《Food Chemistry: X》:Emerging non-thermal processing technologies and their impact on the quality, safety, and bioactive integrity of camel milk: A review article
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骆驼乳是一种营养丰富的功能性食品,含有与抗菌、抗氧化、抗糖尿病及免疫调节活性相关的生物活性蛋白、肽、维生素、矿物质及其他成分。然而,传统热处理可能损害热敏感营养素和生物活性化合物。本综述批判性评估了超高压处理(HPP)、脉冲电场(PEF)、超声处理、紫外线(U
骆驼乳是一种营养丰富的功能性食品,含有与抗菌、抗氧化、抗糖尿病及免疫调节活性相关的生物活性蛋白、肽、维生素、矿物质及其他成分。然而,传统热处理可能损害热敏感营养素和生物活性化合物。本综述批判性评估了超高压处理(HPP)、脉冲电场(PEF)、超声处理、紫外线(UV-C)、冷等离子体和臭氧化处理对骆驼乳微生物安全性、品质及生物活性完整性的影响。采用基于PRISMA的文献检索,覆盖2001至2026年的出版物,利用相关电子数据库、预设检索词和纳入标准,随后进行系统筛选和定性综合。证据表明,非热技术可在限制品质劣化的同时实现微生物减除。HPP和超声处理拥有相对更强的骆驼乳特异性证据,而PEF、UV-C、冷等离子体和臭氧化处理的证据仍有限。高成本、基础设施限制、冷链依赖及骆驼乳特异性验证不足仍为主要障碍。未来研究应优先开展标准化微生物灭活动力学、生物活性保留研究及技术经济评估,以支持安全且可规模化的应用。
**非热加工技术对骆驼乳品质、安全性与生物活性完整性的影响:研究背景、方法、结果与结论解读**
骆驼乳因其独特的营养与功能特性而日益受到关注,含有生物活性蛋白、肽、维生素、矿物质等成分,并具有抗菌、抗氧化、抗糖尿病及免疫调节等潜在活性。然而,传统热处理虽能有效灭活微生物,却可能诱导热敏感蛋白变性、酶失活、维生素降解及美拉德反应等不良变化。由于骆驼乳缺乏β-乳球蛋白、κ-酪蛋白含量较低、β-酪蛋白比例较高,其加工特性与牛乳存在显著差异,且内源酶系统如纤溶酶原/纤溶酶会进一步影响产品稳定性。因此,在保证微生物安全的同时尽可能保留骆驼乳的营养与生物活性成分,成为加工领域的关键挑战。非热加工技术如超高压处理(HPP)、脉冲电场(PEF)、超声处理、紫外线(UV-C)、冷等离子体和臭氧化处理,因其可在较低热负荷下实现微生物控制而受到关注,但其效果高度依赖处理强度与条件,不能仅凭“非热”标签假定品质必然保留。现有文献中骆驼乳特异性证据与牛乳等其他乳体系证据常混同,且研究间在工艺参数、分析方法、微生物负荷等方面存在较大异质性,亟需系统的批判性整合。
研究人员基于PRISMA方法开展了结构化文献检索,覆盖Scopus、Web of Science、PubMed和ScienceDirect数据库,时间范围为2001至2026年,共识别336条记录,经去重、标题摘要筛选和全文评估后,最终纳入125篇文献,包括骆驼乳原始实验研究、其他乳体系的比较或机制研究以及综述。证据综合过程中,研究者将骆驼乳特异性实验证据与其他乳体系证据明确区分,并重点分析冲突结果、处理依赖性响应、剂量-效应关系及微生物灭活与营养/生物活性保留间的差异。该综述评估了各技术的加工条件、微生物效能、品质保留及技术局限性,并考虑了工艺成本、通量、可扩展性、法规接受度及工业化就绪度等多维标准,而非仅依据微生物减除率进行排序。
针对研究结果,综述按技术分别阐述了其机制与证据强度:
**高静水压处理(HPP)** :HPP是目前骆驼乳中证据相对最充分的非热技术。研究显示在400–600 MPa压力范围内可实现显著微生物灭活,但灭活效果取决于压力、持压时间、温度、初始微生物负荷及目标菌株的耐压性。HPP通过压力诱导细胞膜破坏发挥杀菌作用,同时也可引起蛋白质构象变化,如导致骆驼乳在≥350 MPa时发生凝集,这是骆驼乳特有的压力敏感性。Osaili等(2025)在350 MPa处理单核细胞增生李斯特菌和沙门氏菌、300 MPa处理大肠杆菌O157:H7时,可有效控制目标病原体,且未显著改变蛋白水解活性或酪蛋白胶束/蛋白谱。然而,HPP存在批次操作、高通量受限、资本投入高及芽孢耐受等限制。
**超声处理**:超声通过声空化产生的剪切力和微射流破坏微生物细胞,同时可改变乳蛋白构象。El Kindoussy等(2026)在骆驼乳中观察到处理5分钟约2个对数减除,15分钟时基于培养法检测不到活菌,但研究者指出应谨慎解读“完全灭活”,因受伤或活的但不可培养细胞可能未被检出。超声处理还可降低粒径和浊度、改变ζ电位,并减少α-螺旋含量、增加无规卷曲结构,表明部分蛋白去折叠。Mudgil等(2022)报道≥140 W时约4个对数减除,170 W和210 W时完全灭活,蛋白电泳图谱无显著变化。超声的可扩展性仍需验证,因为处理体积增大时能量分布均匀性难以保证。
**脉冲电场(PEF)** :PEF通过电穿孔破坏微生物细胞膜,具有连续处理及低热暴露的潜力。然而,骆驼乳中直接的PEF实验证据极为有限,现有证据主要来自其他乳体系,尚不能确认其在骆驼乳中的实际效能。未来需建立不同电场强度、脉冲参数、处理时间及电导率条件下的菌种特异性对数减除数据,并同步评估品质变化。
**UV-C、冷等离子体与臭氧化**:UV-C通过光化学损伤微生物核酸实现灭活,但骆驼乳的浊度、脂肪及颗粒物会限制UV透射。Dhahir等(2021)在连续流系统中采用4.15、8.30和12.45 mJ/cm2剂量,大肠杆菌O157:H7分别减除1.9、3.3和3.9个对数,鼠伤寒沙门氏菌减除0.9、3.0和3.9个对数,但未达到FDA的5个对数减除目标,且顺式-9,反式-11共轭亚油酸(CLA)降低、反式-10,顺式-12 CLA升高。冷等离子体通过活性氧/氮物种灭活微生物,Keewan等(2026)在优化条件下(M65气体、42 kV、电极间距40 mm、处理15分钟)使总菌数减少约3个对数,脂质氧化低(TBARS≤0.17 mg MDA/kg),色泽变化微小,感官影响小,但未建立病原体特异性灭活数据。臭氧化利用强氧化性灭活微生物,但可能同时促进脂质氧化和蛋白、维生素的氧化修饰。
**营养与生物活性化合物的保留**:骆驼乳含乳铁蛋白、溶菌酶、免疫球蛋白、乳过氧化物酶及生物活性肽等。HPP在适当条件下可保留部分蛋白功能性质,但压力也可诱导构象变化;超声可改变蛋白二级结构,中度处理可能改善功能特性,过度处理则导致结构破坏。Lin等(2026)从双峰驼乳中鉴定出新型α-葡萄糖苷酶抑制肽,为骆驼乳抗糖尿病潜力提供了生化机制证据,但需明确加工是否保留、破坏或生成此类活性肽序列。UV-C处理在Dhahir等(2021)研究中未显著改变αs1-酪蛋白、α-乳白蛋白或乳铁蛋白,但影响CLA异构体比例。总体上,目前缺乏各技术对乳铁蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶、乳过氧化物酶及维生素保留率的标准化定量比较数据。
**挑战与未来方向**:经济与基础设施约束是主要障碍,HPP和PEF设备昂贵且需稳定电力,而骆驼乳多产于偏远干旱地区,冷链和运输条件不足。科学验证方面,缺乏骆驼乳特异性菌种剂量-效应数据、标准化工艺参数及统一的检测方法。未来研究应优先建立标准化的比较实验,在同一骆驼乳基质、相同初始微生物负荷、相同分析方法和质量指标下,同时量化HPP、PEF、超声等技术的微生物减除率及化学、生化、营养和感官响应。同时需开展技术经济评估、生命周期评价以及在代表性骆驼产区的试点验证。太阳能等可再生能源与分散式小型化加工系统可能具有应用潜力,但尚属概念阶段,须经实地验证。法规方面需定义关键工艺参数、选择适当的病原体替代菌、验证后处理污染控制及货架期,以支持监管接受和工业投资。
**结论**:非热加工技术尤其是HPP和超声处理,在控制微生物同时减少热损伤方面展现出良好潜力;PEF、UV-C、冷等离子体和臭氧化虽具潜力,但骆驼乳特异性证据仍不足。这些技术的有效性高度依赖处理强度、时间、温度、乳成分、目标微生物及加工构型,不能一概视为天然优越或能普遍保留所有生物活性化合物。从实验室证据到工业化应用仍受设备成本、能源与基础设施要求、骆驼乳特异性数据缺乏、法规不确定性和冷链依赖等制约。未来应优先开展标准化、菌种特异性的工艺验证,定量评估单一生物活性化合物的保留率与功能活性,并与传统巴氏杀菌进行对比,同时结合技术经济与生命周期评估,从而将非热加工的良好技术表现转化为安全、可扩展、经济可行且能保留品质的骆驼乳加工体系。