驴乳清蛋白热与非热灭菌处理的比较研究:对婴儿模拟胃肠模型中消化特性及抗氧化生物活性的影响

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Food and Chemical Toxicology 3.9

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  为解决传统热灭菌对驴乳清蛋白(DWP)热敏性成分的破坏问题,研究人员对比了热灭菌(90°C/5 min)与非热灭菌(超声400 W/15 min;紫外5500 J/L)对DWP消化特性及抗氧化活性的影响。研究发现非热灭菌通过可逆结构变化促进生物活性肽释放,超声处理使水解度提升18.7%,紫外处理使OH清除率达85.29%,为开发高生物活性婴儿配方奶粉提供了科学依据。

  

在婴儿营养领域,驴乳因其与母乳高度相似的乳清蛋白组成备受关注,但其核心功能成分——乳铁蛋白(lactoferrin)、溶菌酶(lysozyme)和免疫球蛋白G(IgG)等热敏性物质,在传统高温灭菌过程中易发生不可逆变性。这一矛盾长期制约着驴乳作为母乳替代品的应用价值。如何平衡微生物安全与生物活性保留,成为乳品工业亟待突破的技术瓶颈。

针对这一挑战,山东聊城东阿驴乳制品有限公司联合科研团队在《Food and Chemical Toxicology》发表重要研究成果。研究人员创新性地采用婴儿模拟胃肠消化模型,系统比较了热灭菌(90°C/5 min)与两种非热灭菌技术——超声波(400 W/15 min)和紫外线(5500 J/L)处理对驴乳清蛋白(DWP)的影响。

研究采用三大关键技术:通过GB 4789.2-2022标准检测微生物灭活效率;利用荧光光谱和圆二色谱分析蛋白质结构变化;结合ABTS和OH自由基清除实验评估抗氧化活性。实验样本来自标准化饲养的泌乳中期驴群,经严格冷链运输保障原料稳定性。

灭菌效果分析
所有处理均达到>99%灭菌率(2 log10 CFU/mL),符合GB 19644-2024标准。热灭菌组虽满足卫生要求,但引发蛋白质不可逆聚集,荧光强度降低7.43%,ABTS清除活性下降33.46%。

结构特性变化
超声处理通过空化效应暴露酶切位点,使水解度提升18.7%;紫外处理则显著增强荧光强度,其独特的"光修饰"作用促进抗氧化基团暴露。

抗氧化活性比较
非热灭菌组在模拟胃肠消化后展现持续活性释放:紫外组OH自由基清除率高达85.29%,显著优于热灭菌组(p<0.05),证实其更好地保留了天然构象的生物活性位点。

这项研究首次揭示非热灭菌技术对DWP消化特性的双重增益效应:既通过可逆结构变化促进酶解效率,又通过保留功能域增强抗氧化活性。特别是紫外处理诱导的特定结构重排,为开发"光生物修饰"乳品提供了新思路。研究团队提出的技术方案已应用于特种婴儿配方奶粉开发,其成果对推动母乳替代品从"营养模拟"向"功能模拟"的跨越具有里程碑意义。该技术路线还可延伸至其他热敏性功能食品加工领域,为健康食品创新开辟了新路径。

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