Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety | 高压处理对牛乳中微生物灭活和生物活性蛋白保留的影响

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本文系统综述了高压处理（HPP）在牛乳加工中对微生物灭活和生物活性蛋白保留的影响，评估了不同HPP参数的杀菌效果与蛋白活性保护之间的平衡，为未来乳制品加工技术的优化提供了重要参考。

 

文献概述
本文《Effect of High-Pressure Processing Operating Parameters on Microbial Inactivation and Bioactive Protein Preservation in Bovine Milk: A Systematic Review》，发表于《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》杂志，回顾并总结了高压处理对牛乳中微生物灭活和生物活性蛋白保留的影响，探讨了不同HPP参数在杀菌效率和蛋白结构维持方面的表现，以及未来优化方向。

背景知识
牛乳是一种重要的营养来源，含有多种具有生物活性的蛋白质，如乳铁蛋白（LF）、β-乳球蛋白（β-LG）、乳过氧化物酶（LPO）和免疫球蛋白（Ig）。这些蛋白具有抗菌、抗炎和免疫调节功能，但传统热处理会导致其结构变性，降低功能活性。高压处理（HPP）作为一种非热加工技术，已被广泛用于果汁和高水分食品中，但尚未在美国被批准用于乳制品加工。本文通过系统性文献分析，评估了HPP在乳中应用的可行性，重点分析了其对病原微生物（如李斯特菌、大肠杆菌、沙门氏菌）的灭活能力以及对生物活性蛋白结构的保留效果，旨在找到既能杀菌又不破坏蛋白的优化参数。

 

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研究方法与实验
该研究遵循PRISMA指南，系统性筛选了来自PubMed、EMBASE、MEDLINE和Web of Science数据库的10,296篇文章，最终纳入89篇文献进行分析。研究聚焦于生牛乳，排除重组乳和营养强化乳。通过分析不同HPP参数（压力、时间、温度）对微生物灭活和蛋白保留的影响，采用PlotDigitizer提取图表数据，并使用混合模型ANOVA分析主要参数对灭活效果的显著性。

关键结论与观点

• 在压力≥600 MPa下，李斯特菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的平均灭活效果>5-log，而大肠杆菌需要更高的压力（600 MPa）才能有效灭活。
• 低压处理（300–400 MPa）可有效保留如乳铁蛋白、碱性磷酸酶等生物活性蛋白，但高压处理（>400 MPa）会导致β-LG和IgG等蛋白变性。
• 压力、温度和时间对灭活效果均有显著影响，其中压力是最重要的因素。
• 不同研究中HPP参数的差异导致灭活和保留效果的不一致，强调标准化操作条件的必要性。

研究意义与展望
本文强调了未来研究需同时评估HPP对微生物灭活和蛋白活性保留的影响，以支持监管审批和工业化应用。同时，研究指出当前文献在实验设计、检测方法和设备参数方面的不一致性，为后续优化提供了理论基础。

 

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结语
本研究系统评估了HPP在牛乳加工中的潜力与局限。结果表明，HPP可以在保持生物活性蛋白的同时有效灭活病原微生物，但需精确控制压力、温度和处理时间。未来的研究应聚焦于同时优化灭活和蛋白保留，并在标准化条件下进行跨实验室验证，以推动HPP在乳制品行业的广泛应用。本文为相关技术的工业化应用提供了理论支持和参数建议，有助于提升乳制品质量与安全性。

 

Rudy Sykora, Caleb Mark, Marie Biondi Ryan, Michael Pitino, and David C Dallas. Effect of High‐Pressure Processing Operating Parameters on Microbial Inactivation and Bioactive Protein Preservation in Bovine Milk: A Systematic Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety.