随着消费者对最低限度加工且营养完整乳制品需求的增长，如何在保留生乳固有组成的同时提升其安全性，成为乳品领域的重要议题。该综述系统评估了紫外-C（UV-C）照射、冷等离子体（CP）、高压处理（HPP）、脉冲电场（PEF）和微滤（MF）等已建立的非热技术，以及纳米技术增强过滤、人工智能驱动优化和区块链可追溯等新兴方向。相较于传统巴氏杀菌，这些非热方法能够在较低温度条件下实现有效病原灭活，并更好地保留热敏性维生素、生物活性蛋白、内源酶及感官特性。文中指出，多重障碍策略通过整合多种非热手段，在提升微生物安全性和产品一致性方面显示出显著潜力，可对大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌等关键病原实现最高达 6 log10 的降低，同时维持 80% 以上维生素与乳铁蛋白等活性成分。综述还从机制、效能、适用性、社会经济价值、环境收益及监管需求等方面进行了前瞻性分析，强调非热加工与数字化工具协同将为乳业可持续创新提供新的技术框架。
创新性和思路启发
该综述将非热加工与数字工具（AI、区块链）进行关键整合，使技术效能与供应链透明度、监管路径以及消费者信心相一致；不仅关注紫外-C、冷等离子体、高压处理、脉冲电场和微滤等物理非热手段本身，也将人工智能驱动的实时参数优化、区块链可追溯以及纳米增强过滤纳入同一评价体系之中。
文章进一步强调，未来研究需要转向“综合性、多目标优化”，在统一加工条件下同时建模病原体灭活、生物活性功能保持与感官完整性之间的复杂权衡；同时围绕多重障碍体系的 >6-log10 病原降低、模块化反应器降低资本成本、生命周期评估以及非热方法标准化验证协议建立，形成面向产业放大的系统路线。
生乳作为未经热巴氏杀菌处理的乳品，因“天然”“最低限度加工”“更新鲜”的消费认知而重新受到关注。支持者通常强调其较高水平的热敏性维生素、内源生物活性酶以及潜在有益的天然微生物群，但这些健康效应仍存在科学争议。与此同时，生乳在乳房炎、挤奶过程、粪源污染及贮运管理不当等环节均面临显著微生物风险，尤其涉及大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌、沙门氏菌和空肠弯曲杆菌等关键病原。传统热巴氏杀菌虽是公认的安全基准，却会引起热敏营养因子损失、蛋白和酶变性、风味熟化等变化，因此，如何在公共卫生安全与“鲜活品质”之间取得平衡，成为生乳加工的重要研究问题。
1. 传统热巴氏杀菌的局限
文章首先对传统热加工的局限进行了系统梳理。HTST 和 UHT 虽能有效灭活致病性营养型微生物并延长货架期，但会造成维生素C及部分B族维生素损失，乳铁蛋白、乳过氧化物酶和免疫球蛋白等活性组分发生部分或显著变性，同时引发美拉德反应、脂质氧化以及蛋白结构重排，进而带来熟化风味、颜色变化、黏度增加和沉淀形成等问题。由此，热加工在安全性上的优势，与消费者对“fresh-like”乳品的需求形成直接张力。
2.UV-C与冷等离子体：低温灭活与品质保持并行
在成熟非热技术中，UV-C 主要通过诱导微生物 DNA 损伤实现灭活，冷等离子体则依赖活性氧/氮物种、电子与离子等对细胞膜、核酸和酶体系造成破坏。文章指出，UV-C 在合适剂量与反应器设计条件下可实现 1–6 log10 CFU/mL 的菌落降低，并较好保留乳铁蛋白和免疫球蛋白；但由于乳液不透明，需借助薄膜反应器、Dean flow 系统等强化光照均一性。冷等离子体可在较短时间内实现 3–5 log10 的病原降低，并在低温条件下减少热敏组分损失，但其在高脂体系中的穿透深度及脂质氧化风险仍需通过反应器设计与工艺参数优化加以控制。
3. 高压处理与脉冲电场：面向“鲜乳化”品质保留的核心路线
HPP 通过 400–600 MPa 的高静水压力实现病原控制，对大肠杆菌、沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌等可达到 5 log10 量级的降低，并显著延长冷藏货架期。文中总结，高压处理可较好保持热敏性维生素及乳铁蛋白、免疫球蛋白等生物活性成分，感官上常与鲜乳接近。PEF 则依靠高强度电脉冲诱导电穿孔，对营养与色香味的保持同样具有优势，在优化条件下可实现 4–5 log10 的大肠杆菌降低，并可在一定程度上调控部分酶活性。文章同时指出，两者对细菌芽孢控制能力相对有限，因此在追求更高安全冗余时，往往需要与其他手段协同应用。
4. 微滤与多重障碍体系：从物理去除到协同强化
微滤通过半透膜对脱脂乳中的微生物与芽孢进行物理截留，已在延长货架期和融入常规乳品加工线方面展现出较高成熟度。文章指出，微滤在保持生乳风味、香气及活性成分方面具有明显优势，但在全脂乳体系中的适用性以及对毒素的无灭活特征，决定了其更适合纳入多重障碍体系。该文重点讨论了 HPP+PEF、MF+UV-C 等协同模式，认为多种“温和”非热因子的组合可在不显著牺牲品质的前提下进一步提升病原控制效果，例如对大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌实现超过 6 log10 的协同降低，并在部分体系中将货架期延长至 30–40 天。
5. 纳米过滤、AI优化与区块链追溯：非热加工的外延拓展
在新兴方向上，文章将纳米技术增强过滤、人工智能驱动优化和区块链追溯纳入同一发展图景。纳米材料可提升膜分离的选择性、耐久性与抗菌性能，但其在乳中的迁移风险、毒理评价、标准化检测方法及监管合规性仍是商业化关键问题。AI 主要服务于原料质量实时监测、污染预警、货架期预测和工艺参数动态调控；区块链则通过去中心化、不可篡改的记录方式提升从牧场到消费端的数据透明度与可追溯性。文章认为，这些技术并非单独替代传统加工单元，而是在生产、验证、供应链管理和消费者沟通层面，为非热加工建立更完整的产业支撑体系。
文章认为，非热技术为全球乳业在“生乳安全性”与“天然品质保持”之间提供了具有转型意义的解决方案。UV-C、CP、HPP、PEF、MF 及其多重障碍组合，能够在显著降低病原负荷的同时，更好地保留维生素、生物活性蛋白和感官特征；而 AI、区块链与纳米过滤等新兴工具，则进一步拓展了非热加工在实时优化、全链条透明化与高值化产品开发中的应用边界。未来，该领域仍需围绕工业放大、长期营养稳定性、生命周期评估及标准化监管验证开展系统研究，以推动安全、真实且高品质生乳加工体系的建立。
来源：公众号-食品科学前沿
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