乳品加工团队建立牛乳中热噬淀粉芽孢杆菌精准快速检测方法

近日，中国农业科学院农产品加工研究所乳品加工与品质调控创新团队围绕乳中关键耐热芽孢杆菌——热噬淀粉芽孢杆菌（Caldibacillus thermoamylovorans）取得重要研究进展。明确了该菌是危害UHT奶（超高温灭菌奶）品质和货架期稳定性的关键微生物，阐明了其导致UHT奶变质的核心遗传特征与关键致腐机理，并成功建立了基于PMA-qPCR技术的活菌精准快速检测方法。相关研究成果分别发表于国际食品权威期刊《食品科学与技术》（LWT-Food Science and Technology，JCR一区，IF=7.1）和《未来食品杂志》（Journal of Future Foods，JCR一区，IF=10.6）。加工所硕士研究生刘祺琛为两篇论文的第一作者，逄晓阳研究员和李旭副研究员为共同通讯作者。

UHT奶是我国乳制品消费中占比最大的单一品类。然而，UHT杀菌工艺难以完全杀灭耐热芽孢杆菌，残留的芽孢可在产品货架期内萌发增殖，导致蛋白絮凝、脂肪上浮、风味劣变等问题，严重影响产品质量。热噬淀粉芽孢杆菌是近年来在生鲜乳及UHT灭菌乳制品中检出率持续攀升的典型耐热菌种。但该菌耐热特性及致腐机制尚不清晰，且缺乏精准的活菌检测手段，行业面临“检不出、控不住”的瓶颈问题，乳制品质量安全隐患客观存在。

针对上述问题，团队从我国北方生鲜乳及UHT坏包样品中分离获得该菌株，发现其产生的芽孢具有极强的耐热性，能够耐受UHT处理并在产品贮运环节中萌发形成营养体。该菌分泌的胞外蛋白酶和脂肪酶可持续水解乳蛋白与乳脂肪，破坏酪蛋白胶束稳定性，导致乳液体系失稳，同时产生不良风味物质，显著缩短产品货架期。

图1 热噬淀粉芽孢杆菌对UHT灭菌乳的危害

在此基础上，团队基于基因组数据库信息，结合泛基因组分析，筛选物种特异性分子靶标，并通过优化引物与探针，最终获得一组对6种近缘芽孢菌种无交叉反应且扩增效率高的引物探针组合。该方法特异性识别热噬淀粉芽孢杆菌，不受其他近缘菌种干扰，从源头上排除了检测过程的“假阳性”风险，为后续精准识别死、活菌奠定了关键技术基础。

尤为重要的是，现有常规检测方法无法区分死菌与活菌，检测结果常常高估活菌污染水平，误导质量安全决策。针对这一行业痛点，团队通过引入具有活菌选择性识别能力的PMA（叠氮溴化丙锭）核酸染料，结合优化的qPCR反应体系，成功构建了可精准区分死、活芽孢的高特异性PMA-qPCR检测方法。只有活细胞的DNA能够在PMA处理后被有效扩增，从而可以排除死菌DNA干扰，从而确保了仅活菌来源的DNA信号被有效检出。该方法在1×10¹–1×10⁵ CFU/mL范围内表现出良好的线性关系（R²=0.9944）。结合配套开发的生乳中微生物快速提取方法，整套检测方案可在3小时内完成牛乳中热噬淀粉芽孢杆菌活菌的精准定量，检测限低至1×10¹ CFU/mL。真实样品验证结果显示，该方法灵敏度高、特异性强、重复性好，能够客观、真实地反映乳品中活芽孢残留状况，有效解决了传统方法因死菌干扰的问题，为行业提供了科学、可靠的质量安全检测新手段。

图2 热噬淀粉芽孢杆菌活菌检测方法开发

上述研究填补了国内热噬淀粉芽孢杆菌乳品污染系统研究的空白，不仅从基础层面明确了该菌的耐热特性与致腐机制，更从应用层面为乳品行业提供了快速、精准的活菌检测方案，为控制乳制品微生物污染、保障乳制品质量安全提供了重要的理论依据与技术支撑。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jfutfo.2026.02.016

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2026.119219