《Aggregate》：Intrinsic Milk Luminescence: Underlying Mechanism and Application for Quality Visualization
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本综述系统阐明了牛奶内源光致发光（PL）的双重发射机制：酪蛋白和乳清蛋白聚集体通过团簇触发发射（CTE）产生390-460 nm蓝光，核黄素发射约530 nm黄绿光。研究揭示了微生物腐败过程中pH值下降、蛋白质降解和胶体重组对PL特征的动态调控规律，创新性地建立了基于PL颜色演变和量子产率（QY）变化的双模式牛奶新鲜度评估策略，为乳制品供应链提供了实时、无损的品质监控新方案。
牛奶内源光致发光机制与品质可视化应用
引言
牛奶作为重要营养源，其易腐败特性对实时质量监控提出迫切需求。传统检测方法如电化学检测、ATP生物发光等技术存在破坏性分析、耗时长等局限。本研究首次系统解析牛奶内源光致发光（PL）的物理化学机制，并开发出基于PL变化的无损质量评估新方法。
牛奶内源发光机制解析
研究发现不同品牌牛奶在254、312和365 nm激发下均呈现三重特征发射带：340 nm（色氨酸）、390-460 nm（蛋白质聚集体）和530 nm（核黄素）。通过组分解析证实，酪蛋白（26 mg mL-1）和乳清蛋白（6 mg mL-1）通过团簇触发发射（CTE）机制产生激发波长依赖性蓝光发射，而核黄素（1.8×10-3mg mL-1）呈现激发无关的530 nm绿光发射。时间分辨光谱显示三者具有不同寿命组分（τ=4.17-5.87 ns），证实多重发光物种共存。
牛奶新鲜度可视化评估
在37°C加速腐败实验中，牛奶经历四个典型阶段：新鲜（0-12 h）、早期酸化（12-24 h）、腐败起始（24-48 h）和深度腐败（48-72 h）。伴随pH值从6.69降至4.79，游离脯氨酸增加200倍，胶体粒径从231 nm（PDI=0.017）发展为多分散聚集体（PDI=0.502）。这些变化引发PL特征规律性演变：早期核黄素降解导致发射蓝移，深度腐败阶段蛋白质去簇化使量子产率（QY）降低80%，发射进一步蓝移至蓝紫区域。
双模式质量评估策略
基于PL颜色演变建立视觉比色法：新鲜牛奶在365 nm紫外下呈亮黄绿色，腐败牛奶转为暗蓝色。同步建立QY定量标度模型，发现储存时间与ln(QY)呈线性相关，新鲜样品QY>3.5，腐败样品QY<2.4。经验证，25°C储存3 h（QY=3.5）与4°C储存120 h（QY=3.4）均判定为新鲜，而25°C储存60 h（QY=2.5）确认为腐败状态。
技术优势与应用前景
该技术突破传统方法的局限，实现非接触、实时、现场可部署的质量监控，为乳制品行业提供创新解决方案。研究不仅揭示牛奶发光的内在机制，更为食品质量安全监控开辟新途径。
