【摘 要】
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低温等离子体在气-液界面放电产生的等离子体活性水（PAW）含有大量的杀菌活性物质,在果蔬杀菌保鲜方面有巨大的应用潜力。本课题以常见的食源性致病菌—鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium,S.typhimurium）为研究对象,采用介质阻挡放电（DBD）等离子体在气-液界面放电产生的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）为切入点,探究了低温等离子体不同处理条件对杀菌效果的影响变化规
【基金项目】
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广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新项目（2019KJ145）
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低温等离子体在气-液界面放电产生的等离子体活性水（PAW）含有大量的杀菌活性物质,在果蔬杀菌保鲜方面有巨大的应用潜力。本课题以常见的食源性致病菌—鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium,S.typhimurium）为研究对象,采用介质阻挡放电（DBD）等离子体在气-液界面放电产生的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）为切入点,探究了低温等离子体不同处理条件对杀菌效果的影响变化规律,揭示了细菌细胞膜氧化损伤机制,进一步研究了 PAW用于草莓杀菌保鲜效果,为低温等离子体技术在果蔬杀菌保鲜领域的工程化应用提供了理论基础和技术支撑。主要研究结果如下:（1）DBD等离子体在气-液界面放电对S.typhimurium的灭活效果分析。研究结果表明,DBD等离子体对S.typhimurium的灭活效果与处理时间和处理电压成正相关。输入电压为40V时,处理5min,菌落总数降低了 3.3 log CFU/mL;输入电压为50V时,处理5 min,S.typhimurium不可检出（存活菌落总数<2 log CFU/mL）;当输入电压高于60 V时,等离子体处理在气-液界面产生丝状放电,处理2min就可使S.typhimurium不可检出。采用数学模型拟合不同输入电压对S.typhimurium的灭活曲线,发现Weibull模型对输入电压为40 V和50 V的杀菌效果具有较好的拟合度（RMSE0.99）。（2）DBD等离子体对S.typhimurium细胞膜的氧化损伤机制探究。通过对比处理前后细胞膜完整性、通透性的变化,表明DBD等离子体处理导致S.typhimurium细胞膜的损伤,细胞内容物外泄;气相色谱质谱联用实验数据表明,细胞膜脂肪酸中不饱和脂肪酸比值从0.310下降到处理后的0.089,细胞膜脂质发生了氧化反应,经等离子体处理的S.typhimurium的丙二醛（MDA）含量从 0.219 nmol/mL 上升到 0.658 nmol/mL,S.typhimurium菌液过氧化氢酶（CAT）活性从751 U/mL上升至2542 U/mL,总超氧化物歧化酶（SOD）活性从3.076 U/mL上升至4.54 U/mL,证实了 DBD等离子体处理对S.typhimurium细胞膜的氧化损伤。（3）DBD等离子体制备的PAW的理化性质分析。将DBD等离子体直接作用于去离子水制得PAW。DBD等离子体处理1 min制备的PAW的pH降低至3.32,电导率从24 μs/cm上升到930μs/cm,说明等离子体处理在液相水平积累了大量的活性粒子,并且这些活性粒子与水分子发生二次反应,产生各种酸根离子如NO2-、NO3-;处理时间为5 min时,H2O2浓度从0 μmol/L上升到5372.69 μmol/L,这表明PAW同时具有酸性和强氧化性,具备在实际应用中对果蔬杀菌保鲜的理论可行性。（4）PAW处理对S.typhimurium草莓表面的清除效果及对草莓品质的影响。PAW对草莓表面的S.typhimurium有明显的灭活作用,杀灭率达到99%,说明PAW可以有效清除草莓表面的S.typhimurium,并且草莓在4℃储存6天,表面S.typhimurium没有增长;通过多元统计分析显示,PAW处理前后的草莓在主要感官和营养指标上没有显著性变化,说明PAW处理不会对草莓品质有明显损伤。相反,新鲜草莓在经过PAW清洗后在储藏期中可以延缓草莓品质的下降,PAW 2处理组在储藏4天后具有明显的保鲜效果,证实了 PAW在果蔬保鲜方面广阔的应用前景。
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