基于台式FFC-NMR弛豫分析的牛奶加工工艺对陈年奶酪双组分动态特性影响研究

为解决PDO奶酪生产中原料奶热处理工艺鉴别难题，研究人员采用台式快速场循环核磁共振(FFC-NMR)技术，通过分析Fiore Sardo奶酪的T1弛豫双组分特征，首次建立工业与手工奶酪的鉴别模型。该研究为传统乳制品质量控制提供创新分析方法，对保护原产地标志具有重要意义。

　　

在乳制品行业蓬勃发展的今天，传统奶酪生产工艺正面临工业化变革带来的质量认证危机。以意大利Fiore Sardo PDO奶酪为例，这种源自青铜时代的绵羊奶硬质奶酪，其生产规范明确要求使用未经加热的原料奶(raw milk)。然而近年来市场上90%的"Fiore Sardo"产自少数工业化厂商，2022年更有700吨产品因涉嫌使用巴氏杀菌奶而被查封。这一现象引发了对原产地保护制度有效性的质疑，也暴露出当前缺乏快速鉴别原料奶处理工艺的技术瓶颈。

针对这一行业痛点，由意大利Stelar公司等机构组成的研究团队在《Food Research International》发表创新性研究。研究人员突破传统微生物检测方法的局限，首次将台式快速场循环核磁共振(FFC-NMR)技术应用于食品分析领域。该团队采集6份Fiore Sardo奶酪样本（含2份手工制品A_n和4份工业产品I_n），使用SMARtracer型FFC-NMR弛豫仪在0.01-10MHz频率范围采集核磁共振色散(NMRD)谱，通过非极化(NP)与预极化(PP)序列获取弛豫数据，并采用模型无关(Model-Free)算法进行解析。

研究结果部分揭示重要发现：

1. 双组分弛豫特征：所有样本的NMRD谱均呈现两个明显分离的弛豫组分，分别对应短（快速运动）和长（慢速运动）的T₁弛豫时间，该现象在低频段尤为显著。
2. 工艺鉴别标志：手工奶酪在低频区（<3.5MHz）表现出更短的T₁值，表明其水分-蛋白质基质具有更强的分子间相互作用；而工业样品较长的T₁反映热处理导致的结构松散化。
3. 动态差异机制：研究人员认为弛豫时间差异源于巴氏杀菌对乳清蛋白变性和酪蛋白胶束重组的影响，这种微观结构改变通过FFC-NMR可被定量捕捉。

在结论与讨论部分，研究强调该技术的双重价值：一方面可作为PDO奶酪合规性筛查工具，低频区T₁参数能有效区分原料奶与热处理奶制品；另一方面为乳制品微观结构研究提供新视角，通过弛豫组分分析可量化评估加工工艺对蛋白质-脂肪-水三相体系的影响。该研究不仅解决了Fiore Sardo产业的实际监管难题，更为拓展FFC-NMR在食品科学中的应用开辟了新途径。值得注意的是，文中提及的弛豫时间差异与Caboni等学者关于热处理影响乳蛋白功能性的研究相呼应，而采用的Model-Free解析方法则借鉴了Westlund的核磁共振理论框架。未来研究可进一步探索该方法在其他PDO奶酪（如Parmigiano Reggiano）鉴别中的应用潜力。