CN106333215A - 一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，属于食品杀菌保鲜技术领域。本发明的技术方案是将提取的一定质量分数的功能性低聚糖置于冷源等离子发生装置的两个电极板之间，在高压电场的条件下对功能性低聚糖进行改性，然后验证改性的功能性低聚糖对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的致死作用。本发明使用的冷源等离子改性的功能性低聚糖作用温度为室温，不会产生成分，并且提高了功能性低聚糖对致病菌的抑制作用，是一种良好的改性功能性低聚糖的技术，尤其适用于食品杀菌保鲜技术领域。
Description
技术领域
本发明属于食品杀菌保鲜技术领域，准确的说是一种基于冷源等离子体改性以提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法。
背景技术
功能性低聚糖是一种天然存在的碳水化合物，根据来源不同划分为植物低聚糖、动物低聚糖、藻类低聚糖、细菌类低聚糖、真菌类低聚糖五种，具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、抗病毒等生物活性，广泛应用于药物研究、功能性食品、食品添加剂及食品抗菌包装等方面。但是，由于其抑菌性尤其是对致病菌的抑菌性相对较差，因而也影响了其在食品行业中的应用。
传统的加热杀菌会降低食品的理化品质及感官品质，尤其是不适用于热敏感产品；另外，目前冷杀菌技术诸如辐照、微波、纳米杀菌等由于设备要求高、安全性问题等限制了发展；超高压杀菌核心技术主要沿用国外专利技术，因而影响了其商业化应用。由于上述杀菌方式应用的局限性，导致了食品在流通过程中抗菌药物或非法添加物的滥用，造成了食品的安全事故。与食品高温杀菌或抗菌药物杀菌相比，本发明涉及到的改性功能性低聚糖抑菌是食品保鲜技术的最新发展方向，该技术与冷源等离子体杀菌技术完美集合，通过冷源等离子体技术改性功能性低聚糖，提高功能性低聚糖的抑菌效果，并且可以以涂膜、喷涂、混合等不同的方式直接作用于食品中的致病菌，不产生二次污染或化学残留；另外，改性功能性低聚糖成分在抑菌作用过程中不会产生热量而影响食品中的能量变化，尤其适用于生鲜食品及热敏感食品的杀菌保鲜，最有效的延长了食品的货架期。随着现代生鲜食品、即食食品等加工物流产业的快速创新发展，其安全品质控制成为产业发展的关键技术瓶颈，尤其是生鲜水产、生鲜肉类、鲜牛奶等加工物流产业，改性功能性低聚糖的关键技术的突破，将有巨大的开发空间和良好的应用前景。
发明内容
本发明的是目的是根据上述功能性低聚糖在对致病菌抑制作用中存在的问题及不足，提供一种基于冷源等离子体以提高其对致病菌抑制作用的新方法。该方法通过冷源等离子体处理后的功能性低聚糖对致病菌有明显的抑制作用，并且不降低功能性低聚糖的其他功效，为丰富功能性低聚糖在食品中更广泛的应用提供了一种安全、有效的操作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，该方法包括以下步骤：
1)将一定体积和质量分数的低聚糖水溶液盛放于固定的培养皿中；
2)将步骤1)准备的低聚糖水溶液置于具有固定间距的两个绝缘阻隔板之间；
3)连接冷源等离子体发生装置的两个电极于绝缘板的上方，在高压电场条件下对低聚糖溶液进行改性。
本发明技术方案中：步骤1)中所使用的低聚糖为菊花低聚糖，其中菊花低聚糖的质量分数为1.0％～5.0％，单次处理体积为10mL～50mL。培养皿的材料为玻璃，直径为5cm～10cm，高度为1cm～2cm。
本发明技术方案中：步骤2)中两个绝缘阻隔板材料为聚碳酸亚丙酯、玻璃、陶瓷板等。两个绝缘阻隔板材料厚度均为2.0～3.0mm，其间距为2.8cm，培养皿底部与绝缘阻隔板接触，开口处与绝缘阻隔板无直接接触。
本发明技术方案中：步骤3)中冷源等离子体发生装置包括高压电场发生器和两个铝质电极。高压电场的发生条件为电压2～10kV，处理时间为10～30min。优选电压为4～8kV，处理时间为15～25min。
本发明的有益效果：
1)本发明根据功能性低聚糖在抑菌保鲜方面的不足，采用冷源等离子体改性功能性低聚糖，提高了功能性低聚糖的抑菌性能，提高了功能性低聚糖在食品抑菌保鲜中应用价值。
2)通过对具有代表性的革兰氏阴性致病大肠杆菌及革兰氏阳性致病菌金黄色葡萄球菌的杀菌实验，结果表明：等离子体处理后功能性低聚糖处理组中的细菌数量远远低于单纯的功能性低聚糖处理组及对照组。
3)改性的功能性低聚糖具有明显的杀菌作用，并且无有毒残留或有害物质产生，避免了光学杀菌、高温杀菌、抑菌剂带来的安全性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的设备附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个简单的图例介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明中使用的冷源等离子体改性功能性低聚糖的系统装置。
附图标记：1，电极连接线；2，电极板；3，绝缘阻隔板；4，功能性低聚糖；5，传送带。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中用于改性低聚糖的冷源等离子体发生系统如图1所示，该装置包括电压调控器、高压电场发生器、上下两个电极和上下两个绝缘护板，在上下两个绝缘护板中有一传送带和盛有功能性低聚糖的培养皿。
本发明实施例包括：
1、大肠杆菌抑菌测试：
实施例1-1～1-3
首先将合适浓度和体积的低聚糖溶液盛放于开口培养皿中，然后将培养皿放在两个绝缘板之间进行等离子体处理，然后调整合适的电压进行处理所需的时间，即为改性的功能性低聚糖溶液。将改性的功能性低聚糖溶液与108cfu/mL的大肠杆菌等体积混合，37℃培养5h后计算不同处理组大肠杆菌降低的数量。
对比例1-1～1-3
与实施例1-1～1-3选用相同的功能性低聚糖溶液，不进行等离子体处理，然后检测对大肠杆菌的抑制作用。
对比例1-4～1-6
用蒸馏水代替实施例1-1～1-3中的不同浓度的功能性低聚糖，取相同体积进行等离子体处理，处理条件与实施例1-1～1-3完全相同。
空白例1
不做任何处理，用生理盐水检测对大肠杆菌的抑制作用。
各组处理条件如表1所示。
表1不同处理条件
不同条件的杀菌性能检测：
从表2中可以看出，与对比例及空白例相比，等离子体处理后的功能性低聚糖能明显提高对大肠杆菌的抑菌性，并且实施例1-2的条件对大肠杆菌的抑菌性最强。
表2大肠杆菌杀菌性能试验结果
| 处理组 | 菌落数减少值(log) |
| 实施例1-1 | 7.08±0.13 |
| 实施例1-2 | 7.89±0.04 |
| 实施例1-3 | 7.35±0.11 |
| 对比例1-1 | 0.22±0.16 |
| 对比例1-2 | 0.78±0.27 |
| 对比例1-3 | 1.07±0.38 |
| 对比例1-4 | 0.00±0.00 |
| 对比例1-5 | 0.00±0.00 |
| 对比例1-6 | 0.00±0.00 |
| 空白例1 | 0.00±0.00 |
2、金黄色葡萄球菌抑菌测试
除用金黄色葡萄球菌代替大肠杆菌外，实施例2-1～2-3、对比例2-1～2-6、空白例2中处理条件与实施例1-1～1-3、对比例1-1～1-6、空白例1中处理条件完全相同。
不同条件的杀菌性能检测：
从表3中可以看出，与对比例及空白例相比，等离子体处理后的功能性低聚糖能明显提高对金黄色葡萄球菌的抑菌性，并且实施例2-2的条件对金黄色葡萄球菌的抑菌性最强。
表3金黄色葡萄球菌杀菌性能试验结果
| 处理组 | 菌落数减少值(log) |
| 实施例1-1 | 7.44±0.25 |
| 实施例1-2 | 7.79±0.11 |
| 实施例1-3 | 7.38±0.32 |
| 对比例1-1 | 0.00±0.00 |
| 对比例1-2 | 0.31±0.18 |
| 对比例1-3 | 0.58±0.22 |
| 对比例1-4 | 0.00±0.00 |
| 对比例1-5 | 0.00±0.00 |
| 对比例1-6 | 0.00±0.00 |
| 空白例1 | 0.00±0.00 |
Claims (10)
1.一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）将一定体积和质量分数的低聚糖水溶液盛放于固定的培养皿中；
2）将步骤1）准备的低聚糖水溶液置于具有固定间距的两个绝缘阻隔板之间；
3）连接冷源等离子体发生装置的两个电极于绝缘板的上方，在高压电场条件下对低聚糖溶液进行改性。
2.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，所述低聚糖为菊花低聚糖。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤1）中低聚糖的质量分数为1.0%~5.0%。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤1）中低聚糖的体积为10mL~50mL。
5.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤1）中培养皿的材料为玻璃，直径为5cm~10cm，高度为1cm~2cm。
6.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤2）中两个绝缘阻隔板材料为聚碳酸亚丙酯、玻璃或陶瓷板。
7.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤2）中两个绝缘阻隔板材料厚度均为2.0~3.0mm。
8.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤2）中两个绝缘阻隔板间距为2.8cm，培养皿底部与绝缘阻隔板接触，开口处与绝缘阻隔板无直接接触。
9.根据权利要求1所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，步骤3）中高压电场的发生条件为电压2~10kV，处理时间为10~30min。
10.根据权利要求9所述的一种基于冷源等离子体提高功能性低聚糖抑制致病菌的方法，其特征在于，所述高压电场的发生条件为电压4~8kV，处理时间为15~20min。
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2016
- 2016-10-15 CN CN201610898836.7A patent/CN106333215A/zh active Pending
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