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在母乳喂养受限的情况下，婴儿配方奶粉（IF）成为重要营养来源。为探究其生产过程的环境影响，研究人员对比经典巴氏杀菌和微滤替代工艺。结果显示，替代工艺虽降低能耗，但因原料需求增加，整体环境影响与经典工艺相当。该研究为 IF 生产的可持续发展提供策略。
在婴儿喂养领域，母乳喂养无疑是最理想的选择，能为 0 - 6 个月的婴儿提供全面且优质的营养。然而现实却不尽如人意，全球仅有 48% 的婴儿能遵循世界卫生组织（WHO）的母乳喂养建议。在法国，这一情况更为严峻，1 个月大的婴儿中仅有 56% 仍在纯母乳喂养，到 2 个月时降至 34%，6 个月时更是只有 8%。不同国家之间的差异也十分显著，北美 6 个月婴儿纯母乳喂养率仅 26%，而东非、南非和亚洲部分地区则能达到 58% - 60%。在母乳喂养受限的情况下，婴儿配方奶粉（Infant Formula，IF）成为保障婴儿营养的重要替代品。
传统的婴儿配方奶粉生产工艺中，常采用巴氏杀菌等热处理方式来确保微生物安全。但这种方法会导致蛋白质变性和美拉德反应，降低奶粉的营养品质。为解决这些问题，新的生产工艺应运而生，其中利用膜微滤的低温杀菌技术，不仅能去除细菌，还能减少牛奶蛋白的热变性，提升奶粉的氮消化率和感官特性。同时，乳制品行业的温室气体（GHG）排放不容忽视，全球占比 3 - 4%，法国更是达到 6 - 7%，所以确保 IF 供应的可持续性至关重要。此前关于 IF 生产的环境影响研究存在诸多局限性，如使用平均配方、数据不确定性大等。
基于此，来自法国相关研究机构的研究人员开展了一项对比研究，对经典的基于巴氏杀菌的生产路线和采用膜微滤去除细菌的替代生产路线进行生命周期评估（Life Cycle Assessment，LCA），旨在支持 IF 的生态设计，确定生产过程中的热点环节，并找出可操作的生态设计策略。该研究成果发表在《Cleaner Environmental Systems》上。
研究人员采用归因生命周期评估方法，遵循 ISO 14040:2006 标准，以法国典型的半工业化乳制品厂为研究对象，收集了大量一手数据。研究的功能单位为 1 kg 半工业化生产的未包装婴儿配方奶粉，系统边界涵盖从原料农业生产到产品加工的各个环节，但不包括包装、运输、零售等下游过程。通过建立详细的生命周期清单（Life Cycle Inventory，LCI），研究人员对原料、加工过程及其他参考流进行数据收集和分析，并选用 Environmental Footprint 3.0 方法进行环境影响评估，同时采用多种其他表征方法进行结果验证。此外，还进行了不确定性分析和敏感性分析，以探究不同因素对环境影响的作用。
研究结果表明，在 8 个选定的影响类别中，替代路线在土地使用方面的影响仅比经典路线高 12% 左右，在气候变化、化石资源消耗等多数类别上差异在 10% 以内。从整体看，替代路线的环境影响略高于经典路线，主要原因是微滤过程需要更多的原料奶。蒙特卡罗模拟显示，经典路线在化石资源消耗和电离辐射方面的影响高于替代路线，而替代路线在其他 6 个影响类别上影响更高，但两者总体差异并不显著。
在贡献分析中发现，原料的农业生产和工业加工是环境影响的主要来源，运输和废物处理的影响较小。牛奶和植物油等原料对与农业实践相关的影响类别贡献巨大，而加工阶段对能源消耗相关的影响类别贡献显著，其中真空蒸发浓缩和喷雾干燥是能源消耗的主要环节。
对比微滤和巴氏杀菌操作单元的环境影响，微滤在土地、水和化石资源使用等方面影响更高，其清洗阶段对环境影响占比大；而巴氏杀菌在稳态和清洗阶段对环境影响较大。敏感性分析则证实，优化婴儿配方奶粉混合物 1 的干物质（Dry Matter，DM）含量，如减少水的使用或使用浓缩液态乳清蛋白分离物（Whey Protein Isolate，WPI）溶液，可降低 IF 生产的潜在环境影响，减少能源消耗和用水。
研究结论指出，目前基于 1 kg 未包装婴儿配方奶粉的功能单位，替代路线不能被视为生态设计的工艺，但它在蛋白质营养质量提升方面有优势，若将此纳入功能单位考量，可能更具可持续性。研究还提出了三条主要的生态设计策略：一是减少原料奶使用，整合现场液态或浓缩乳制品副产品；二是提高真空蒸发浓缩单元入口的干物质含量；三是优化微滤过程，减少污染和采用环保清洗方案。这些策略为改善婴儿配方奶粉生产的可持续性提供了方向，不过还需进一步研究将其与创新配方和大规模工业应用相结合的效果。
