综述:冷等离子体在乳品工业中的应用现状:优势与局限性

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Food and Humanity

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  本文推荐:该综述系统探讨了冷等离子体(Cold Plasma)作为非热加工技术替代传统巴氏杀菌(75°C/15s)和超高温灭菌(UHT>135°C/1-2s)的潜力,重点分析其对牛奶中大肠杆菌(Escherichia coli)、单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)等病原体57%的灭活率,同时指出该技术对乳蛋白(如酪蛋白胶束水解)和脂肪的影响及法规限制,为乳品安全与营养平衡提供新思路。

  

Abstract
牛奶作为富含蛋白质(3.3%)、脂肪(3.8%)及钙磷等矿物质的营养载体,其6.4的pH值与高水分含量导致易受微生物污染。传统热加工如巴氏杀菌(75°C/15s)和超高温灭菌(UHT>135°C/1-2s)虽能有效杀灭病原体,但会导致5-15%乳清蛋白变性、10-25%水溶性维生素损失及酪蛋白胶束结构水解。冷等离子体通过介电阻挡放电(DBD)等技术产生带电粒子与自由基,对大肠杆菌、单增李斯特菌等实现57%灭活率,成为替代热处理的创新选择,但其对乳品流变学特性的影响及法规壁垒仍需突破。

Introduction
骆驼奶中金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗生素耐药性案例凸显乳品安全挑战。冷等离子体作为第四态物质,其效能受气体成分、处理时间等参数调控。文献计量显示,冷等离子体在奶酪等乳制品中的应用已形成四大研究集群,但关于其对乳脂氧化和酪蛋白消化率的影响仍存数据缺口。

Milk composition
乳脂肪球膜与乳糖(4.6%)的稳定性构成牛奶独特理化性质。山羊乳(5%脂肪、3.1%蛋白)的案例说明成分差异直接影响非热技术适配性。

Conventional milk preservation techniques
UHT牛奶常需添加稳定剂以补偿蛋白变性缺陷,而低温等离子体可避免此类添加剂使用,但需优化处理参数以减少对维生素B12
等热敏感物质的破坏。

Cold plasma
对比高压处理(HHP)和脉冲电场(PEF),冷等离子体对革兰阴性菌(如沙门氏菌Salmonella typhimurium)更具穿透力,但短时处理(<2分钟)对乳清蛋白结构影响较小,延长处理则可能引发脂肪氧化。

Conclusion and perspectives
未来研究需聚焦等离子体处理与乳品保质期的量化关联,以及工业化设备设计。尽管存在乳脂球破裂风险,该技术在延长酸奶等发酵乳制品货架期方面潜力显著。

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