滑动弧放电等离子体的杀菌机理及在砂糖桔保鲜中的研究

作     者：崔鲁彬 

作者单位：北京农学院 

学位级别：硕士

导师姓名：孙运金;赵春雷

授予年度：2021年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：滑动弧放电 杀菌工艺 杀菌机理 枯草芽孢杆菌 砂糖桔保鲜 

摘      要：滑动弧放电是在大气环境下实现放电的一种等离子体模式。相比其他等离子体产生模式,该放电模式具有较强的活性成分,能在较短时间内灭活各类食源性微生物,同时保持食品原有的营养成分和风味不被破坏,适用于新鲜果蔬的灭菌及储藏保鲜。本文研究了滑动弧放电等离子体对枯草芽孢杆菌的杀菌效果与杀菌机理,研究其在果蔬保鲜中的应用可行性,相关研究结果如下:(1)杀菌工艺研究:研究滑动弧放电等离子体直接与间接处理的杀菌效果,优化工艺参数。滑动弧放电等离子体直接处理工艺参数为:放电载气为氮气,放电时间25 s,放电功率550 W,气体流量0.3 L/min,作用距离2 cm,能降低枯草芽孢杆菌4个对数值以上。滑动弧放电等离子体间接处理工艺参数为:放电载气为空气,放电功率500 W,风扇转速0.1-1 m/s,滑动弧放电的弧长为3-5 cm,在120 s的处理时间内可灭活枯草芽孢杆菌4个对数值以上。(2)杀菌机理研究:通过电导率、表面形貌、细胞凋亡等微生物分析手段,分析滑动弧放电等离子体直接处理枯草芽孢杆菌前后的变化,发现滑动弧放电等离子体的灭菌机理是通过其产生的活性物质对枯草芽孢杆菌膜结构和完整性进行氧化蚀刻和破坏,导致细菌死亡。(3)活性物质气体成分:采用光发射光谱分析,滑动弧放电会生成大量具有较强活性的自由基种类及其衍生物,如?OH,N,NO和O,该检测结果与采用气体分析仪的检测结果一致。(4)储藏保鲜应用研究:相较于等离子体直接放电,采用滑动弧间接放电能增加放电处理面积与处理数量,可降低温度对砂糖桔的影响,延长了砂糖桔的存放时间,同时对砂糖桔果实汁液Vc含量、糖度、p H值等品质特性没有影响。