MALDI-TOF-MS 在黄油生产微生物多样性监测中的应用：以波兰乳品厂为例

为什么黄油中的微生物重要

黄油看起来很简单：早餐桌上一块熟悉的黄色块。但在每一片黄油背后都有一段从奶牛到餐桌的漫长旅程，在这条路上微小的生物随牛奶一起移动。本研究在一家波兰乳品厂对这些微生物逐步跟踪，使用一种快速的实验室技术来观察在牛奶转化为黄油的过程中哪些微生物存活、变化或消失。结果揭示了污染真正发生的环节、巴氏灭菌的效果，以及为何严格的卫生管理能保障乳制品安全。

追踪从奶牛到黄油的牛奶

研究者的目标是从头到尾监测黄油生产的微生物安全性：从农场的奶牛，经储存与运输，到乳品厂的加工以及最终的黄油。他们集中关注“可培养”的微生物——即能在常规培养基上生长的那些，因为它们最有可能导致变质或疾病。在为期两个月的时间里，研究团队直接从奶牛乳房采集了400份原奶样本，并从黄油生产线的九个阶段收集了63个样本，包括农场冷藏室、罐车、储罐、巴氏灭菌和晶化前后的奶油、脱脂乳（酪乳）及成品黄油。

为看不见的生命做快速指纹识别

为快速鉴定微生物，团队使用了MALDI-TOF质谱方法，该方法用激光照射少量菌落并读取其蛋白质图谱，类似条形码。将这些“指纹”与数据库比对可以在几分钟内确定细菌和真菌的名称，而不是几天时间。研究总共分析了超过六千个菌落，并自信地识别出146种不同的微生物，主要是细菌，也包括若干酵母。对于一部分菌株，特别是罕见或有疑问的菌株，研究者用传统的核酸片段测序（16S rRNA测序）进行确认，其结果在很大程度上支持了质谱鉴定。

新鲜牛奶中存在什么

原奶呈现出丰富且大多无害——但并非完全无辜——的微生物群落。每份样本平均携带七到八种物种，以革兰氏阳性细菌为主，主要属群包括葡萄球菌属（Staphylococcus）和棒状杆菌属（Corynebacterium），以及Aerococcus和片状芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等。这些有些与乳房感染（乳腺炎）有关，会降低牛奶质量；另一些则可能来自动物皮肤或圈舍环境。潜在有害的革兰氏阴性菌，如大肠埃希菌（Escherichia coli）和假单胞菌（Pseudomonas），仅在少数样本中出现，但一旦被发现就表明存在卫生问题。物种组成在采样期间发生了变化，反映了圈舍条件的变化，例如春季气温上升。

污染在哪儿达到高峰以及热处理的作用

当牛奶从农场运往工厂时，其微生物谱发生了有意义的变化。多样性和细菌计数最高的并非在奶牛处，而是在罐车内部运输时，在此阶段相比新鲜牛奶出现了数十种额外的细菌和真菌种类。冷藏虽然能抑制某些微生物，但有利于耐冷种类在运输过程中导致牛奶变质。巴氏灭菌——对奶油的短时间加热——显著降低了种类数和丰度，消灭了大多数微生物。然而，一些耐热和产孢细菌，如片状芽孢杆菌和某些微球菌（Micrococcus）菌株仍能存活，并在后续阶段和酪乳中被检测到。黄油本身由于脂肪含量高、水分少且包装干净，未显示出可检测的微生物生长。

这对日常乳制品安全意味着什么

对于非专业读者，关键讯息是黄油及相关产品的安全在很大程度上取决于奶油到达巴氏灭菌设备之前发生的事情。原奶质量、挤奶卫生、运输罐车的清洁以及储存温度控制决定了哪些微生物进入工厂以及它们有多少机会生长。研究表明，像MALDI-TOF这样的快速鉴定工具可以廉价且迅速地筛查大量样本，标记出问题环节，例如清洗不到位的罐车或持久存在的耐热菌株。若常规使用，这一方法可帮助乳品厂将有害微生物阻隔在进入餐桌的产品之外，同时优化加工环节，以兼顾安全性、货架期和品质。

引用: Sibińska, E., Adamczyk, I., Ludwiczak, A. et al. Application of MALDI-TOF-MS in the surveillance of microbial diversity in butter production: a case study of Polish dairy. Sci Rep 16, 13092 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43570-0

关键词: 乳品微生物学, 黄油生产, 牛奶安全, 巴氏灭菌, MALDI-TOF