研究背景

當(dāng)親母母乳不足時，捐贈人乳是早產(chǎn)兒的重要營養(yǎng)來源。為防止病原體傳播，母乳庫必須對捐贈乳進(jìn)行Holder巴氏消毒——62.5°C加熱30分鐘。然而，加熱在滅活病毒細(xì)菌的同時，是否也破壞了乳汁中的活性蛋白？由于缺乏快速便捷的檢測手段，長期以來母乳庫主要依靠總蛋白含量或間接指標(biāo)來把關(guān)，無法知道具有免疫功能的特定蛋白還剩下多少。

一項發(fā)表于《Current Research in Food Science》的研究，利用外腔量子級聯(lián)激光器（EC?QCL）中紅外光譜技術(shù)，成功實現(xiàn)了對人乳及捐贈人乳中四種蛋白的同步快速定量。該方法無需復(fù)雜前處理，單次分析僅需數(shù)分鐘，為母乳庫的質(zhì)量控制與個性化營養(yǎng)支持提供了新工具。

研究方法

該研究利用EC?QCL中紅外光譜，直接比較了37對來自同一批次的生乳和Holder巴氏消毒乳。每份樣本同樣只需數(shù)十秒即可完成光譜掃描，再通過已建立的PLS模型分別輸出α?乳白蛋白、乳鐵蛋白、酪蛋白和總蛋白的濃度。此外，研究者還采用基于光譜的偏最小二乘判別分析（PLS?DA），檢驗?zāi)芊駜H憑紅外吸收特征就將生乳與巴氏消毒乳區(qū)分開來。

成果說明

結(jié)果令人警醒：Holder消毒對不同蛋白的破壞程度截然不同。酪蛋白和總蛋白濃度僅下降約3%，而乳清蛋白中的“免疫主力"——乳鐵蛋白損失14%，α?乳白蛋白損失24%（圖4）。換句話說，巴氏消毒選擇性地剝奪了母乳中與抗感染、消化道保護(hù)密切相關(guān)的成分。與此同時，PLS?DA模型能夠清楚區(qū)分?jǐn)?shù)十份生乳和巴氏消毒乳樣本，其交叉驗證受試者工作特征曲線下面積（AUROCCV）表現(xiàn)優(yōu)異，意味著光譜本身就是一張“加工痕跡"的指紋。

圖4：（A）配對生乳（DHM?Pre）與巴氏消毒乳（DHM?Post）樣品基于激光紅外光譜的均值與標(biāo)準(zhǔn)差（每組 N=34）；（B）基于激光紅外光譜的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品 PLS?DA 得分圖（二階導(dǎo)數(shù) + 均值中心化，2 個潛變量）；（C）基于 EC?QCL 紅外光譜的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品交叉驗證（CV）預(yù)測結(jié)果（p<0.01，Wilcoxon 秩和檢驗）；（D）基于 EC?QCL 紅外光譜的 PLS 模型所預(yù)測的 DHM?Pre 與 DHM?Post 樣品中 α?乳白蛋白、乳鐵蛋白、酪蛋白和總蛋白的濃度。注：紅色虛線表示判別閾值；AUROCCV，交叉驗證受試者工作特征曲線下面積。

結(jié)論

EC?QCL光譜不僅可以量化巴氏消毒造成的功能性蛋白損失，還能直接識別一份母乳是否經(jīng)過熱處理，為母乳庫提供了一道非接觸、無試劑的質(zhì)控關(guān)卡。將來，每一袋捐贈乳在發(fā)出前或許都能通過這樣一次快速“光檢"，讓臨床更準(zhǔn)確地把握輸入早產(chǎn)兒體內(nèi)的真實營養(yǎng)。

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參考文獻(xiàn)：

Ten-Doménech I, Vijayakumar S, Schwaighofer A, et al. Laser-based mid-IR spectroscopy as a rapid analytical technique for the quantification of human milk proteins. Current Research in Food Science, 2026, 13: 101492.