《Journal of Food Measurement and Characterization》：Effect of conservation methods on nutrients and bioactive components of mature human milk
编辑推荐：
摘要：本研究比较了不同人乳保存方法——包括巴氏杀菌（HMP）、冷冻干燥（HMF）以及巴氏杀菌后冷冻干燥（HMPF）——与对照组（HMC）对成熟人乳的近似组成、微生物质量、脂肪酸（FA）谱及细胞因子含量的影响。结果显示，各处理组间的近似组成无显著差异。仅在未经巴
摘要：本研究比较了不同人乳保存方法——包括巴氏杀菌（HMP）、冷冻干燥（HMF）以及巴氏杀菌后冷冻干燥（HMPF）——与对照组（HMC）对成熟人乳的近似组成、微生物质量、脂肪酸（FA）谱及细胞因子含量的影响。结果显示，各处理组间的近似组成无显著差异。仅在未经巴氏杀菌的样品（HMC和HMF）中检出大肠菌群，这可能反映了人乳在挤出和处理过程中的污染。HMF组的FA谱发生改变，而HMP和HMPF组的FA谱与HMC组相当。油酸为主要脂肪酸，其含量范围为633.38至910.02 mg g-1 HM。HMF和HMPF能更好地保留细胞因子谱，而HMP则相比HMC引起了显著的细胞因子变化。总体而言，冷冻干燥作为一种有前景的传统保存方法替代方案，能够更有效地保留生物活性成分，同时有助于开发创新策略以改善捐赠人乳的长期储存和可用性。
研究背景与目的
人乳（human milk, HM）是新生儿理想的食物，尤其在出生后至少六个月内是最佳的营养来源。其成分随泌乳阶段动态变化，以满足婴儿的营养需求。HM含有多种生物活性成分，包括细胞因子，它们通过与特定细胞受体结合，介导和调节机体免疫反应相关的炎症过程。此外，HM的脂质成分对婴儿大脑发育和中枢神经系统的结构成熟至关重要，而脂肪酸则是HM提供的主要能量来源。
在新生儿无法接受母乳喂养或其母亲自身乳汁（mother's own milk, MOM）不足的特殊情况下，由人乳库（Human Milk Bank, HMB）提供的捐赠HM成为重要选择。为了降低经由HMB提供的HM导致新生儿感染的风险，必须对其进行质量控制。Holder巴氏杀菌法（HoP, 62.5 °C持续30分钟）是目前处理原料HM最广泛使用的方法。然而，尽管HoP确保了微生物安全性，但热处理可能因破坏热敏性成分而改变HM的营养和免疫学特性。近年来，冷冻干燥被视为一种有潜力的HM储存和保存替代方案，它能有效长期保存营养成分、延长保质期、减少储存体积并便于运输。
目前，关于不同处理方法（包括冷冻干燥）对原料HM影响的比较研究较少。因此，本研究旨在比较三种保存方法（巴氏杀菌、冷冻干燥以及巴氏杀菌后冷冻干燥）对HM成分的影响，并评估在缺乏捐赠MOM时使用冷冻干燥原料HM的可行性，以及将原本可能被废弃的HM用于科学研究的潜力。
研究方法概述
研究人员从巴西马林加大学医院的人乳库收集了20位哺乳期母亲的成熟HM样本，这些样本因不符合常规质量标准而被选用。将所有样本混合成一个总容量约1600 mL的合并样本，并等分为四份，分别进行四种处理：对照组（HMC）、巴氏杀菌组（HMP）、冷冻干燥组（HMF）和巴氏杀菌后冷冻干燥组（HMPF）。研究中采用的关键技术方法包括：按照HMB标准进行Holder巴氏杀菌（62.5 °C，30分钟）；使用适用于HMB的冷冻干燥系统（SLH-50型冻干机）进行冷冻干燥（真空度≤50 μHg，冷凝器温度-55 °C，加热板温度40 °C，最长72小时）；采用AOAC方法测定近似组成（水分、粗蛋白、总灰分），采用Folch法测定总脂质，碳水化合物含量通过差值法计算；使用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）分析脂肪酸（FA）组成；利用Luminex多重检测技术测定10种细胞因子（GM-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α）的含量。
研究结果
近似组成的测定
结果显示，所有处理组（HMP、HMF和HMPF）的水分、灰分、蛋白质、脂质、碳水化合物和能量值与对照组（HMC）相比均无显著差异（P > 0.05）。这表明巴氏杀菌和冷冻干燥处理后，HM的主要营养成分得到了良好保留。
微生物质量的测定
微生物分析显示，仅在未经过热处理的样品（HMC和HMF）中检测到大肠菌群，而经过巴氏杀菌的样品（HMP和HMPF）则为阴性。这表明冷冻干燥本身不能消除微生物，但所使用的带有紫外线消毒系统的冻干设备维持了处理前HM的微生物质量。因此，若检测到污染物，需在处理前进行热处理（如HMPF）。
脂肪酸（FA）组成
共鉴定并定量了32种FA。在所有处理中，棕榈酸（16:0）是含量最丰富的饱和脂肪酸（SFA），油酸（18:1n-9）是主要的单不饱和脂肪酸（MUFA），亚油酸（LA, 18:2n-6）和α-亚麻酸（ALA, 18:3n-3）是主要的多不饱和脂肪酸（PUFA）。研究发现，HMP和HMPF样品的FA组成与HMC相比无显著变化（P > 0.05）。然而，HMF样品中的LA、ALA和二十二碳六烯酸（DHA）等多种FA浓度相比HMC显著降低（P < 0.05）。研究人员认为，这可能是由于未经巴氏杀菌的HMF粉末在复溶时溶解度较差，部分脂肪未能溶解并粘附在容器壁上形成脂肪层，导致了FA的损失。
细胞因子浓度
在先天性免疫相关细胞因子中，HMP处理导致IL-6和TNF-α显著降低（P < 0.05），而HMPF（粉末形态储存）的TNF-α水平与HMC无显著差异。IFN-γ在HMP和HMPF中均未检出，表明其对温度敏感。IL-1β在所有处理组中均保持稳定。在适应性免疫相关细胞因子中，HMP对IL-2、IL-5和IL-10无显著影响，但导致IL-4显著降低（P < 0.05），而HMPF则保持了与HMC相当的IL-4水平。IL-8在经巴氏杀菌的样品（HMP和HMPF）中显著升高（P < 0.05），这可能是因为热处理破坏了蛋白质-细胞因子相互作用，增加了IL-8的检测有效性。GM-CSF在所有处理中均未发生变化。总体而言，HMF和HMPF在保存细胞因子谱方面表现更优，而HMP则引起了显著的细胞因子变化。
结论与讨论
本研究表明，巴氏杀菌（HMP）能保持HM的近似组成和FA谱，但会降低特定细胞因子；巴氏杀菌后冷冻干燥（HMPF）同样能维持FA谱，但会造成部分细胞因子损失；相比之下，单独冷冻干燥（HMF）能保持近似组成和细胞因子含量，却改变了FA谱，这很可能归因于脂肪不稳定以及在复溶后粘附于容器表面。从微生物角度看，HoP对于确保HM的安全性至关重要，因为只有未经热处理的样品中检出了大肠菌群。尽管如此，HMF的结果凸显了冷冻干燥在保存免疫化合物方面的巨大潜力，尤其是在那些需要最大限度保留免疫活性的应用场景中。当在母婴关系中能够在不进行热处理的情况下确保微生物安全时，冷冻干燥可能成为一种有前景的MOM保存策略。然而，仍需进一步研究来优化所用设备的冷冻干燥条件（特别是搁板温度），并寻找符合HMB标准的、确保微生物安全的处理和收集策略。
