## 专业标题 脉冲光（Pulsed Light, PL）处理对Minas Frescal干酪品质、矿物质生物可及性、蛋白质水解及安全性的影响

《Food Research International》：Effects of pulsed light treatment on quality, mineral bioaccessibility, protein hydrolysis, and safety of Minas Frescal cheese

　　

本研究评估了不同强度脉冲光（Pulsed Light, PL）处理对Minas Frescal干酪（Minas Frescal cheese, MFC）中单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）的灭活效果，并考察了PL对理化性质、脂质氧化、质构特性、色泽参数、体外消化过程中蛋白质水解及必需矿物质（Ca、Mg和P）生物可及含量的影响。PL处理可显著降低（p < 0.05）MFC表面单核细胞增生李斯特菌的菌落数，且灭活效果随处理强度增加而增强，4、8和16次脉冲处理分别使菌落数降低1.5、1.7和2.3 log CFU/g。此外，PL处理未显著影响（p > 0.05）水分、蛋白质和脂质含量，亦未影响体外消化过程中的蛋白质水解（通过Tricine–SDS–PAGE评估）。然而，PL处理降低了钙和镁的生物可及性，并促进了脂质氧化，表现为硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值升高以及a*和b*色泽参数的轻微变化。较高强度的PL处理（16次脉冲，24.96 J/cm²）降低了水分活度（a_w），并减小了硬度、胶黏性和咀嚼性。综上，PL作为一种非热技术，在改善MFC微生物安全性方面具有潜力，但处理条件的优化对于平衡微生物灭活与产品品质保持至关重要。

## 论文解读

新鲜干酪因水分含量高、pH相对较高且盐含量低，为微生物生长提供了有利条件，其中单核细胞增生李斯特菌是引发李斯特菌病的重要食源性致病菌，且能在冷藏温度下生长并耐受高盐和热胁迫，加工后污染是其传播的关键途径。Minas Frescal干酪（MFC）是一种高水分（>55%）、低盐（约1.6%）、pH 5.1–5.6的新鲜软质白干酪，货架期短且频繁检出单核细胞增生李斯特菌，其微生物安全性备受关注。脉冲光（PL）作为一种由氙灯产生的短时高强度宽光谱光脉冲非热杀菌技术，处理时间短、无化学残留，符合清洁标签趋势，其抗菌作用主要通过光化学机制诱导胸腺嘧啶二聚体形成以破坏DNA，并伴随膜破坏和酶失活等效应。由于PL穿透深度有限，主要适用于食品表面微生物的灭活，因而特别适合控制新鲜干酪的加工后表面污染。然而，PL对MFC的影响尚未见报道，有关PL对干酪矿物质生物可及性和蛋白质水解影响的信息也十分匮乏。鉴于此，研究人员旨在评估不同强度PL处理对MFC中单核细胞增生李斯特菌的灭活效果，并考察其对理化性质、脂质氧化、质构、色泽以及体外消化过程中蛋白质水解和必需矿物质（Ca、Mg、P）生物可及性的影响，以评估该技术作为改善新鲜干酪安全性而不损害其品质与营养特性之非热策略的潜力。

研究人员以本地牧场采集的100 L全脂生乳为原料，采用轻微修改的Diamantino等（2014）方法制作MFC，并进行微生物分析、理化指标测定、色泽与质构分析、脂质氧化测定、体外消化、矿物质测定及蛋白质谱分析，数据以方差分析（ANOVA）结合Tukey检验进行统计处理（p < 0.05）。主要关键技术方法包括：采用台式PL系统（XENON X-1100）在3000 V电压、300 μs脉冲宽度、6.97 cm距离条件下对包装于双向拉伸聚乙烯（BOPE）膜中的干酪样品施加4、8和16次脉冲（对应6.24、12.48和24.96 J/cm²）处理；以单核细胞增生李斯特菌（ATCC 19111）进行表面接种并结合平板计数法、ISO 11290-1等方法开展微生物分析；按照INFOGEST 2.0标准化静态体外消化方案模拟健康成人胃肠道条件；采用火焰原子吸收光谱法（FAAS）测定Ca和Mg、钼钒酸盐比色法测定P，以评估矿物质生物可及性；采用Tricine–SDS–PAGE评估蛋白质谱及体外消化过程中的蛋白质水解程度；以硫代巴比妥酸反应物（TBARS）法测定脂质氧化，并结合质构剖面分析（TPA）与CIELAB色泽测定。

研究结果方面，在微生物分析中，PL处理显著降低（p < 0.05）单核细胞增生李斯特菌菌落数，接种对照（CL）为5.8 log CFU/g，4P、8P和16P处理分别降低1.5、1.7和2.3 log CFU/g，呈剂量依赖性灭活；而需氧嗜温菌总数在各处理间无显著差异（p > 0.05），维持在7.1–7.6 log CFU/g，未接种样品中未检出单核细胞增生李斯特菌，霉菌和酵母菌计数低于检测限（<10 CFU/g）。在理化组成、酸度与水分活度方面，PL未显著影响水分、蛋白质和脂质含量，灰分虽存在显著差异但无与处理强度相关的规律，16次脉冲处理显著降低a_w（p < 0.05），而水分含量未变，提示水分分布改变而非水分损失。在脂质氧化方面，PL显著提高丙二醛值（p < 0.05），但各处理均低于0.5 mg/kg的消费者不可感知阈值。在色泽方面，较高PL强度显著影响a*和b*值，ΔE随强度增加而升高，16P处理达最大值2.07，视觉影响有限。在质构方面，8次脉冲及以上（≥12 J/cm²）处理显著降低硬度、胶黏性和咀嚼性（p < 0.05），而弹性和内聚性无显著变化。在总矿物质与生物可及矿物质测定中，总Ca和Mg随PL强度增加而升高，但Ca和Mg的生物可及性百分比随处理强度增加而下降，P的溶解未受明显影响。在蛋白质谱（Tricine–SDS–PAGE）分析中，各处理在体外胃肠消化后呈现相似的蛋白质水解模式，胃相即出现酪蛋白和乳清蛋白水解，肠相出现分子量低于17 kDa的肽段，表明PL未影响MFC蛋白质的体外消化性。

讨论部分指出，PL的抗菌效果仅针对表面污染，其有限穿透深度、干酪多孔异质结构对菌体的屏蔽、白色基质的散射以及包装膜对入射辐射的轻微衰减均影响灭活效率；需氧嗜温菌受影响有限与其在基质中的分布及食品结构的保护作用有关。a_w降低可能与光热效应及蛋白质网络重排导致结合水比例增加有关；脂质氧化增加可能与a_w降低引起的浓缩效应及促氧化化合物相互作用有关；色泽变化则与脂质氧化和浓缩效应相关。质地变化可能与蛋白质构象改变、氧化反应及酪蛋白网络结构重组有关，但电泳和体外消化结果提示这些结构改变有限。总矿物质升高可能与胶体矿物质结构的保持或形成及浸出减少有关，而Ca和Mg生物可及性下降提示蛋白质聚集和基质通透性降低可能阻碍矿物质在胃肠条件下的溶出；Mg和P结果一致性较差，超过100%的Mg生物可及性可能与消化过程中矿物质释放增强或体外方法的分析变异性有关。从营养角度看，尽管PL处理后Ca和Mg总量增加，但其生物可及性下降，表明PL未改善MFC矿物质的营养可利用性。

研究结论（翻译）：PL处理显示出作为非热技术改善MFC微生物安全性的潜力，可减少表面污染。较高PL强度可显著降低单核细胞增生李斯特菌菌落数，以16P处理抗菌效果最佳；然而PL未显著影响需氧嗜温菌，这一差异可能与微生物在干酪基质中的位置及PL有限的穿透深度有关，而非该技术存在内在选择性。在品质属性方面，PL未显著影响水分、蛋白质和脂质含量，灰分和滴定酸度的轻微变化处于新鲜干酪的预期范围内；较高PL强度（16P）降低a_w并影响仪器色泽参数，尤其是a*和b*值，可能与较低a_w相关的浓缩效应及氧化反应有关。此外，PL促进脂质氧化，表现为丙二醛值升高。质构剖面分析显示较高PL强度下硬度、胶黏性和咀嚼性降低，而弹性和内聚性保持不变。矿物质评估显示各处理间生物可及Ca、Mg和P含量存在差异，这更多与新鲜干酪基质的内在变异性有关，而非PL的直接效应。电泳图谱和体外胃肠消化显示各处理蛋白质水解模式相似，表明PL未显著影响蛋白质水解。总体而言，PL是一种有前景的替代技术，可在保持MFC大部分理化和营养特性的同时提高其安全性；然而，较高PL强度下出现的脂质氧化和部分品质参数变化表明，有必要优化处理条件，以平衡微生物灭活与产品品质保持。