研究背景

Holder巴氏消毒（62.5°C，30分鐘）是世界母乳庫(kù)應(yīng)用的常規(guī)微生物安全措施。然而，乳清蛋白尤其是α?乳白蛋白和乳鐵蛋白對(duì)熱較為敏感，既往研究多通過(guò)間接方法推斷其損失，缺乏直接、同步對(duì)準(zhǔn)多種蛋白的定量數(shù)據(jù)。要想權(quán)衡安全與營(yíng)養(yǎng)，必須先準(zhǔn)確量化熱處理究竟抹去了多少功能性蛋白。

一項(xiàng)發(fā)表于《Current Research in Food Science》的研究，利用外腔量子級(jí)聯(lián)激光器（EC?QCL）中紅外光譜技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人乳及捐贈(zèng)人乳中四種蛋白的同步快速定量。該方法無(wú)需復(fù)雜前處理，單次分析僅需數(shù)分鐘，為母乳庫(kù)的質(zhì)量控制與個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)支持提供了新工具。

研究方法

借助前文所述的EC?QCL中紅外光譜系統(tǒng)，研究者對(duì)34份生乳和34份對(duì)應(yīng)的巴氏消毒乳進(jìn)行了配對(duì)分析。每一對(duì)樣品均來(lái)自同一批捐贈(zèng)乳汁，差別就是是否經(jīng)過(guò)Holder消毒。通過(guò)已校準(zhǔn)的PLS模型，同時(shí)讀取α?乳白蛋白、乳鐵蛋白、酪蛋白和總蛋白的濃度，直接計(jì)算保留率。

成果說(shuō)明

數(shù)據(jù)非常直觀（圖4）：酪蛋白和總蛋白相當(dāng)耐熱，濃度降幅只有大約3%，這意味著如果只監(jiān)測(cè)總蛋白，幾乎看不出巴氏消毒的影響。但乳清蛋白則是另一幅畫(huà)面——乳鐵蛋白損失14%，α?乳白蛋白更是掉了24%。這兩種蛋白分別承擔(dān)著抗菌、調(diào)節(jié)鐵吸收、促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)以及協(xié)助消化等多重功能，它們的顯著減少意味著巴氏消毒可能削弱捐贈(zèng)乳的免疫保護(hù)能力和腸道發(fā)育支持作用。同時(shí)，光譜的偏最小二乘判別分析（PLS?DA）也再次印證，生乳和巴氏消毒乳的紅外光譜存在系統(tǒng)性偏移，加工痕跡可被客觀識(shí)別。

 圖4：（A）配對(duì)生乳（DHM?Pre）與巴氏消毒乳（DHM?Post）樣品基于激光紅外光譜的均值與標(biāo)準(zhǔn)差（每組 N=34）；（B）基于激光紅外光譜的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品 PLS?DA 得分圖（二階導(dǎo)數(shù) + 均值中心化，2 個(gè)潛變量）；（C）基于 EC?QCL 紅外光譜的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品交叉驗(yàn)證（CV）預(yù)測(cè)結(jié)果（p<0.01，Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)）；（D）基于 EC?QCL 紅外光譜的 PLS 模型所預(yù)測(cè)的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品中 α?乳白蛋白、乳鐵蛋白、酪蛋白和總蛋白的濃度。注：紅色虛線表示判別閾值；AUROCCV，交叉驗(yàn)證受試者工作特征曲線下面積。

結(jié)論

Holder消毒的選擇性破壞被激光光譜清晰地量化出來(lái)：安全的確換來(lái)了蛋白結(jié)構(gòu)的部分犧牲，而犧牲的恰恰是母乳中與免疫功能最緊密的乳清蛋白。這些數(shù)字為推動(dòng)更溫和消毒工藝（如高壓、紫外處理）的研發(fā)提供了直接的定量依據(jù)，也為工藝優(yōu)化提供了快速評(píng)價(jià)工具。

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參考文獻(xiàn)：

Ten-Doménech I, Vijayakumar S, Schwaighofer A, et al. Laser-based mid-IR spectroscopy as a rapid analytical technique for the quantification of human milk proteins. Current Research in Food Science, 2026, 13: 101492.