高压电场等离子体对致病菌的杀菌机理研究
摘要：等离子体是气体在加热或强电磁场作用下电离产生的物质，主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基及射线等组成，对微生物有较强的杀灭作用。利用等离子体进行杀菌消毒能够替代常规杀菌消毒法，该技术具备短时、低温、应用广泛以及安全无害等优点。高压电场冷源等离子体产生的杀菌介质，如臭氧，活性氮，带电粒子，活性氧等，在不同参数下产生的主杀菌介质及其含量各有不同，本实验主要研究等离子体在不同电场强度、气调成分、相对湿度下对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的杀菌效果，得到初步的杀菌机理。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料2
1.1.1 主要菌种及培养基2
1.1.2主要仪器设备2
1.2菌液培养2
1.3包装方法2
1.4冷源等离子体处理2
1.5实验指标测定3
2结果与分析3
2.1大肠杆菌O157:H7的杀菌研究3
2.1.1不同电压条件下的杀菌效果3
2.1.2不同气调成分的杀菌效果3
2.1.3不同湿度下的杀菌效果 4
2.1.4不同参数的相关性分析 4
2.2金黄色葡萄球菌的杀菌研究 4
2.2.1不同电压条件下的杀菌效果4
2.2.2不同气调成分的杀菌效果5
2.2.3不同湿度下的杀菌效果 5
2.2.4不同参数的相关性分析 6
3 讨论 6
3.1 不同电压对杀菌效果的影响 6
3.2 不同气调成分对杀菌效果的影响 6
3.3 不同湿度对杀菌效果的影响 7
3.4高压冷源等离子体对不同菌种的杀菌效果 7
3.5 应用与展望 7
致谢7
参考文献8
高压电场等离子体对致病菌的杀菌机理研究
引言
引言：食品是人类生存和发展的物质基础，而食品安全是关系到人类健康的重大问题。目前，食品安全已经成为世界范围内的公共问题
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，由微生物引起的食源性疾病发病率逐年上升，如日本大肠杆菌 O157：H7 污染以及血印奶粉金黄葡萄球菌肠毒素事件[1]等。因此微生物控制是现代食品加工生产过程中的主要问题，杀菌技术必不可少。然而由于不同的食品的加工特性以及营养特性，传统的热杀菌技术在这一领域应用受限。超高压处理技术、脉冲电场等新型食品冷杀菌技术已有研究开发，但技术的缺陷限制了此类技术的广泛应用。近几年，冷源等离子体作为一种新型食品冷杀菌技术，正逐步受到食品研究者的关注。[23]
等离子体（Plasma）[4]是一种以自由电子和带电粒子为主要成分的物质形态，是由离子、电子以及未电离的中性粒子集合组成，整体呈电中性。等离子体的产生过程[5]简单表述为：中性气体被施加足够高的电能后，气体分子发生电离而形成混合物。当施加的能量超过气体分子间作用力时，就会被激发产生自由电子，电子与周围的原子或分子发生碰撞，产生活性更高的激发态原子、离子以及自由电子。最近几年，非热源等离子体和大气压（常压）等离子体[6]被广泛关注，应用于多种技术研究中，包括聚合物表面改性、生物和化学方式去污等。
等离子体技术在农产品加工及食品生产领域的探索刚刚开始。2013年美国农业部[7]ARS采用DBD冷源等离子体技术，应用于生鲜禽肉MAP包装的冷杀菌保鲜处理，开始了肉类食品冷源等离子体冷杀菌技术的探索性研究。果蔬类食品方面，美国的Criter[8]等人使用等离子体对苹果、香瓜和莴苣表面的致病菌E.coli O157：H7、Salmonella sp.和Listeria monocytogene（单增李斯特菌）进行处理，结果菌落数量均显著减少；Niemira和Sites[9]使用滑动电弧介质产生等离子体，处理接种了Salmonella和E.coli O157：H7的苹果，处理后菌落数量均有显著减少。低温等离子体已经被证明具有杀菌作用，其杀菌作用来自具有化学活性的物质或者基团，包括原子氧、臭氧、氢氧、和NO等[10]。但是，各种等离子体活性作用剂杀死细菌的过程和机理依然存在争议，其杀菌效果也受电压、湿度、菌种等多种条件影响。因此研究冷源等离子体在不同条件下的杀菌效果对实际生产具有很大意义。
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1主要菌种、培养基
金黄色葡萄球菌、大肠杆菌O157:H7 广东环凯微生物科技有限公司；普通营养肉汤培养基、营养肉汤培养基、BairdParker 琼脂基础、亚碲酸盐卵黄增菌液、乳糖胆盐发酵培养基 青海海博生物有限公司；
聚丙烯一次性包装盒 上海中央化学有限公司；
12孔细胞培养板 美国corning costar有限公司；
1.1.2主要仪器设备
SWCJIFD型单人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司
电热恒温培养箱 上海一恒科学仪器有限公司
T25digital 高速离心机 德国IKA集团
SPH200B全温度恒温培养振荡器 上海世平试验设备有限公司
1.2菌液培养
将金黄色葡萄球菌[11]和大肠杆菌O157:H7[12]粉末加到脑心浸萃液态培养基中，隔夜摇床培养，次日在8000g离心，PBS缓冲液冲洗两次后，用50%的甘油分装，并在40℃下冻存。各取2mL金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7冻存液，分别加入到普通营养肉汤培养基和营养肉汤培养基中，隔夜摇床培养。
1.3包装方法
次日取摇床培养后的菌液，在8000g，4℃离心5min，PBS缓冲液调节OD600在0.1~0.2nm，加入到12孔细胞培养板中。每个培养板中每种菌各加3孔，每孔2mL。培养板用聚丙烯包装盒，分别在30%O2：70%N2，45%O2：55%N2，60%O2:40%N2三种气调条件下包装。
1.4冷源等离子体处理
将含有菌液的聚丙烯包装盒在4℃冰箱中贮藏2h左右，使包装内湿度稳定达到70、80和90%。贮藏结束后将样品放置于冷源等离子体发生器中，分别在产生电压60、70、80KV的条件下处理，处理时间分别为5s、10s、15s、20s。全部处理完毕后，收集杀菌后的样品做好标记放入冰箱，准备使用平板计数法测定活菌落数量。
1.5实验指标测定
从冰箱中取出样品，在单人单面净化工作台中撕开包装盒外包装，吸取12孔板中的菌液到试管中并按1:10梯度稀释，做成多组稀释液后涂布于计数平板，在36±1℃培养箱中培养36h。用平板计数法计算菌落总数，对照空白处理组的菌落总数可以计算出聚落减少总数，结果以l log (CFU/g)表示。[13]
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料2
1.1.1 主要菌种及培养基2
1.1.2主要仪器设备2
1.2菌液培养2
1.3包装方法2
1.4冷源等离子体处理2
1.5实验指标测定3
2结果与分析3
2.1大肠杆菌O157:H7的杀菌研究3
2.1.1不同电压条件下的杀菌效果3
2.1.2不同气调成分的杀菌效果3
2.1.3不同湿度下的杀菌效果 4
2.1.4不同参数的相关性分析 4
2.2金黄色葡萄球菌的杀菌研究 4
2.2.1不同电压条件下的杀菌效果4
2.2.2不同气调成分的杀菌效果5
2.2.3不同湿度下的杀菌效果 5
2.2.4不同参数的相关性分析 6
3 讨论 6
3.1 不同电压对杀菌效果的影响 6
3.2 不同气调成分对杀菌效果的影响 6
3.3 不同湿度对杀菌效果的影响 7
3.4高压冷源等离子体对不同菌种的杀菌效果 7
3.5 应用与展望 7
致谢7
参考文献8
高压电场等离子体对致病菌的杀菌机理研究
引言
引言：食品是人类生存和发展的物质基础，而食品安全是关系到人类健康的重大问题。目前，食品安全已经成为世界范围内的公共问题
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，由微生物引起的食源性疾病发病率逐年上升，如日本大肠杆菌 O157：H7 污染以及血印奶粉金黄葡萄球菌肠毒素事件[1]等。因此微生物控制是现代食品加工生产过程中的主要问题，杀菌技术必不可少。然而由于不同的食品的加工特性以及营养特性，传统的热杀菌技术在这一领域应用受限。超高压处理技术、脉冲电场等新型食品冷杀菌技术已有研究开发，但技术的缺陷限制了此类技术的广泛应用。近几年，冷源等离子体作为一种新型食品冷杀菌技术，正逐步受到食品研究者的关注。[23]
等离子体（Plasma）[4]是一种以自由电子和带电粒子为主要成分的物质形态，是由离子、电子以及未电离的中性粒子集合组成，整体呈电中性。等离子体的产生过程[5]简单表述为：中性气体被施加足够高的电能后，气体分子发生电离而形成混合物。当施加的能量超过气体分子间作用力时，就会被激发产生自由电子，电子与周围的原子或分子发生碰撞，产生活性更高的激发态原子、离子以及自由电子。最近几年，非热源等离子体和大气压（常压）等离子体[6]被广泛关注，应用于多种技术研究中，包括聚合物表面改性、生物和化学方式去污等。
等离子体技术在农产品加工及食品生产领域的探索刚刚开始。2013年美国农业部[7]ARS采用DBD冷源等离子体技术，应用于生鲜禽肉MAP包装的冷杀菌保鲜处理，开始了肉类食品冷源等离子体冷杀菌技术的探索性研究。果蔬类食品方面，美国的Criter[8]等人使用等离子体对苹果、香瓜和莴苣表面的致病菌E.coli O157：H7、Salmonella sp.和Listeria monocytogene（单增李斯特菌）进行处理，结果菌落数量均显著减少；Niemira和Sites[9]使用滑动电弧介质产生等离子体，处理接种了Salmonella和E.coli O157：H7的苹果，处理后菌落数量均有显著减少。低温等离子体已经被证明具有杀菌作用，其杀菌作用来自具有化学活性的物质或者基团，包括原子氧、臭氧、氢氧、和NO等[10]。但是，各种等离子体活性作用剂杀死细菌的过程和机理依然存在争议，其杀菌效果也受电压、湿度、菌种等多种条件影响。因此研究冷源等离子体在不同条件下的杀菌效果对实际生产具有很大意义。
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1主要菌种、培养基
金黄色葡萄球菌、大肠杆菌O157:H7 广东环凯微生物科技有限公司；普通营养肉汤培养基、营养肉汤培养基、BairdParker 琼脂基础、亚碲酸盐卵黄增菌液、乳糖胆盐发酵培养基 青海海博生物有限公司；
聚丙烯一次性包装盒 上海中央化学有限公司；
12孔细胞培养板 美国corning costar有限公司；
1.1.2主要仪器设备
SWCJIFD型单人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司
电热恒温培养箱 上海一恒科学仪器有限公司
T25digital 高速离心机 德国IKA集团
SPH200B全温度恒温培养振荡器 上海世平试验设备有限公司
1.2菌液培养
将金黄色葡萄球菌[11]和大肠杆菌O157:H7[12]粉末加到脑心浸萃液态培养基中，隔夜摇床培养，次日在8000g离心，PBS缓冲液冲洗两次后，用50%的甘油分装，并在40℃下冻存。各取2mL金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7冻存液，分别加入到普通营养肉汤培养基和营养肉汤培养基中，隔夜摇床培养。
1.3包装方法
次日取摇床培养后的菌液，在8000g，4℃离心5min，PBS缓冲液调节OD600在0.1~0.2nm，加入到12孔细胞培养板中。每个培养板中每种菌各加3孔，每孔2mL。培养板用聚丙烯包装盒，分别在30%O2：70%N2，45%O2：55%N2，60%O2:40%N2三种气调条件下包装。
1.4冷源等离子体处理
将含有菌液的聚丙烯包装盒在4℃冰箱中贮藏2h左右，使包装内湿度稳定达到70、80和90%。贮藏结束后将样品放置于冷源等离子体发生器中，分别在产生电压60、70、80KV的条件下处理，处理时间分别为5s、10s、15s、20s。全部处理完毕后，收集杀菌后的样品做好标记放入冰箱，准备使用平板计数法测定活菌落数量。
1.5实验指标测定
从冰箱中取出样品，在单人单面净化工作台中撕开包装盒外包装，吸取12孔板中的菌液到试管中并按1:10梯度稀释，做成多组稀释液后涂布于计数平板，在36±1℃培养箱中培养36h。用平板计数法计算菌落总数，对照空白处理组的菌落总数可以计算出聚落减少总数，结果以l log (CFU/g)表示。[13]
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