冷源等离子体冷杀菌协同map对生鲜蔬菜保鲜效果研究
摘要：蔬菜采后生鲜品质因有害微生物繁殖及自身呼吸和新陈代谢而迅速下降，包装保鲜及冷杀菌成为关键技术问题。本文以水果黄瓜为样品，采用壳聚糖涂膜处理后进行MAP气调保鲜包装，并用冷源等离子体冷杀菌处理。以杀菌率和失水率为指标，通过杀菌电压、杀菌时间和壳聚糖浓度的单因素试验，发现当电压大于70kv，杀菌时间大于60s时，杀菌率开始趋于稳定，但失水率仍在显著上升；当壳聚糖浓度大于0.6%时，失水率虽持续下降但杀菌率也开始下降。根据此结果进而确定响应曲面试验设计的因素及水平，研究工艺条件对黄瓜杀菌率和失水率的影响，发现电压和杀菌时间以及壳聚糖浓度和杀菌时间的交互作用显著。进一步通过回归分析将工艺参数优化为：电压66.88kv，杀菌时间46.56 s，壳聚糖浓度0.55%，在此条件下黄瓜的杀菌率达61.382%，失水率9.5219%。这些结果表明壳聚糖涂膜协同冷源等离子体冷杀菌技术可以有效抑制有害微生物，并延长水果黄瓜的货架保鲜期。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）2
1材料与方法3
1.1实验材料与试剂3
1.2实验仪器与设备3
1.3实验方法3
1.3.1单因素实验3
1.3.1.1杀菌时间单因素实验3
1.3.1.2电压单因素实验4
1.3.1.3壳聚糖单因素实验4
1.3.2响应面试验4
2结果与分析4
2.1单因素试验4
2.1.1杀菌时间单因素实验4
2.1.2电压单因素实验4
2.1.3壳聚糖单因素实验5
2.2响应面试验5
2.3响应面方差分析6
2.3.1对等离子体处理黄瓜杀菌率方差分析6
2.3.2对等离子体处理黄瓜失水率方差分析7
2.4回归模型的建立7
2.5响应曲面分析7
2.5.1对杀菌率的二次拟合响应面的分析7
2.5.2 对失水率的二次拟合响应面的分析8
2.6最优值8
3结论9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
致谢10
参考文献10
冷源等离子体冷杀菌协同MAP对生鲜蔬菜保鲜效果的研究
引言
绪论：与热源杀菌作用相比，冷源等离子体特别适用于对热敏感的食品杀菌[1]。等离子体杀菌将会对包装食品的安全及延长货架期产生影响[2]，等离子体可以应用与食品表面的杀菌（如肉类、禽肉、鱼和新鲜蔬菜产品）、颗粒状以及特殊食品（奶粉以及香辛料类）和可发芽的种子类[3]。
等离子体对果蔬类食品的杀菌作用研究多有报道。Criter等人[4]使用等离子体对苹果、美国香瓜和莴苣表面的致病菌大肠O157：H7、沙门氏菌和单核增生性李斯特菌进行处理，所有样品的菌落数量都有明显减少，减少量因菌株间的不同而不同。在芒果和柠檬的果皮上接种大肠杆菌、酿酒酵母菌、成团泛菌和葡糖醋杆菌，经等离子体处理后发现酿酒酵母菌对处理条件的抵抗力最强，增加电压可以产生更加有效的等离子体效应，对菌体的作用效果增强[5,6]。在苹果皮上接种沙门氏菌和大肠杆菌O157：H7，经滑动电弧介质产生等离子体处理果皮表面，沙门氏菌和大肠杆菌分别减少了2.93.7和3.43.6 log CFU/ml，高空气（等离子体产生源)流速表现出好的作用效果[7]。Stefano P[7]研究发现，经过30 s处理，高压电场冷源等离子体可以使芒果表面的单核增生性李斯特菌和大肠杆菌O157：H7浓度下降2.5 log CFU/g，同年Stefano P还发现，等离子体可以使香瓜表面的啤酒酵母菌浓度减少1 log CFU/g，经过20 s处理，使葡萄醋酸杆菌浓度降低2.5 log CFU/g。研究发现，冷源等离子体对抗逆性较强的菌膜也有很好的杀灭效果，在低于15℃的条件下，处理5 min，可使生菜表面的气单胞菌菌膜下降5 log CFU/g[8]。 等离子体技术已被广泛应用于材料加工过程中，为食品和农业物料加工提供了重要的技术参考。使用等离子体杀菌的优点是在包装结束后不会产生二次污染，并且杀菌作用物质来源于气体，不会产生化学残留，无毒无害。等离子体可以在常压下产生，不需要高压或者低压，对操作环境无特殊要求；等离子体激发过程使用的产生电压非常高，但是不会产生过多热量，处理温度不会明显升高。因此，等离子体杀菌技术作为一种新的冷杀菌方式，将可能用于生鲜肉类以及热敏感食品的杀菌。对热源敏感食品常常由于杀菌不彻底，而容易发生腐败变质，从而缩短货架期，不利于远距离的运输。冷源等离子体术可以在低电压下产生高效杀菌物质，对产品表面进行有效杀菌，在食品包装中进行杀菌作用的研究刚起步，将此技术用于热敏感性食品的杀菌，对于整个食品行业具有重要意义。
根据气体调节的原理，气调贮藏可分为CA和MA。CA是在贮藏期间，气体的浓度始终控制在某一恒定值或范围内，所采用的包装方式称为 CAP；MA则用改良的气体成分建立气调系统，在贮藏期间不作调整，气体维持不变，所采用的包装方式称为MAP。贮藏环境气氛条件的控制，需要一定的密闭空间，空间大小视贮藏量而定，一般来说，气调保鲜的气体由抑制多数腐败细
菌和霉菌的二氧化碳、抑制厌氧腐败菌的氧气、填充气体氮气、以及少量其它气体（二氧化氮、二氧化硫、氩气等）组成，大多数果蔬在5%O2、5%CO2和 90%N2
的气调环境下，配合冷藏技术，可有效延长果蔬的货架期。此外，还有臭氧气调保鲜等技术。但将果蔬暴露在氧气过低或二氧化碳过高的环境中会导致气调伤害，加速果蔬的衰老。O2分压低于 1%时，果蔬进行无氧呼吸，导致风味变差，严重时还会出现病症，如O2浓度过低时马铃薯会出现黑心症状。
为更大程度的抑菌和降低失水率，本研究在样品放入气调包装前在表面裹以不同浓度的壳聚糖。壳聚糖的抗菌作用机制有以下几点：（1）分子量小于5000kDa的壳聚糖可以透过细胞膜，小分子壳聚糖进入微生物细胞内,与细胞内带负电的物质(主要是蛋白质和核酸)结合,使细胞的正常生理功能(例如DNA的复制和蛋白质的合成等)受到影响,导致微生物死亡；(2)大分子的壳聚糖吸附在微生物细胞表面,形成一层高分子膜,阻止了营养物质向细胞内运输,从而起到杀菌和抑菌作用；(3)壳聚糖的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷之间的相互作用,改变了微生物细胞膜的通透性,引起微生物细胞死亡；(4)壳聚糖作为一种螯合剂,选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子,从而抑制微生物的生长和产毒可能是壳聚糖具有防腐保鲜功能的原因之一；(5)壳聚糖能够激活微生物本身的几丁质酶活性,当壳聚糖浓度足够高时,微生物的几丁质酶被过分表达,导致对其自身细胞壁几丁质的降解,从而损伤细胞壁[9]。
本文研究以水果黄瓜为样品，先通过单因素实验确定最适杀菌电压、杀菌时间和所包裹的壳聚糖浓度的范围（选取三个最适点）。再将三组数据进行响应曲面实验，找出最佳的壳聚糖浓度、电压、时间的组合。衡量指标为失水率和总菌落数。
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摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）2
1材料与方法3
1.1实验材料与试剂3
1.2实验仪器与设备3
1.3实验方法3
1.3.1单因素实验3
1.3.1.1杀菌时间单因素实验3
1.3.1.2电压单因素实验4
1.3.1.3壳聚糖单因素实验4
1.3.2响应面试验4
2结果与分析4
2.1单因素试验4
2.1.1杀菌时间单因素实验4
2.1.2电压单因素实验4
2.1.3壳聚糖单因素实验5
2.2响应面试验5
2.3响应面方差分析6
2.3.1对等离子体处理黄瓜杀菌率方差分析6
2.3.2对等离子体处理黄瓜失水率方差分析7
2.4回归模型的建立7
2.5响应曲面分析7
2.5.1对杀菌率的二次拟合响应面的分析7
2.5.2 对失水率的二次拟合响应面的分析8
2.6最优值8
3结论9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
致谢10
参考文献10
冷源等离子体冷杀菌协同MAP对生鲜蔬菜保鲜效果的研究
引言
绪论：与热源杀菌作用相比，冷源等离子体特别适用于对热敏感的食品杀菌[1]。等离子体杀菌将会对包装食品的安全及延长货架期产生影响[2]，等离子体可以应用与食品表面的杀菌（如肉类、禽肉、鱼和新鲜蔬菜产品）、颗粒状以及特殊食品（奶粉以及香辛料类）和可发芽的种子类[3]。
等离子体对果蔬类食品的杀菌作用研究多有报道。Criter等人[4]使用等离子体对苹果、美国香瓜和莴苣表面的致病菌大肠O157：H7、沙门氏菌和单核增生性李斯特菌进行处理，所有样品的菌落数量都有明显减少，减少量因菌株间的不同而不同。在芒果和柠檬的果皮上接种大肠杆菌、酿酒酵母菌、成团泛菌和葡糖醋杆菌，经等离子体处理后发现酿酒酵母菌对处理条件的抵抗力最强，增加电压可以产生更加有效的等离子体效应，对菌体的作用效果增强[5,6]。在苹果皮上接种沙门氏菌和大肠杆菌O157：H7，经滑动电弧介质产生等离子体处理果皮表面，沙门氏菌和大肠杆菌分别减少了2.93.7和3.43.6 log CFU/ml，高空气（等离子体产生源)流速表现出好的作用效果[7]。Stefano P[7]研究发现，经过30 s处理，高压电场冷源等离子体可以使芒果表面的单核增生性李斯特菌和大肠杆菌O157：H7浓度下降2.5 log CFU/g，同年Stefano P还发现，等离子体可以使香瓜表面的啤酒酵母菌浓度减少1 log CFU/g，经过20 s处理，使葡萄醋酸杆菌浓度降低2.5 log CFU/g。研究发现，冷源等离子体对抗逆性较强的菌膜也有很好的杀灭效果，在低于15℃的条件下，处理5 min，可使生菜表面的气单胞菌菌膜下降5 log CFU/g[8]。 等离子体技术已被广泛应用于材料加工过程中，为食品和农业物料加工提供了重要的技术参考。使用等离子体杀菌的优点是在包装结束后不会产生二次污染，并且杀菌作用物质来源于气体，不会产生化学残留，无毒无害。等离子体可以在常压下产生，不需要高压或者低压，对操作环境无特殊要求；等离子体激发过程使用的产生电压非常高，但是不会产生过多热量，处理温度不会明显升高。因此，等离子体杀菌技术作为一种新的冷杀菌方式，将可能用于生鲜肉类以及热敏感食品的杀菌。对热源敏感食品常常由于杀菌不彻底，而容易发生腐败变质，从而缩短货架期，不利于远距离的运输。冷源等离子体术可以在低电压下产生高效杀菌物质，对产品表面进行有效杀菌，在食品包装中进行杀菌作用的研究刚起步，将此技术用于热敏感性食品的杀菌，对于整个食品行业具有重要意义。
根据气体调节的原理，气调贮藏可分为CA和MA。CA是在贮藏期间，气体的浓度始终控制在某一恒定值或范围内，所采用的包装方式称为 CAP；MA则用改良的气体成分建立气调系统，在贮藏期间不作调整，气体维持不变，所采用的包装方式称为MAP。贮藏环境气氛条件的控制，需要一定的密闭空间，空间大小视贮藏量而定，一般来说，气调保鲜的气体由抑制多数腐败细
菌和霉菌的二氧化碳、抑制厌氧腐败菌的氧气、填充气体氮气、以及少量其它气体（二氧化氮、二氧化硫、氩气等）组成，大多数果蔬在5%O2、5%CO2和 90%N2
的气调环境下，配合冷藏技术，可有效延长果蔬的货架期。此外，还有臭氧气调保鲜等技术。但将果蔬暴露在氧气过低或二氧化碳过高的环境中会导致气调伤害，加速果蔬的衰老。O2分压低于 1%时，果蔬进行无氧呼吸，导致风味变差，严重时还会出现病症，如O2浓度过低时马铃薯会出现黑心症状。
为更大程度的抑菌和降低失水率，本研究在样品放入气调包装前在表面裹以不同浓度的壳聚糖。壳聚糖的抗菌作用机制有以下几点：（1）分子量小于5000kDa的壳聚糖可以透过细胞膜，小分子壳聚糖进入微生物细胞内,与细胞内带负电的物质(主要是蛋白质和核酸)结合,使细胞的正常生理功能(例如DNA的复制和蛋白质的合成等)受到影响,导致微生物死亡；(2)大分子的壳聚糖吸附在微生物细胞表面,形成一层高分子膜,阻止了营养物质向细胞内运输,从而起到杀菌和抑菌作用；(3)壳聚糖的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷之间的相互作用,改变了微生物细胞膜的通透性,引起微生物细胞死亡；(4)壳聚糖作为一种螯合剂,选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子,从而抑制微生物的生长和产毒可能是壳聚糖具有防腐保鲜功能的原因之一；(5)壳聚糖能够激活微生物本身的几丁质酶活性,当壳聚糖浓度足够高时,微生物的几丁质酶被过分表达,导致对其自身细胞壁几丁质的降解,从而损伤细胞壁[9]。
本文研究以水果黄瓜为样品，先通过单因素实验确定最适杀菌电压、杀菌时间和所包裹的壳聚糖浓度的范围（选取三个最适点）。再将三组数据进行响应曲面实验，找出最佳的壳聚糖浓度、电压、时间的组合。衡量指标为失水率和总菌落数。
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