█ MRT 2023 年度报告

﹣94﹣

2. 黄曲霉毒素 M1 和赭曲霉毒素 A 通过调节 BALB/c 小鼠

中关键差异表达的小 RNA 和长非编码 RNA 诱导肠道屏

障损伤

牛奶和乳制品可以为人类健康提供许多重要和必需的营养素，尤

其是婴儿和儿童。由于乳制品在所有年龄段的饮食中的重要性，乳制

品的消费量很大。黄曲霉毒素M1（AFM1）和赭曲霉毒素A（OTA）

的共存在牛奶和乳制品中很常见，包括婴儿配方奶粉和婴儿食品等。

由于毒性和致癌性的潜在作用，AFM1和OTA可能被认为是环境中两

种不可避免的霉菌毒素，可能对人类构成危险。肠道屏障是接触食物

污染物的第一道屏障，因此，肠道很可能暴露于高浓度的霉菌毒素。

肠上皮细胞和紧密连接蛋白是肠道屏障功能的关键组成部分。因此，

阐明霉菌毒素对肠道屏障的作用并分析其潜在机制非常重要。

全转录组分析因其在说明潜在机制方面的关键作用而引起了研

究人员越来越多的关注。全转录组可以提供有关编码和非编码RNA

（ncRNAs）的信息，因此它可能更好地更详细地解释表型。因此，本

试验对暴露于单独和组合AFM1和OTA的BALB/c小鼠的空肠进行了

全转录组学研究，从分子水平上揭示了AFM1和OTA的共同暴露风险

以及相关的健康危害。BALB/c小鼠经3 mg/kg b.w. AFM1和 3 mg/kg

b.w. OTA灌胃28天后，取其血清和空肠组织，血清用于测定血液生化

二、研究进展█

﹣95﹣

指标；空肠一方面用于Tunel染色、免疫荧光染色；另一方面用于全转

录组学分析。

与对照组和DMSO组相比，AFM1处理没有明显改变体重，而OTA

和AFM1+OTA处理显著降低了小鼠的体重（p<0.05）（图1A）。血清

肠道完整性生物标志物结果显示，OTA和AFM1+OTA处理显著改变

了GSTs的含量（p<0.05）（图1B），但DAO含量无显著差异（p>0.05）

（图1B）。TUNEL染色结果表明，AFM1+OTA联合处理诱导肠细胞

凋亡（图1C）。免疫荧光染色结果显示，AFM1+OTA联合处理的免疫

染色强度较弱，网格状屏障结构塌陷，表明AFM1+OTA抑制了TJ蛋白

（claudin-3、occludin和ZO-1）的表达（图1D）。

█ MRT 2023 年度报告

﹣96﹣

图 1. AFM1 和 OTA 对 BALB / c 小鼠空肠的影响。（A）体重在第 7、13、19、25 和 28

天发生变化。（B）血清中与肠道完整性相关的 DAO 和 GSTs 的水平。（C）肠细胞凋亡

的 TUNEL 染色。（D）TJ 蛋白的免疫荧光染色。

二、研究进展█

﹣97﹣

对于mRNA分析，DMSO vs. Combination、AFM1 vs. Combination

以及OTA vs. Combination分别有397个（209个上调和188个下调）、

322个（196个上调和126个下调）和263个（141个上调和122个下调）

差异表达mRNA（DEmRNA）（图2A）。维恩分析显示，DMSO vs.

Combination、AFM1 vs. Combination以及OTA vs. Combination中分别

存在261、177和174个独特的DEmRNA（图2B）。

为了理解这些DEmRNA的分子功能，进行了GO和KEGG富集分

析。与GO富集中肠道完整性相关的生物过程表明，在这三种比较分

析模式（DMSO vs. Combination、AFM1 vs. Combination以及OTA vs.

Combination）中，生长和生物粘附term得到富集（图2C）。此外，肠

道完整性相关的KEGG通路表明，细胞凋亡、局灶粘连和紧密连接是

这三种比较分析模式中的共同富集到的通路。粘附连接是DMSO与联

合处理组和AFM1与合处理组的共有的通路。间隙连接是AFM1与联

合处理组和OTA与联合处理组的共同途径（图2D）。GO和KEGG通

路富集表明，AFM1和OTA联合诱导的肠道完整性破坏与细胞凋亡和

细胞连接有关，与表型结果一致。

为了进一步鉴定与AFM1和OTA诱导的肠道完整性损伤相关的

关键靶基因，绘制了肠道完整性相关的DEmRNAs PPI网络（图2E）。

Nos1（钙信号通路）是所有三个处理组中连接度最高的共同关键

DEmRNA，其次是Nos1，Socs3（Jak-STAT和TNF信号通路）和Lpar2

█ MRT 2023 年度报告

﹣98﹣

（肌动蛋白细胞骨架，PI3K-Akt和Rap信号通路），它们也是所有三

个处理组中常见的DEmRNA。

二、研究进展█

﹣99﹣

图 2. 暴露于 AFM1 和 OTA 的 BALB/c 小鼠空肠中差异表达的 mRNA（DEmRNA）的分

析。（A）直方图显示了不同处理组中 DEmRNA 的数量。（B）维恩图分析。（C）肠道

完整性相关的 GO 富集分析。（D）由 DEmRNA 富集的前 30 个显著 KEGG 途径，这些途

径与肠道完整性有关。（E）DEmRNA 富集的与肠道完整性相关的 PPI 网络。进行了三次

重复的 mRNA 测序（n = 3）。

对于DMSO vs. Combination、AFM1 vs. Combination以及OTA vs.

Combination分别有78个（29个上调和49个下调）、55个（45个上调和

10个下调）和51个（31个上调和20个下调）DEmiRNA（图3A）。维

恩分析显示，DMSO vs. Combination、AFM1 vs. Combination以及OTA

vs. Combination分别存在56、22和19个独特的DEmiRNA（图3B）。

█ MRT 2023 年度报告

﹣100﹣

为了进一步了解DEmiRNA的功能，进行了由这些DEmiRNA的靶

基因富集的GO和KEGG分析。GO结果表明，在这三种比较分析模式

中，DEmiRNA靶标均富集了生物粘附（属于生物过程BP）、毒素活

性（属于分子功能MF）和细胞连接（属于细胞成分CC），这与肠道

完整性有关（图3C）。此外，由DEmiRNA靶基因富集的KEGG通路在

三组中表明，代谢、生物系统和人类疾病占据了相当大的比例（图3D）。

在进一步分析与肠道完整性相关的KEGG通路时，我们发现在这三种

比较分析模式中，FoxO信号通路和Ras信号通路通常发生了显著变化

（p <0.05）。MAPK、TGF-β、cAMP、Wnt信号通路和间隙连接在

AFM1组与组合组和OTA组与组合组的通路均有显著变化。

lncRNA 的结果表明， DMSO vs. Combination 、 AFM1 vs.

Combination以及OTA vs. Combination组分别有305、260和230个

DElncRNA（图4A）。维恩图分析表明，DMSO vs. Combination、AFM1

vs. Combination以及OTA vs. Combination组分别有197、142和157个独

特的DElncRNA（图4B）。为了获得这些DElncRNA的分子功能，通过

其靶基因进行了GO和KEGG富集分析。GO富集结果表明，生物粘附

和细胞连接项均受到影响，表明AFM1和OTA导致肠道完整性紊乱

（图4C）。KEGG富集表明，AFM1和OTA诱导的肠道完整性损伤与

细胞凋亡和细胞连接相关途径有关（图4D）。

二、研究进展█

﹣101﹣

图 3.暴露于 AFM1 和 OTA 的 BALB/c 小鼠空肠中差异表达的 miRNA（DEmiRNA）的分

析。（A）直方图显示了不同处理组中 DEmiRNA 的数量。（B）维恩图分析。（C）肠道

完整性相关的 GO 分析。（D）饼图显示了富集的 DEmRNA KEGG 途径。进行了三次重复

的 miRNA 测序（n = 3）。

█ MRT 2023 年度报告

﹣102﹣

图 4. 暴露于 AFM1 和 OTA 的 BALB/c 小鼠空肠中差异表达的 lncRNA（DElncRNA）的

分析。（A）直方图显示了不同处理组中 DElncRNA 的数量。（B）维恩图分析。（C）肠

道完整性 GO 分析。（D）富集的 DElncRNA KEGG 通路与肠道完整性相关，与 mRNA 富

集结果一致。进行了三次重复的 miRNA 测序（n=3）。

二、研究进展█

﹣103﹣

基 于 AFM1 和 OTA 诱导的破坏肠道屏障中的 DEmRNA 、

DEmiRNA和DElncRNA，建立了miRNA-mRNA、lncRNA-mRNA和

lncRNA-miRNA-mRNA之间的桑基图。DEmiRNA-DEmRNA网络的结

果表明，miR-1258-x（靶标Pla2g2d，Ccnd1，Rasgrp3和Fzd4），miR11987-z（靶标Pak6，Fzd4和Daam1）和miR-130-y（靶Fzd4和Daam1）

是与AFM1和OTA诱导的肠道完整性受损相关的关键DEmiRNA（图

5A）。DElncRNA-DEmRNA网络的结果表明，Jmjd7（靶标Pla2g4b）、

Lsm2（靶向Hspa1a）和Psd（靶向Nfkb2）是参与肠道完整性破坏的关

键重要DElncRNA（图5B）。考虑到ncRNA（miRNA和lncRNA）在肠

道完整性调控中起着关键作用，基于lncRNA-mRNA和miRNA-mRNA

对，绘制了ceRNA调控网络（图5C）。因此，阐明了调节AFM1和OTA

诱导的肠道完整性的重要DEmRNA、DEmiRNA和DElncRNA，这些主

要富集在MAPK和Ras信号通路中。

█ MRT 2023 年度报告

﹣104﹣

图 5. 暴露于 AFM1 和 OTA 的 BALB/c 小鼠空肠中 lncRNA-miRNA-mRNA 的 ceRNA 调控

网络。（A）桑基图描述了响应 AFM1 和 OTA 处理而影响肠道完整性的 miRNA-mRNA 网

络。（B）响应 AFM1 和 OTA 处理影响肠道完整性的 lncRNA-mRNA 桑基图。（C）桑基

图描述了影响 AFM1 和 OTA 处理的肠道完整性的 lncRNA-mRNA 网络。

结论：根据本实验中BALB/c小鼠表型结果，我们发现AFM1和

OTA可以诱导肠道屏障受损，并通过全转录组分析探索其机制（图6）。

研究结果证明：（i）这两种霉菌毒素（AFM1和OTA）通过增加细胞

凋亡水平和降低TJ蛋白表达诱导肠道屏障破坏。（ii）AFM1和OTA通

二、研究进展█

﹣105﹣

过激活DUSP9的表达和抑制PLA2G2D的表达来诱导细胞凋亡，这些

表达由DEmiRNA（miR-124-y，miR-194-z，miR-224-x和miR-452-x）

和DElncRNA（FUT8和GPR31C）调节。（iii）AFM1和OTA通过抑制

PAK6的表达来降低TJ蛋白，PAK6也受到几种重要的DEmiRNA和

DElncRNA的调节。该研究成果为解析AFM1和OTA诱导的肠道毒性

提供了新的见解。

图 6. AFM1 和 OTA 诱导 BALB/c 小鼠肠道完整性破坏的机制图。

研究成果已于 2023 年 10 月发表在《 Ecotoxicology and

Environmental Safety》杂志。该研究得到国家自然科学基金、中国现

代农业产业技术研究体系、农业科技创新重大成果科研项目和农业科

技创新计划项目资助。文章共同第一作者高亚男、闵力，通讯作者为

郑楠研究员。

█ MRT 2023 年度报告

﹣106﹣

——Yanan Gao, Min Li, Xue Yang, Jiaqi Wang, Nan Zheng. The

coexistence of aflatoxin M1 and ochratoxin A induced intestinal barrier

disruption via the regulation of key differentially expressed microRNAs

and long non-coding RNAs in BALB/c mice [J]. Ecotoxicology and

Environmental Safety, 2023, 264: 115428.

二、研究进展█

﹣107﹣

3. 代谢组学和脂质组学联合分析揭示黄曲霉毒素 B1 和黄

曲霉毒素 M1 单独及联合作用引起 NCM460 细胞脂质代

谢紊乱

黄曲霉毒素主要是由黄曲霉和寄生曲霉产生的次生代谢产物，具

有毒性或致癌性。人类和动物摄入受污染的食物或与环境接触是直接

和间接接触黄曲霉毒素的主要途径。在这些黄曲霉毒素中，黄曲霉毒

素B1（Aflatoxin B1, AFB1）是毒性最大的，为1类致癌物。AFB1经常

存在农业生产过程和谷类作物中，也经常出现在土壤生态系统和环境

中。AFB1自被发现以来一直是大多数研究的重点。另一种引起研究

者极大关注的毒素是黄曲霉毒素M1 （Aflatoxin, AFM1），奶牛摄入

AFB1后，AFM1通过羟化作用留在牛奶中。AFM1经常存在于人和动

物的乳汁以及婴儿配方奶粉中。因此，人类有可能通过日常的谷物和

牛奶饮食模式接触AFB1和AFM1。与单一黄曲霉毒素相比，两者联合

作用（特别是AFB1和AFM1，已被证实与动物和人类健康密切相关）

可能会造成更严重的影响，但相互作用机制尚不清楚，特别是从小分

子水平上。因此从代谢水平探索黄霉菌毒素联合作用的潜在机制十分

重要。

肠道是人类接触食源性污染物的第一道屏障，在维持人类和动物

健康方面发挥着关键作用。实验室之前的研究揭示了AFB1和AFM1联

合在体内和体外的加性和协同肠毒性作用。但很少有研究从代谢水平

█ MRT 2023 年度报告

﹣108﹣

特别是脂质代谢来探究联合AFB1和AFM1发挥肠毒性的潜在机制。代

谢组学旨在监测代谢物的变化，为研究代谢水平的机制提供关键靶点。

以往的研究使用代谢组学来探索黄曲霉病的机制，主要集中在肾脏和

肝脏。脂质组学是由代谢组学衍生而来的一种快速发展的方法，代谢

组学和脂质组学联用正在成为研究有害物质靶标机制的新兴方法。然

而，没有研究同时揭示AFB1和AFM1暴露对细胞脂质代谢的影响。本

研究采用代谢组学和脂质组学来探究AFB1和AFM1诱导NCM460细

胞脂质代谢的影响。

黄曲霉毒素以剂量依赖的方式降低细胞活力（图1）。根据非线

性回归的剂量响应计算半抑制浓度（IC50），AFB1的IC50为7.287 μ

M, AFM1的IC50为9.720 μM，AFB1+AFM1的IC50为5.813 μM。

AFB1比AFM1具有更强的细胞毒性，AFB1+AFM1对NCM460细胞的

毒性最强。根据剂量-反应曲线，AFB1的IC10和IC20分别为2.218和

2.632 μM, AFM1的IC10和IC20分别为2.193和2.675 μM。根据ISO

标准（2009），在细胞孵育至少24h后，将细胞活力降低到70%以下的

物质被视为细胞毒性物质。在上述浓度中（1.25, 2.5, 5, 10, 15和20 μM），

2.5 μM是对AFB1和AFM1的抑制率均不超过30%的最大浓度。因此，

选择单独及联合2.5 μM的AFB1和AFM1进行进一步的代谢组学和

脂质组学分析。

二、研究进展█

﹣109﹣

图 1. 单独黄曲霉毒素 B1（AFB1）(A)、黄曲霉毒素 M1（AFM1）(B)及黄曲霉毒素 M1 和

AFB1（AFB1+AFM1）（C）联合作用对 NCM460 细胞作用的剂量 反应曲线（ − n=10）。

根据Dunn检验，通过p<0.05，FC>1.5筛选出黄曲霉毒素处理后的

差异代谢物。与对照组相比，AFB1有15种上调和19种下调代谢物，

而AFM1有14种上调和18种下调代谢物。在AFB1+AFM1组中，有23种

上调和23种下调的代谢物（图2A）。通过Venn分析找到单独及组合黄

曲霉毒素处理的共有和特有的差异靶标代谢物。AFB1、AFM1和

AFB1+AFM1组中分别有10种、6种和17种特有代谢物。此外，在黄曲

霉毒素处理后共发现了19种共有的代谢物（图2B）。

█ MRT 2023 年度报告

﹣110﹣

为了探究不同黄曲霉毒素毒性作用的异同，将上述筛选得到的52

种显著差异的代谢物进行热图分析：33种特异性代谢物（AFB1：10

种AFM1：6种，AFB1+AFM1：17种）和19种共有代谢物。图2C中AFB1

橙色字体表示AFB1特有的差异代谢物，如胆碱、溶血磷脂酰胆碱

（LysoPC）(16:1)、LysoPC(18:1)和LysoPC(20:4)等。蓝绿色字体表示

AFM1的特有代谢物，包括IMP、戊二酸等。天蓝色字体表示

AFB1+AFM1的特有差异代谢物，如牛磺酸、琥珀酸等。黑色字体表

示AFB1、AFM1和AFB1+AFM1共有差异代谢物，包括11种下调的代

谢物和8种上调的代谢物。

二、研究进展█

﹣111﹣

图 2. 单独及联合黄曲霉毒素诱导的差异代谢物的分析。（A）差异代谢物的数量。（B）

差异代谢物的 Venn 分析。（C）不同处理的特有和共有的差异代谢物的丰度热图。图中的

每一行代表一种代谢物，每一列代表一个样品。从紫色到绿色的梯度色条表示代谢物的浓

度从高到低。右侧不同颜色的代谢物代表不同处理的差异代谢物，其中橙色字体为 AFB1

组的特异性代谢物，蓝绿色为 AFM1，天蓝色为 AFB1 + AFM1，黑色为共有的差异代谢

物。

利用代谢产物集富集分析（MSEA）和代谢通路分析(MetPA)对黄

曲霉毒素处理后的通路和代谢物集合进行分析。通路分析显示，与对

照组相比，AFB1对嘌呤代谢（p=0.005）和甘油磷脂代谢（p=0.014）

的影响最为显著（图3A）。AFB1+AFM1处理显著影响NCM460细胞

的甘油磷脂代谢通路（p=0.043）（图3B）。AFM1没有显著富集的通

█ MRT 2023 年度报告

﹣112﹣

路，但MSEA显示AFM1主要影响脂肪酸代谢物，如丙酸盐和极长链

脂肪酸的β氧化，这可能是因为AFB1和AFM1以不同的方式发挥毒性。

甘油磷脂代谢被认为是AFB1和AFB1+AFM1的关键途径，而AFM1主

要破坏脂肪酸代谢。AFB1可能是两者联合中发挥主要作用的毒素。

由此可见，AFB1和AFM1的不同结构组成可能对NCM460细胞产生不

同的肠毒性。

二、研究进展█

﹣113﹣

图 3. NCM460 细胞暴露于单独及联合的差异代谢物的代谢通路分析 (A) AFB1 和

AFM1+AFB1（B）。圆圈越大，颜色越深表示富集程度越高。

为了进一步探索AFB1和AFM1的不同毒性作用，我们对不同组中

显著变化的特定代谢物进行了 KEGG 分 析

（https://www.omicshare.com/tools/）。甘油磷脂代谢是AFB1影响的主

要通路（图4A），AFM1主要影响脂肪酸降解（图4B），AFB1+AFM1

影响的代谢途径较多，丙酸盐代谢影响最为显著（图4C）。代谢组学

通路分析结果显示，黄曲霉毒素主要影响脂质代谢。为了进一步阐明

脂质代谢的具体变化，进行了脂质组学分析。

█ MRT 2023 年度报告

﹣114﹣

二、研究进展█

﹣115﹣

图 4. 特有代谢物的 KEGG 通路富集分析（A）AFB1，（B）AFB1 及（C）

AFB1+AFM1。A 不同的颜色代表不同的通路。节点大小代表富集程度，实线代表通路之

间的连接性。

为了评估脂质代谢的变化，测定黄曲霉毒素处理NCM460细胞后

的脂质谱，共检测到27个脂类亚类，包括441个脂类分子。三酰甘油

（TAG）是被检测到的最多的脂质分子，共有128个，占所有脂质分

子的29%，其次是心磷脂（CL）、二酰甘油（DAG）和鞘磷脂（SM）

（图5A）。脂质PCA在三个处理组和对照组之间有明显的分离，说明

黄曲霉毒素对NCM460细胞脂质代谢的影响存在显著差异（图5B）。

这也证明AFB1和AFM1影响代谢主要是通过脂质代谢的改变。

█ MRT 2023 年度报告

﹣116﹣

图 5. 单独及联合暴露 AFB1 和 AFM1 的脂质谱。（A）检测到的脂质的类别和数量。（B）

脂质的 PCA 分析，每个点代表一个样品（n=3）。

根据Dunn检验p<0.05和FC>1.5，与对照组相比，AFB1、AFM1和

AFB1+AFM1组有63个（上调22个，下调41个），23个（上调6个，下

调17个），52个（上调40个，下调12个）差异表达的脂质（图6A）。

AFB1诱导的NCM460细胞脂质代谢变化明显强于AFM1。通过Venn分

析找到AFB1和AFM1单独处理和联合处理后特异性差异表达的脂质。

在AFB1组、AFM1组和AFB1 + AFM1组中，只有5种共有的差异脂质，

这表明AFB1和AFM1对脂类的影响不同（图6B）。在AFB1组、AFM1

组和AFB1 + AFM1组中分别鉴定出34、11和30种特有脂质。

热图分析用于显示上述不同处理后的特有脂类的表达谱。对于

AFB1，鉴定出34种特有脂类，27种脂类表达量下调，其中CL、TAG、

磷脂酰乙醇胺（PE）SM等12种脂类占总下调脂类的63%（图6C）。

AFB1只上调了7种脂质的表达：TAG46:2 (18:2)，TAG54:6 (18:2)，

TAG60:3 (18:2)，TAG 58:3(24:0)，溶血磷脂酸（LBPA）38:6、LBPA36:4，

二、研究进展█

﹣117﹣

磷脂酰胆碱（PC）36:4。AFM1倾向于通过改变游离脂肪酸（FFAs）、

磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol）、CL、胆固醇和磷脂酰甘油

（phosphatidylglycerol, PG）的表达量来发挥毒性作用（图6D），其中

CL和PG占总量的70%。AFB1+AFM1处理后TAG均显著升高（图7E），

而PC40:7、DAG32:0(16:0/16:0)、PC36:3p、LysoPC20:4、PE42:2p下调。

总之，AFB1通过改变CL、TAG、PE和SM的水平对NCM460细胞产生

毒性作用； AFM1 影 响 CL 和 PG ； 而 TAG 代谢水平的升高在

AFB1+AFM1诱导的肠毒性中起关键作用。

█ MRT 2023 年度报告

﹣118﹣

图 6. 单独及联合黄曲霉毒素诱导的差异脂质的分析。（A）两两比较的差异脂质的数量。

（B）与对照组相比，差异脂质的venn分析。各处理组特有的差异脂质的热图分析（C）AFB1，

（D）AFM1 和（E）AFB1+AFM1（n=3）。

结论：通过联用代谢组学和脂质组学分析，研究了AFB1和AFM1

单独和联合处理的肠毒性作用。代谢组学分析表明，单独或联合AFB1

二、研究进展█

﹣119﹣

和AFM1通过不同的通路干扰脂质代谢: AFB1主要影响甘油磷脂代谢；

AFM1主要影响脂肪酸降解；AFB1+AFB1主要影响丙酸代谢。AFB1

和AFM1的组合比单独处理引起更严重的代谢紊乱。AFB1和AFM1通

过干扰肠道脂质代谢发挥肠毒作用。在所有的差异脂类中，TAG高达

43%。与AFM1相比，AFB1可能对NCM460细胞脂质代谢表现出更大

的毒性作用。该结果指出，毒理学研究应重视由AFB1和AFM1引起的

脂代谢紊乱，这为黄曲霉毒素相关健康问题的研究提供了新的方向，

也为预防AFB1和AFM1污染提供了新的分子靶点。本研究发现的脂质

代谢也可能成为降低黄曲霉毒素损害的调节机制。

研究成果已于2023年4月发表在《Toxins》杂志。该研究得到国家

自然科学基金、国家重点研发计划和国家现代农业产业技术研究体系

资助。文章共同第一作者为杨雪、李雪，郑楠为文章通讯作者。

— — Xue Yang, Xue Li, Yanan Gao, Jiaqi Wang, Nan Zheng.

Integrated Metabolomics and Lipidomics Analysis Reveals Lipid

Metabolic Disorder in NCM460 Cells Caused by Aflatoxin B1 and

Aflatoxin M1 Alone and in Combination. Toxins (Basel). 2023, 15(4):255.

█ MRT 2023 年度报告

﹣120﹣

4. 生乳中不同蛋白水解活性假单胞菌的基因组特征和功能代

谢多样性分析

生乳在挤奶、储存、运输和加工过程中可能被微生物污染，由于

生乳中含有丰富的脂肪、蛋白质等多种营养成分，会促进微生物快速

生长繁殖，虽然快速冷却设备和冷链系统在乳品行业中得到了广泛的

应用，生乳温度在挤出后迅速降低到 6℃以下，但难以防止嗜冷菌的

快速生长繁殖。同时，在大多数国家和地区，生乳被运输到乳品加工

厂后，在质量和安全指标检测结果出来之前会冷藏储存一段时间再进

行加工，这也会引起嗜冷菌的生长。研究发现假单胞菌是冷藏生乳中

的主要微生物，并产生大量的脂肪酶和蛋白酶，尽管巴氏杀菌或者超

高温灭菌工艺都能杀死假单胞菌，但是假单胞菌产生的脂肪酶和蛋白

酶特别耐热，在巴氏杀菌或者超高温灭菌工艺后还具有活性，会引起

奶制品中脂肪和蛋白的水解，造成酸败，凝胶化等问题，严重影响乳

制品的质量。

假单胞菌P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7分别被鉴定为布氏假单胞

菌（P. brenneri strain BS2771）、浅黄色假单胞菌（P. lurida strain L228）、

荧光假单胞菌（P. fluorescens strain W6）、浅黄色假单胞菌（P. lurida

strain MYb11）、荧光假单胞菌（P. fluorescens strain A506）、荧光

假单胞菌（P. fluorescens strain PF 08）和莓实假单胞菌（P. fragi strain

NMC25），所有假单胞菌的平均基因组大小和GC含量分别为6.06 Mb

二、研究进展█

﹣121﹣

和60.1%，预测到的基因数目在4853-5836之间，5S rRNA 基因的数量

在1-7之间，16S rRNA基因的数量在1-6之间，23S rRNA基因的数量在

1-6之间，tRNA基因的数量在58-70之间。

表1 假单胞菌菌株的基因组特征

编号

Number

菌株 Species

基因组特征 Genome features

基因组

（bp）

GC

（%） 基因数

rRNA genes

（5S、16S、23S）

tRNA

genes

P1

Pseudomonas brenneri

strain BS2771

5852264 60.55 5200 （7、6、6） 68

P2

Pseudomonas lurida

strain L228

6065806 60.92 5488 （6、5、5） 68

P3

Pseudomonas fluorescens

strain W6

6525050 59.50 5836 （7、6、6） 70

P4

Pseudomonas lurida

strain MYb11

6046668 61.05 5479 （1、1、1） 62

P5

Pseudomonas fluorescens

strain A506

6090925 60.27 5515 （1、1、1） 59

P6

Pseudomonas fluorescens

strain PF 08

6426772 60.73 5750 （2、1、1） 58

P7

Pseudomonas fragi

strain NMC25

5457558 57.94 4853 （1、1、1） 66

█ MRT 2023 年度报告

﹣122﹣

高蛋白酶水解活力组的假单胞菌COG数据库注释结果如图1所示，

未知功能类别占比为24.99%，氨基酸转运与代谢类别占比为9.36%，

转录类别占比为9.02%，无机离子转运与代谢类别占比为7.11%，细胞

壁/细胞膜/包膜合成类别占比为5.98%，信号转导机制类别占比为

5.98%，能量产生与转化类别占比为5.62%。低蛋白酶水解活力组的假

单胞菌COG数据库注释类别中，未知功能类别占比为23.26%，氨基酸

转运与代谢类别占比为9.54%，转录类别占比为9.30%，无机离子转运

与代谢类别占比为7.00%，细胞壁/细胞膜/包膜合成类别占比为5.93%，

能量产生与转化类别占比为5.85%，信号转导机制类别占比为5.40%。

图 1 假单胞菌基因组的 COG 功能分类 A：RNA 加工与修饰，B：染色体结构与动力学，

C：能量产生与转化，D：细胞周期调控、细胞分裂、染色体分隔，E：氨基酸转运与代谢，

F：核酸转运与代谢，G：碳水化合物转运与代谢，H：辅酶转运与代谢，I：脂质转运与代

谢，J：翻译、核糖体结构和生物合成，K：转录，L：复制、重组和修复，M：细胞壁/细胞

二、研究进展█

﹣123﹣

膜/包膜合成，N：细胞运动，O：翻译后修饰、蛋白转换、伴侣，P：无机离子转运与代谢，

Q：次级代谢产物的合成、转运与代谢，R：一般功能预测，S：未知功能，T：信号转导机

制，U：胞内转运、分泌和囊泡运输，V：防御机制，W：胞外结构，Z：细胞骨架。

CAZy数据库注释结果分为六大类（如图2所示），高蛋白酶水解

活力组的假单胞菌中，糖苷水解酶（Glycoside Hydrolases）占30.5%、

糖基转移酶（ Glycosyl Transferases ） 占 30.8% 、多糖裂解酶

（Polysaccharide Lyases）占3.3%、糖类酯解酶（Carbohydrate Esterases）

占20.8%、氧化还原酶（Auxiliary Activities）占9.0%、碳水化合物结

合模块（carbohydrate binding modules）占5.7%。低蛋白酶水解活力组

的假单胞菌中，糖苷水解酶（Glycoside Hydrolases）占31.5%、糖基转

移酶（Glycosyl Transferases）占34.4%、多糖裂解酶（Polysaccharide

Lyases）占2.2%、糖类酯解酶（Carbohydrate Esterases）占14.4%、氧

化还原酶（Auxiliary Activities）占9.9%、碳水化合物结合模块

（carbohydrate binding modules）占7.6%。

图 2 假单胞菌基因组的 CAZy 功能分类

█ MRT 2023 年度报告

﹣124﹣

根据美国临床和实验室标准协会指南[200]，使用经阳离子调节

的Mueller-Hinton肉汤进行药敏试验，用于药敏试验的抗生素包括氨

苄西林、阿莫西林/克拉维酸、美罗培南、卡那霉素、庆大霉素、头孢

曲松、氨曲南、四环素、多西环素、利福平、环丙沙星、磺胺异恶唑、

磺胺甲恶唑-甲氧苄啶、氧氟沙星、链霉素、氟苯尼考、多粘菌素E、

头孢噻吩和头孢噻呋。在这些抗生素中，氨苄西林、阿莫西林/克拉维

酸、头孢曲松、头孢噻吩、头孢噻呋、环丙沙星和庆大霉素在兽药临

床中广泛使用，最小抑菌浓度结果如表2所示。此外，我们统计了7株

假单胞菌对14种抗生素的多重耐药指数（多重耐药指数=分离株耐药

的抗生素数量/测试的抗生素总数），多重耐药指数作为风险评估评价

指标，可以用来区分抗生素过度使用的高风险和低风险区域，多重耐

药指数大于0.2表明该奶牛场中抗生素的过度使用[201]。如图3所示，

其中高蛋白酶水解活力组假单胞菌的多重耐药指数平均值为0.41，低

蛋白酶水解活力组假单胞菌的多重耐药指数平均值为0.31。

表 2 7 株假单胞菌菌株对测试抗生素的最小抑菌浓度

抗生素 Ntibiotics

（μg/mL）

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

氨苄西林

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

32

阿莫西林/克拉维

酸

>12

8/64

>12

8/64

>12

8/64

>12

8/64

>12

8/64

>12

8/64

8/4

头孢噻吩

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

>12

8

128

头孢噻呋 16 32 64 16 16 32 4

二、研究进展█

﹣125﹣

美罗培南 2 0.25 2

≤0.2

5

0.5 4

≤0.2

5

链霉素 4 2 4 4 32 4 2

卡那霉素 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 0.5 ≤0.5 2 ≤0.5

庆大霉素 0.25

≤0.2

5

0.25 0.25 0.25 0.25

≤0.2

5

头孢曲松 32 64 32 64 32 32 4

氨曲南 32 32 32 16 16 16 4

四环素 4 2 2 1 2 2 1

多西环素 0.5 0.5 0.25 2 0.5 0.5

≤0.2

5

氟苯尼考 >12

8

64 32 32 32 32 8

多粘菌素 E

≤0.2

5

0.25

≤0.2

5

0.25 2

≤0.2

5

0.5

利福平 4 2 4 1 2 4 2

环丙沙星 2

≤0.2

5

≤0.2

5

≤0.2

5

0.25

≤0.2

5

≤0.2

5

磺胺异恶唑 4 8 8 8 16 4 16

磺胺甲恶唑-甲氧

苄啶

0.5/

9.5

0.5/

9.5

0.5/

9.5

0.25

/4.8

0.5/

9.5

0.25

/4.8

1/19

氧氟沙星 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

图 3 假单胞菌菌株的多重耐药指数

█ MRT 2023 年度报告

﹣126﹣

我们通过CARD数据库对基因组中的耐药基因进行注释，发现所

有菌株均携带耐药决定簇，同源性大于70%的耐药基因和抗生素外排

泵中含量最多的是mexB、mexE和oprN（如表3所示）。高蛋白酶水解

活力组假单胞菌的耐药基因和抗生素外排泵数量平均值为24个，低蛋

白酶水解活力组假单胞菌的耐药基因和抗生素外排泵数量平均值为

37个。

表 5-3 假单胞菌中的耐药决定簇

假单胞菌

Pseudomonas

耐药决定簇

Resistance determinants

P1

arnA、dadX、dxr、fusA2、greA、greB、gyrA、gyrB、lepB、mexB、

mexE、mexF、mexI 、oprM、oprN、parC、parE、rpoB、rpoC、strA、tufA

P2

dadX、dxr、ecl_04771、fusA1、greA、gyrA、gyrB、lepB、mexB、

mexE、mexF、oprN、parC、parE、rpoB、rpoC、strA、tufA

P3

dadX、dxr、fusA1、greA、greB、gyrA、gyrB、lepB、mexB、mexE、

mexF、oprN、parC、parE、rpoB、rpoC、strA、tufA

P4

adeG、ANT（6）-Ib、APH（3'）-Vc、apmA、arnA、arr-5、carA、

cpxR、ermC、ermH、FEZ-1、fomB、gimA、lsaC 、mexB、mexE、

mexK、mexN、mexQ、mexW、muxB、muxC、opmH、oprM、oprN、OXA94、OXY-6-2、rgt1438、salA、soxR、srmB、tem-217、tet（43）、triB、

triC、vanXA

P5

APH（6）-Ia、arnA、carA、ceoB、cpxR、emrD、erm（35）、ermC、

fosA、IND-1、lmrD、mexB、mexC、mexD、mexE、mexK、mexN、mexQ、

mtrD、muxB、opmE、opmH、oprJ、oprM、oprN、OXA-133、OXA-315、

OXY-6-2、rgt1438、salA、smeE、smeF、soxR、srmB、tet（43）、tetB

（60）、triC、vanN、vanXA

二、研究进展█

﹣127﹣

P6

AAC（3）-IIc、AAC（3）-VIIa、acrB、arnA、carA、CARB-6、

cmlA1、CMY-26、CMY-45、cpxR、ermC、ermO、hp1181、mexB、mexE、

mexK、mexN、mexQ、mexW、mrx、mtrD、muxB、OCH-1、opmE、opmH、

oprM、oprN、OXA-161、OXA-315、OXY-6-2、pmpM、rgt1438、salA、SHV186、srmB、tet（42）、tet（43）、TriC、vanTE、vanXA

P7

AAC（6'）-Iz、adeK、apmA、arnA、carA、cfrA、cmlB、CpxR、

efrB、Erm（41）、ErmC、lmrC、lmrP、mexB、mexE、mexK、mexN、

mphE、mprF、muxB、oleB、opmH、oprN、otr（B）、qnrB、rgt1438、

salA、SME-2、srmB、tet（39）、tet（Y）、triA、triC、vanXA、vgaE、

VIM-28

表 5-4 假单胞菌中的蛋白酶基因

假单胞菌

Pseudomonas

蛋白酶基因

Protease genes

P1 aprX、clpP、mucD、mucP

P2 aprX、clpP、mucD、mucP

P3 aprA、aprX、clpP、mucD、mucP

P4 aprA、aprX、clpP、mucD、mucP

P5 aprA、aprX、clpP、mucD、mucP、sphB1、zapA

P6 aprA、aprX、clpP、clpV2、mucD、mucP、sphB1

P7 aprA、aprX、clpP、mucD、mucP

我们通过VFDB数据库对基因组中的蛋白酶基因进行注释，发现

所有菌株均携带蛋白酶基因（如表4所示）。

在这项研究中我们分析了生乳中假单胞菌的基因功能，耐药和蛋

白酶水解活力特征，假单胞菌P1、P2、P3、P3、P4、P5、P6和P7分别

被鉴定为布氏假单胞菌、浅黄色假单胞菌、荧光假单胞菌、浅黄色假

单胞菌、荧光假单胞菌、荧光假单胞菌和莓实假单胞菌。在所有假单

█ MRT 2023 年度报告

﹣128﹣

胞菌中都含有蛋白酶基因和耐药基因，高蛋白酶水解活力组的假单胞

菌中含有更多的碳水化合物转运与代谢功能基因、信号转导机制基因、

次级代谢产物的合成、转运与代谢基因、多糖裂解酶基因和糖类酯解

酶基因，多重耐药指数也高于低蛋白酶水解活力组的假单胞菌。

本研究可以为蛋白酶水解基因的检测和降低耐药基因的传播风

险提供数据支撑，为提高乳及乳制品的品质提供依据。该研究得到了

国家重点研发计划(2022YFD1301003)和现代农业产业技术体系

(CARS-36)的支持，杜兵耀博士和孟璐助理研究员为文章第一作者，

王加启研究员为文章通讯作者。

Bingyao Du, Meng Lu, Huimin Liu, Haoming Wu, Nan Zheng,

Yangdong Zhang, Shengguo Zhao, Yankun Zhao, Tengyun Gao, Jiaqi

Wang. Pseudomonas isolates from raw milk with high level proteolytic

activity display reduced carbon substrate utilization and higher levels of

antibiotic resistance[J]. LWT - Food Science and Technology, 2023.

二、研究进展█

﹣129﹣

5. 2022 年国产液态奶和婴幼儿配方奶粉产品安全质量评价

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所奶产品质量安全与风险评

估创新团队在国产液态奶和婴幼儿配方奶粉产品安全质量评价研究

上取得新进展。研究成果《2022年国产液态奶和婴幼儿配方奶粉产品

安全质量评价》已在国际知名学术期刊《Animal Research and One

Health 》创刊号上发表。该研究得到国家重点研发计划

（ 2022YFD1301004 ）、国家农产品质量安全风险评估项目

（GJFP20220304）、中国农业科学院科技创新工程（ASTIP-IAS12）、

国家现代农业产业技术体系（CARS36）等项目支持，孟璐助理研究

员和郑楠研究员为第一作者，王加启研究员为通讯作者。该结果为消

费者如何选择优质的奶制品提供了建议。

一 、研究背景

奶及奶制品是健康饮食的重要组成部分。除了提供必要的营养之

外，奶及奶制品还可以调节体内平衡，有益于免疫系统、肠道微生态

和营养。奶及奶制品安全和质量是全球关注的主要问题，特别是涉及

消费者健康。

热处理是减少奶及奶制品中的细菌生长非常重要的环节。然而，

加热后的奶制品的化学和感官特性不可避免地发生改变。巴氏杀菌不

█ MRT 2023 年度报告

﹣130﹣

会影响微量营养素的稳定性，但重要的脂肪酸、水溶性维生素和激素

会受到影响。

许多研究都集中在我国液态奶和婴儿配方奶粉产品的安全指标

上。这些产品包括黄曲霉毒素M1（AFM1）、重金属和兽药残留。然

而，很少有研究对我国乳制品的质量指标进行评估。在这项研究中，

我们对全国的液态奶和婴儿配方奶粉进行了系统评估。除了AFM1、

重金属、农兽药残留等指安全指标外，我们还评价了乳铁蛋白、α-乳

白蛋白、β-乳球蛋白、糠氨酸和乳果糖等质量指标。研究结果为了解

我国乳制品的安全和质量提供见解，并可以作为与其他地区比较的基

础。

二、实验方法

1 样品采集

2022年，从不同地区超市购买国产巴氏杀菌奶（PM）294批次、

超高温灭菌（UHT）奶92批次、婴儿配方奶粉（IF）20批次。PM样品

储存在-20℃下，UHT和IF样品储存在室温下。所有样本均被运至实验

室进行进一步检测。

2 安全指标

2.1 AFM1

二、研究进展█

﹣131﹣

依照《食品安全国家标准 食品中黄曲霉毒素M族的测定》（GB

5009.24—2016）对奶制品中AFM1进行测定。所有样品中的AFM1浓

度均使用欧盟《关于食品污染物最高限量的新法规》（EC No

1881/2006）、中国《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》

（GB2761—2017）和美国食品药品监督管理局（FDA）《全脂、低脂

和脱脂奶中AFM1限量》标准进行评价。

2.2 重金属

根据我国相关标准，奶及奶制品中规定了砷（As）、铬（Cr）、

铅（Pb）和汞（Hg）四种重金属的含量。因此，根据《食品安全国家

标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）对IF中的四种重

金属进行检测，并按照《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB

2762—2017）中的规定进行评价。

2.3 兽药

依照《奶和奶粉中抗生素残留量的测定 UPLC-MS/MS 法》

（MRT/B 31—2015）对61种兽药（表1）进行测定。兽药残留按照《食

品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》（GB 31650—2019）的

要求进行评价。

█ MRT 2023 年度报告

﹣132﹣

表1. 61种兽药清单

类别 数量 名称

β-内酰胺类 17 阿莫西林、青霉素V、头孢喹诺、氨苄西林、头孢氨苄、头

孢洛宁、头孢哌酮、阿洛西林、头孢噻呋、哌拉西林、青霉

素G、苯唑西林、氯唑西林、萘夫西林、氟氯西林、双氯西

林、美洛西林

磺胺类药物 17 磺胺乙酰胺， 磺胺吡啶、磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺嘧啶、

甲氧苄啶、磺胺二甲嗪、磺胺甲氧嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、

磺胺氯哒嗪、磺胺呋唑、磺胺二甲唑、磺胺甲氧基哒嗪、

磺胺二甲氧嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺苯恶唑、磺胺喹喔啉

喹诺酮类 7 恩诺沙星、环丙沙星、达诺沙星、二氟沙星、沙拉沙星、奥

比沙星、马波沙星

四环素类 4 金霉素、地美环素 盐酸盐, 土霉素, 四环素

氨苯酚 3 氯霉素、氟苯尼考、甲砜霉素

大环内酯类 10 阿奇霉素、螺旋霉素、替米考星、竹桃霉素、红霉素、泰乐

菌素、克拉霉素、罗红霉素、交沙霉素、北沙霉素

林可酰胺类 3 林可霉素、吡利霉素、克林霉素

2.4 农药残留

采用《牛奶和奶粉中511种农药及相关化学品残留量的测定》

（GB/T 23210—2008）、《牛奶和奶粉中493种农药及相关化学品残

留量的测定 液相色谱-串联质谱法》（GB/T 23211—2008）和《植物

源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定气相色谱 质谱联用

法》（GB 23200.113—2018）对奶制品中80种农药（表2）进行残留检

测，并依据《食品中农药最大残留限量标准》（GB 2763—2021）进

行评价。

二、研究进展█

﹣133﹣

表2. 80种农药残留清单

种类 数量 名称

杀虫剂 57 六六六、涕灭威、乐果、灭多威、氰戊菊酯、敌敌畏、丙溴磷、

杀螟松、二嗪农、氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氟氯氰菊酯、联苯

菊酯、西维因、吡虫啉、氟虫腈、啶虫脒、噻虫嗪、灭虫嗪、氯

虫苯甲酰胺、醚菊酯、虫酰肼、除虫脲、滴滴涕、林丹、硫丹、

艾氏剂、氯丹、七氯、对硫磷、甲基对硫磷、氧化乐果、异卡波

磷、甲基异苯磷、克百威（包括3-羟基克百威）、乙酰甲胺磷、

马拉硫磷、亚磷胺、辛硫磷、甲氰菊酯、溴氰菊酯、Tau-氟氰菊

酯、氟氰菊酯、氟啶脲, 除虫脲,氯菊酯, 灭蝇磷,噻嗪酮, 甲胺磷,

甲胺磷,甲拌磷,毒死蜱,甲维盐, 三唑磷, 阿维菌素

除草剂 5 MCPA、二甲戊灵、多效唑、氯吡脲、2,4-D

杀菌剂 15 三唑酮、百菌清、 多菌灵、 苯醚甲环唑、嘧霉胺、咪鲜胺、嘧

菌酯、霜霉威、吡唑醚菌酯、异菌脲、腐霉利、五氯硝基、乙烯

菌核利、烯酰吗啉、甲霜灵

杀螨剂 3 三氯杀螨醇、哒螨灵、氯芬那普

3 质量指标检测

3.1 乳铁蛋白

针对IF中的乳铁蛋白，采用《奶及奶制品中乳铁蛋白的测定 液

相色谱法》（T/TDSTIA 006—2019）进行检测，并根据《优质巴氏杀

菌乳》（T/TDSTIA 004-2019）进行评价。

3.2 α-乳白蛋白和β-乳球蛋白

采用《奶及奶制品中α-乳白蛋白的测定 高效液相色谱法》

（T/TDSTIA 002—2021）和《奶及奶制品中β-乳球蛋白的测定 液相

色谱法》（T/TDSTIA 007—2019）检测PM中的α-乳白蛋白和β-乳球

█ MRT 2023 年度报告

﹣134﹣

蛋白的含量；采用《婴幼儿配方乳粉中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的

测定 凝胶渗透色谱法》（T/TDSTIA 026—2022）检测UHT和IF中的

α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的含量，并分别根据《优质巴氏杀菌乳》

（T/TDSTIA 004-2019）和《优质超高温瞬时灭菌乳》（T/TDSTIA 005-

2019）对PM和UHT奶中的β-乳球蛋白进行评价。

3.3 糠氨酸

糠氨酸是美拉德反应的产物。糠氨酸含量测定采用《巴氏杀菌乳

和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》（NY/T 939—2016），并分别根据《优

质巴氏杀菌乳》（T/TDSTIA 004-2019）和《优质超高温瞬时灭菌乳》

（T/TDSTIA 005-2019）对PM和UHT中的糠氨酸含量进行评价。

3.4 乳果糖

在热处理过程中，乳糖差向异构化产生乳果糖。按照《巴氏杀菌

乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》（NY/T 939—2016）所述，采用酶

法分析确定乳果糖的存在，并根据《优质超高温瞬时灭菌乳》

（T/TDSTIA 005-2019）对UHT中的乳果糖含量进行评价。

三、结果与讨论

1 安全指标

1.1AFM1

二、研究进展█

﹣135﹣

在294批次PM样品中，293批次（99.96%）样品的AFM1含量均低

于检出限（LOD，0.02 μg/kg），而1批次样品中AFM1含量为0.0334

μg/kg。在 92批次UHT样品中，90批次（97.83%）样品的AFM1测定

值低于LOD，2批次样品中AFM1含量分别为0.0376和0.0354μg/kg。所

有产品中AFM1含量均低于中国和美国规定的0.5μg/kg和欧盟规定的

0.05μg/kg限量范围。此外，所有20批次IF样品中均未检测到AFM1，

符合《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》（GB2761—2017）

的要求。

1.2 重金属

20批次IF样品中Cr、Hg和Pb污染均低于LOD（0.05 mg/kg、0.001

mg/kg和0.02 mg/kg）。然而，1批次的IF样品中检测到As，浓度为

0.00527 mg/kg，其余19批次样品中的含量均低于LOQ（0.005 mg/kg）。

Pb结果符合欧盟和FDA的限量（0.02 mg/kg）和《食品安全国家标准

食品中污染物限量》（GB2762-2017）中新生儿配方奶粉允许的限量

水平（0.15 mg/kg）。

1.3 兽药

本次研究中，PM、UHT、IF中未检出兽药，符合《食品安全国家

标准 食品中兽药最大残留限量》（GB 31650-2019）的要求。

█ MRT 2023 年度报告

﹣136﹣

兽药通常用于治疗疾病或作为生长促进剂，前期结果表明我国乳

及乳制品中存在不同程度的兽药检出。虽然本研究未检出兽药残留，

但奶及奶制品中兽药残留仍需引起重视。

1.4 农药

IF样品中未检出80种农药残留，符合我国、欧盟和联合国粮农组

织（FAO/WHO，2021）的要求。

农药作为控制病虫害的有效技术，在全球传统农业中广泛使用。

食品法典委员会将农药残留定义为“食品、农产品或动物饲料中因使

用农药而产生的任何指定成分”。牛奶中的农药残留大部分来自动物，

通过受污染的饮食、草或玉米青贮饲料以及直接对奶牛施用农药在体

内积累。

2 质量指标

2.1 乳铁蛋白

294批次PM样品中乳铁蛋白含量的最小值、最大值和平均值分别

为3.2、112.0和41.3±13.7 mg/L（表3）。此外，超过95.0%的PM中乳

铁蛋白含量高于25mg/L限值。

乳铁蛋白是奶中发现的一种重要的80 kDa铁结合糖蛋白。牛和人

乳铁蛋白有高达70%的氨基酸序列相同。乳铁蛋白具有多种生理活性

活性，包括抗炎、抗癌、抗氧化和免疫调节活性。当身体受到外来病

二、研究进展█

﹣137﹣

原体侵害时，乳铁蛋白水平急剧上升，因此，它被认为是重要的宿主

防御分子。

当温度从72.5°C升至120°C时，奶中的天然乳铁蛋白水平会下降。

因此乳铁蛋白对热敏感，建议在食品制造过程中要提升乳铁蛋白的保

留率。

表 3. 巴氏杀菌奶中乳铁蛋白含量

产品类别 最小值

[mg/L(kg)]

平均值±标准差

[mg/L(kg)]

最大值

[mg/L(kg)]

标准限量

[mg/L(kg)]

巴氏杀菌奶 3.2 41.3±13.7 112.0 ≥25

2.2 α-乳白蛋白

PM、UHT和IF中的α-乳白蛋白含量如表4所示。PM中的α-乳白

蛋白平均水平为1151.6±275.0 mg/L，显著高于UHT中的299.1±118.5

mg L；p < 0.05）。此外，IF中α-乳白蛋白的平均含量为7140.5±1708.1

mg/kg。

表 4. 液态奶和婴儿配方奶粉中α-乳白蛋白的含量

产品类别 最小值

[mg/L(kg)]

平均值±标准差

[mg/L(kg)]

最大值

[mg/L(kg)]

标准限量

[mg/L(kg)]

巴氏杀菌奶 87.2 1151.6±275.0 2146.6 /

超高温灭菌奶 57.0 299.1±118.5 932.2 /

婴幼儿配方奶粉 4740.4 7140.5±1708.1 10564.8 /

█ MRT 2023 年度报告

﹣138﹣

在人乳中，α-乳白蛋白约占总蛋白的 28%，整个哺乳期的平均

浓度为2440±640 mg/L。此外，α-乳白蛋白约占牛乳中乳清蛋白总量

的20%，是牛乳清中第二丰富的蛋白质。α-乳白蛋白在所有食物蛋白

质来源中色氨酸含量最高（6%），作为大脑血清素的唯一前体，对于

诱导睡眠、食欲、情绪和感官知觉至关重要。此外，α-乳白蛋白还具

有调节产奶量、细胞裂解活性、诱导细胞生长抑制和细胞凋亡、提高

蛋白质生物利用度、降低蛋白质总量等多种功能，从而有效减轻肾脏

负担。

2.3 β-乳球蛋白

如表5所示，PM中β-乳球蛋白平均含量为3305.2±666.2 mg/L，

超出了《优质巴氏杀菌乳》（T/TDSTIA 004-2019）限值（2200mg/L）

和国际乳业联合会标准（2600 mg /L）。UHT中β-乳球蛋白浓度显著

降低（185.9±51.3mg/L；p < 0.05），符合《优质超高温瞬时灭菌乳》

（T/TDSTIA 005-2019）标准（300 mg/L）。IF中β-乳球蛋白的平均

水平为13162.1±8649.9 mg/kg，表明在不同IF样品中，β-乳球蛋白浓

度差异较大。

二、研究进展█

﹣139﹣

表5. 液态奶和婴儿配方奶粉中β-乳球蛋白的含量

产品类别 最小值

[mg/L(kg)]

平均值±标准差

[mg/L(kg)]

最大值

[mg/L(kg)]

标准限量

[mg/L(kg)]

巴氏杀菌奶 68.9 3305.2±666.2 6589.5 ≥2200

超高温灭菌奶 107.7 185.9±51.3 691.3 300

婴幼儿配方奶粉 2040.1 13162.1±8649.9 27026.5 /

β-乳球蛋白是主要的乳清蛋白。这种蛋白质存在于奶牛和其他

反刍动物的牛奶中。在牛奶中，β-乳球蛋白约占乳清蛋白的 50%，

但仅占乳蛋白总量的10%至15。 β-乳球蛋白通过体内或体外酶促蛋

白水解释放。该释放蛋白具有抗高血压、降胆固醇、抗氧化和抗菌活

性，有益于人类健康。与α-乳白蛋白不同，β-乳球蛋白几乎不会因

低温加热而受到损害。在本研究中，β-乳球蛋白水平与之前调研结果

相似，表明我国液态奶的质量与其他地区相比无显著区别。

3.5 糠氨酸

糠氨酸浓度如表6所示。PM中糠氨酸的平均含量为12.3±15.6

mg/100g蛋白质，未超过《优质巴氏杀菌乳》（T/TDSTIA 004-2019）

限值（12 mg/100g蛋白质）。在UHT 样品中，糠氨酸含量显著增加至

122.5±26.8 mg/100g蛋白质( p < 0.05)，符合《优质超高温瞬时灭菌乳》

（T/TDSTIA 005-2019）标准（≤190 mg/100g蛋白质）。IF中糠氨酸

平均含量（509.9±137.1 mg/100g蛋白质）显著高于液态奶（p < 0.05）。

█ MRT 2023 年度报告

﹣140﹣

表6. 液态奶和婴儿配方奶粉中糠氨酸的含量

产品类别 最小值

[mg/100g蛋白质]

平均值±标准差

[mg/100g蛋白质]

最大值

[mg/100g蛋白质]

标准限量

[mg/100g蛋白质]

巴氏杀菌奶 7.6 12.3±15.6 122 ≤ 12

超高温灭菌奶 39.8 122.5±26.8 161.7 ≤190

婴幼儿配方奶粉 304.9 509.9±137.1 904.4 /

糠氨酸含量是评价热处理强度的指标之一。糠氨酸含量高表明牛

奶经过高度加热、保存时间较长或运输距离较长。糠氨酸也是早期美

拉德反应的特定标记，说明了乳制品热处理的强度。糠氨酸常被用作

评估奶制品营养物质受热破坏程度的指标；糠氨酸的产生与乳中活性

营养成分的含量呈负相关。糠氨酸也是复原乳的标记物。因此，可以

通过测定乳制品中的糠氨酸含量来推断热处理强度的范围。

原料奶中的糠氨酸浓度至少为2–5 mg/100g蛋白质，不受奶牛品

种或环境的影响。然而，当加热时，糠氨酸的氨基与乳糖的羰基发生

美拉德反应，增加了乳制品中糠氨酸的含量。乳制品加工过程中赖氨

酸被破坏的量由糠氨酸浓度表示。该研究结果表明婴幼儿配方奶粉的

储存条件至关重要，应防止糠氨酸水平升高。

3.6 乳果糖

二、研究进展█

﹣141﹣

乳果糖含量如表7 所示。UHT中乳果糖的平均值为409.9 ± 77.7

mg/L。所有批次均符合符合《优质超高温瞬时灭菌乳》（T/TDSTIA

005-2019）标准（< 600 mg/L）。IF样品的乳果糖浓度显著升高，平均

值为870.7 ± 319.7 mg/kg（p <0.05）。

表7. 液态奶和婴儿配方奶粉中乳果糖含量

产品类别 最小值

[mg/L(kg)]

平均值±标准差

[mg/L(kg)]

最大值

[mg/L(kg)]

标准限量

[mg/L(kg)]

超高温灭菌奶 121.8 409.9±77.7 599.7 <600

婴幼儿配方奶粉 380.2 870.7±319.7 1425.2 /

自1950年起，乳果糖就被用于治疗便秘和肝性脑病。然而，乳果

糖未在原料奶中被发现，而是乳糖因热处理而异构化产生的，因此可

用于评估牛奶热处理的严重程度。差向异构化过程受pH、加热时间和

加热温度的影响。因此，乳果糖的浓度可以区分经过热处理（例如巴

氏杀菌、超高温灭菌和保持式灭菌）的产品以及直接和间接加工的产

品。经过UHT处理的牛奶中的乳果糖含量在储存过程中可能会上升，

因此储存环境对于UHT和IF都至关重要

四、结论与展望

在安全指标方面，PM、UHT、IF指标结果均符合标准，证实了我

国奶及奶制品安全达到要求。然而，PM、UHT和IF的质量指标结果存

█ MRT 2023 年度报告

﹣142﹣

在差异。部分奶制品经过剧烈加热或长时间储存，导致乳铁蛋白等营

养物质损失。研究结果表明了我国需要提高奶及奶制品的质量，以增

强消费者的健康。

Meng, L., Zheng, N., Gao, Y., Liu, H., & Wang, J. (2023). Safety and

quality evaluations of liquid milk and infant formula products in China in

2022. Animal Research and One Health, 1(1), 43–55.

二、研究进展█

﹣143﹣

6. 2'-岩藻糖基乳糖通过肠-肝-代谢物轴缓解结肠炎诱导的肝

脏氧化应激

炎症性肠病(IBD)是一种慢性、复发性炎症反应，涉及肠道菌群

失调和代谢综合征。多项研究表明，肝损伤是结肠炎患者的一个重要

特征，其中 5%的结肠炎患者会进一步发展为肝损伤和代谢性疾病。

研究表明，导致肝损伤和 IBD 可能是氧化应激、肠道菌群失调及肠道

炎症。鉴于细菌毒素对肝脏的高暴露，肠道菌群失调可能通过肠-肝轴

参与肝损伤。当肠道屏障被破坏时，细菌衍生的代谢物和毒素被转移

到肝脏，从而诱发各种肝脏疾病。氧化应激是肝损伤的另一个重要因

素，它可引起多种代谢紊乱，包括脂质、碳水化合物和微量元素，从

而影响宿主的健康。与微生物和代谢组学共分析可以揭示肠道微生物

组对宿主病理生理响应的关键代谢物，为研究微生物组与宿主相互作

用的机制提供线索。

在前期的研究中，发现 2'-FL 可通过调节肠道菌群和刺激粘蛋白

分泌来改善结肠炎。然而，2'-FL 是否发挥减轻结肠炎引起的肝损伤

的功能，以及 2'-FL 如何通过调节肠道菌群影响代谢尚不清楚。在本

研究中，我们通过微生物-肝脏-代谢物轴评估及解析 2'-FL 缓解肝损

伤的功能，为进一步了解 2'-FL 的益生菌功能提供新的视角。

（一） 实验方法