑似可能存在巴氏殺菌後污染(PPC)問題。
過程優化，良好生產實踐(GMP)的一致應用，以及從收穫到加工和分配的冷鏈控制，對於生產高質量的液態奶產品至關重要。因此，前端牧場的原料品質與中端工廠的加工衛生要求，以及後端物流、商家到消費者，從農場到餐桌全系統性的冷鏈要能夠控制，這三端的衛生與冷鏈都能控制好，才可能把未到期卻有發酸變質、結塊現象風險降低。
1. 2015 N Gopal et, al.，The Prevalence and Control of Bacillus and Related Spore-Forming Bacteria in the Dairy Industry
2. 2015 GB de Oliveira et, al.，Psychrotrophic bacteria in milk: How much do we really know?
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4507522/
3. 2017 Maricarmen Estrada-Anzueto et, al.，Identification of Spoilage Bacteria Present in Laboratory Heat- Treated and Commercially Pasteurized Milk: A Case Study Involving Milk Production Chain in Nebraska
http://www.rroij.com/open-access/identification-of-spoilage-bacteria-present-in-laboratory-heat-treated-and-commercially-pasteurized-milk-a-case-study-involving-mi-.php?aid=86028
3. 2017 Maricarmen Estrada-Anzueto et, al.，Identification of Spoilage Bacteria Present in Laboratory Heat- Treated and Commercially Pasteurized Milk: A Case Study Involving Milk Production Chain in Nebraska
http://www.rroij.com/open-access/identification-of-spoilage-bacteria-present-in-laboratory-heat-treated-and-commercially-pasteurized-milk-a-case-study-involving-mi-.php?aid=86028
4. 2016 郭卿雲。生乳殺菌與鮮乳保存面面觀。畜產專訊
5. 2019 義美鮮乳質變下架 專家：風險高，企業把關必須更嚴謹。聯合報
https://udn.com/news/story/7270/3809512
6. 圖1來自網路 https://foodsafety.asn.au/topic/temperature-danger-zone/
延伸閱讀資料:
6. 圖1來自網路 https://foodsafety.asn.au/topic/temperature-danger-zone/
延伸閱讀資料:
1. 優良乳品原料。 畜產加工主題館 - 農業知識入口網 - 行政院農業委員會
感謝祥細又專業的分析，^^比去看些新聞亂報好多了
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