CN114747619A - 杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法 - Google Patents

杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法 Download PDF

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Abstract

本发明杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，采用不同低温等离子体处理组合方式对杂粮中黄曲霉冷杀菌，同时达到毒素降解的效果。具体方式为高压电场介质阻挡低温等离子体、低温等离子体融合紫外气流消杀、高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌联合对杂粮消杀处理。其中，高压电场介质阻挡低温等离子体激发条件为电压强度40～70kV/cm、频率50～90Hz，低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理条件为低温等离子体功率密度0.5～2.5W/cm2、低温等离子体频率6～10kHz、紫外功率密度0.25～0.85W/cm2、气流量6m3/min，高压脉冲电场低温等离子体发生器的电压强度10～20kV/cm、脉冲频率为200～300Hz、功率密度为2.0～4.0W/cm2。本发明的方法处理时间2.5±0.5min对玉米中黄曲霉的消杀达到99.70±0.05％，同时黄曲霉毒素降解率达到72.98±0.11％。

Description

杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法
技术领域
本发明涉及食品杀菌技术领域，具体涉及一种杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法。
背景技术
黄曲霉是一类腐生型好氧真菌，几乎可以在所有农产品中生长繁殖，尤其杂粮作物类和以其为原料的食品、饲料中最易受到侵染，产生强致毒、致癌、致畸性次级代谢产物黄曲霉毒素。黄曲霉毒素是一组二呋喃氧杂萘邻酮结构类似物，已分离鉴定出20多种，其中黄曲霉毒素B1(AFB1)毒性最强为氰化钾的10倍、砒霜的68倍，被国际癌症机构划分Ⅰ类致癌物。已有文献报道全球近25％的食品由于真菌毒素污染而不能食用，其中黄曲霉毒素造成危害影响最大，严重损坏了人类及动物身体健康。目前常见的控制食品中黄曲霉及其毒素污染的技术包括化学试剂如有机酸、氧化剂、人工合成杀菌剂，生物技术如酶解、微生物代谢物、植物源提取物，物理技术如辐照、超声、超高压等，这些技术虽能在一定程度上控制黄曲霉及其毒素污染，但也存在着一定的弊端，食品营养成分损失，耗时长，有害物质残留给环境带来了潜在的威胁等。因此采用新技术研究高效、安全、绿色的控制食品中黄曲霉及其毒素污染的方法成为食品领域研究的必然趋势。
低温等离子体技术是一种国际新型食品冷杀菌技术，杀菌过程短、温升低，操作简便，能有效保护食品原有的感官品质，非常适用于对热敏性食品的冷杀菌。而且与目前广泛采用的传统杀菌技术相比，低温等离子体不仅可以杀灭黄曲霉菌同时还可以降解黄曲霉毒素，因此本专利从控制黄曲霉及其毒素两方面来研究低温等离子体杀菌及降解技术方法。专利CN201410651104.9公开了一种黄曲霉毒素B1的等离子体降解方法；专利CN201110254907.7公开了一种等离子体降解黄曲霉毒素的装置及其应用；这些方法将黄曲霉毒素置于等离子体中处理时需要保持一定的真空度，操作较繁琐，单一的等离子体处理降解效果有限，而且这些方法只说明了对黄曲霉毒素的降解没有同时针对黄曲霉菌的杀菌方法。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其黄曲霉毒素降解技术方法，采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌，同时对黄曲霉毒素产生降解的效果。该技术方法高效控制了杂粮中黄曲霉的生长同时降解了黄曲霉毒素，延长了贮存期，而且处理时间短，温升低，适合杂粮行业大规模商业应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解技术方法，其特征在于，包括如下步骤，采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌；所述不同低温等离子体处理方式为：高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌、低温等离子体融合紫外气流消杀、高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌。
优先地，所述高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置处理杂粮的工作频率为50～90Hz，工作电压强度峰值为40～70kV/cm，环境相对湿度为50±10％，处理时间为1～5min。
优先地，所述低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理杂粮的低温等离子体功率密度为0.5～2.5W/cm2，低温等离子体频率为6～10kHz，紫外功率密度为0.25～0.85W/cm2，处理时间为1～5min。
优先地，所述低温等离子体融合紫外气流消杀装置的紫外线波长222nm，紫外功率密度为0.60～0.70W/cm2。
优先地，所述高压脉冲电场低温等离子体装置处理杂粮的脉冲频率200～300Hz，电压强度10～20kV/cm，功率密度为2.0～4.0W/cm2，脉冲占空比为20～80％，处理时间：单次5～15s，间隔时间5～15s，循环杀菌次数为3～6次。
此外，通过实验得到，采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌的次序为：第一高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌、第二低温等离子体融合紫外气流消杀，第三是高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌。
在进行上述步骤的同时，先将杂粮平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。
上述方法低温等离子体融合紫外气流消杀装置的气流量3～8m3/mi n，气流方向为从输送带下方穿过输送带及带上杂粮向上，通过风罩回流循环。
上述方法杂粮在输送带上堆放高度为0.50～2.50cm。
上述方法输送带的材料为可穿透高压电场的非金属材料，且为网孔型输送带；在低温等离子体融合紫外气流消杀和高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌工艺段，输送带与水平面的倾斜角度为20°～35°，非金属材料可以是塑料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其毒素降解技术方法可以有效杀灭杂粮中黄曲霉菌同时降解黄曲霉毒素；
2)本发明的杂粮中黄曲霉低温等离子体冷杀菌及其毒素降解技术方法对联合多种等离子体设备更加高效快速的杀灭了杂粮中黄曲霉菌及降解黄曲霉毒素，缩短工作时间，提高工作效率，节约成本；
3)本发明的杂粮中黄曲霉低温等离子体冷杀菌及其毒素降解技术方法处理时间短，温升低，避免了杂粮感官品质损失，处理过程无化学残留绿色安全，有效延长了杂粮保质期。
附图说明
图1不同低温等离子体处理方式组合消杀工艺原理图；
图2低温等离子体处理后杂粮中水分含量变化图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。
如图所示，本发明公开的一种杂粮中黄曲霉低温等离子体冷杀菌及其黄曲霉毒素降解方法所处理的杂粮样品在输送带上堆放高度为0.50～2.50cm，具体如下步骤，采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌及其毒素降解；所述不同低温等离子体处理方式为：高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌、低温等离子体融合紫外气流消杀、高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌。
本实施例中采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌的次序为：第一步为高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌，高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置处理杂粮的工作频率为50～90Hz，工作电压强度峰值为40～70kV/cm，环境相对湿度为50±10％，处理时间为1～5min。
第二步为低温等离子体融合紫外气流消杀，低温等离子体融合紫外消杀装置处理杂粮的低温等离子体功率密度为0.5～2.5W/cm2，低温等离子体频率为6～10kHz，紫外功率密度为0.25～0.85W/cm2，处理时间为1～5min。低温等离子体融合紫外气流消杀装置的气流量为3～8m3/min，气流方向为从输送带下方穿过输送带及带上杂粮向上，通过风罩回流循环。低温等离子体融合紫外气流消杀装置优选的紫外波长为222nm，紫外功率密度为0.60～0.70W/cm2。
第三步为高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌，高压脉冲电场低温等离子体装置处理杂粮的脉冲频率为200～300Hz，功率密度为2.0～4.0W/cm2，电压强度为10～20kV/cm，脉冲占空比为20～80％，处理时间：单次5～15s，间隔时间5～15s，循环杀菌次数为3～6次。
上述三步在工作时，先将杂粮平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。输送带的材料为可穿透高压电场的非金属材料，且为网孔型输送带；在低温等离子体融合紫外气流消杀和高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌工艺段，输送带与水平面的倾斜角度为20°～35°。
下面结合实施例的试验数据对本发明所提出的方法进行效果验证，首先进行黄曲霉菌阳性玉米或花生制备，如下：挑选颗粒饱满无霉菌污染的玉米粒或花生粒，经0.1％次氯酸钠溶液消毒，超净工作台晾干，添加黄曲霉孢子液，混匀置于28℃培养，使得玉米或花生中黄曲霉菌落数为105～106CFU/g。
实施例中AFB1阳性玉米制备：采用10mL色谱级甲醇溶液将1mg黄曲霉毒素标品(色谱级，纯度≥99％)溶解，并将其稀释至1000μg/L，吸取1mL置于5mL小型喷壶内，均匀喷洒于玉米或花生表面后，在通风橱内放置2h，使溶剂完全挥发。
一、高压电场介质阻挡低温等离子体对玉米中黄曲霉杀菌及其毒素降解效果
实施例1
高压电场介质阻挡低温等离子体不同工作电压强度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果:
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于高压电场介质阻挡低温等离子体电极之间，在环境相对湿度为40±5％，工作电压强度48、52、56、60和64kV/cm，工作频率50Hz，工作时间2min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表1高压电场介质阻挡低温等离子体不同工作电压强度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
工作电压强度(kV/cm) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.57±0.10<sup>a</sup> 47.51±0.88<sup>a</sup>
48 5.40±0.06<sup>a</sup> 40.37±1.31<sup>b</sup>
52 4.84±0.05<sup>b</sup> 37.23±0.28<sup>c</sup>
56 4.61±0.13<sup>c</sup> 29.66±1.3<sup>d</sup>
60 4.53±0.07<sup>c</sup> 25.46±0.9<sup>e</sup>
64 4.32±0.14<sup>d</sup> 19.66±0.82<sup>f</sup>
由上表1可知高压电场低温等离子体不仅对玉米中黄曲霉具有显著的杀菌效果，而且对AFB1的降解也具有显著作用(p<0.05)。随着工作电压强度升高，高压电场低温等离子体对黄曲霉杀菌效果逐渐增加，当电压强度分别为48、52、56、60和64kV/cm时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.16、0.73、0.95、1.03和1.25个Log，杀菌率达到了31.54％、81.48％、88.79％、90.74％和94.30％；同时，AFB1的浓度随着电压由48kV/cm升至64kV/cm时其浓度显著下降，AFB1的浓度降解率分别为15.03％、21.64％、37.57％、46.41％、58.62％。
实施例2
高压电场介质阻挡低温等离子体不同工作频率条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于高压电场介质阻挡低温等离子体电极之间，在环境相对湿度为40±5％，工作频率50、60、70、80和90Hz，工作电压强度64kV/cm，工作时间2min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表2高压电场介质阻挡低温等离子体不同工作频率条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
工作频率(Hz) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.31±0.12<sup>a</sup> 46.58±0.88<sup>a</sup>
50 4.03±0.09<sup>d</sup> 21.03±0.14<sup>d</sup>
60 4.48±0.04<sup>c</sup> 25.45±0.32<sup>c</sup>
70 5.03±0.06<sup>b</sup> 26.77±0.06<sup>b</sup>
80 5.09±0.03<sup>b</sup> 28.46±0.64<sup>b</sup>
90 5.12±0.10<sup>ab</sup> 28.43±0.31<sup>b</sup>
由上表2可知不同频率条件下的高压电场低温等离子体对玉米中黄曲霉具有明显的杀菌效果，对黄曲霉毒素B1也有显著的降解作用(p<0.05)。随着工作频率升高，高压电场低温等离子体对黄曲霉杀菌效果逐渐降低，当工作频率分别为50、60、70、80和90Hz时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了1.28、0.84、0.29、0.23和0.19个Log，杀菌率达到了94.80％、85.71％、48.93％、41.67％和36.43％；随着频率的升高，高压电场低温等离子体对玉米中AFB1的降解率分别为54.85％、45.36％、42.53％、38.90％、36.82％。
实施例3
高压电场介质阻挡低温等离子体不同处理时间下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于高压电场介质阻挡低温等离子体电极之间，在环境相对湿度为40±5％，工作电压强度64kV/cm，工作频率50Hz，工作时间1、2、4和5min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表3高压电场介质阻挡低温等离子体不同处理时间下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
处理时间(min) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.57±0.11<sup>a</sup> 47.51±0.88<sup>a</sup>
1 5.11±0.13<sup>b</sup> 41.26±0.98<sup>b</sup>
2 4.48±0.06<sup>c</sup> 29.11±0.38<sup>d</sup>
4 3.95±0.11<sup>d</sup> 32.68±0.57<sup>c</sup>
5 3.78±0.14<sup>d</sup> 24.78±0.21<sup>e</sup>
由上表3可知不同处理时间下的高压电场低温等离子体对玉米中黄曲霉具有显著的杀菌效果(p<0.05)，对AFB1也有显著的降解作用(p<0.05)。随着处理时间的延长，高压电场低温等离子体对黄曲霉杀菌效果呈剂量依赖性增加，当处理时间分别为1、2、4和5min时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.45、1.09、1.62和1.79个Log，杀菌率达到了64.67％、91.87％、97.61％和98.36％；然而，随着时间的延长，高压电场低温等离子体对玉米中AFB1的降解率先上升后下降再上升，不同时间下，AFB1的降解率分别为13.14％、38.71％、31.20％、47.83％。
(二)低温等离子体融合紫外气流消杀装置对玉米中黄曲霉杀菌及其毒素降解效果
实施例4
低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同低温等离子体功率密度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)在低温等离子体融合紫外气流消杀装置中，在低温等离子体功率密度0.5、1.0、1.5、2.0和2.5W/cm2，低温等离子体频率8.5kHz，紫外功率密度0.65W/cm2，气流量为6m3/min，工作时间4min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表4低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同低温等离子体功率密度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
Figure BDA0003650728600000061
Figure BDA0003650728600000071
由上表4可知低温等离子体融合紫外气流消杀装置对玉米中黄曲霉具有显著的杀菌效果(p<0.05)，对AFB1也具有显著的降解作用(p<0.05)。随着低温等离子体功率密度升高，低温等离子体融合紫外消杀装置对黄曲霉杀菌效果逐渐增加，当功率密度分别为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5W/cm2时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.30、0.90、0.99、1.14和1.40个Log，杀菌率达到了49.15％、87.29％、89.66％、92.71％％和95.99％；随着功率的升高玉米中AFB1含量先降低再升高后降低，但整体可以使得玉米中AFB1含量下降，在2.5W/cm2最大功率下，其浓度下降到31.09±0.94μg/Kg，降解率为34.55％。
实施例5
低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同低温等离子体频率条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)在低温等离子体融合紫外气流消杀装置中，在低温等离子体频率6、8和10kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，紫外功率密度6.5W/cm2，气流量为6m3/min，工作时间4min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表5低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同低温等离子体频率条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
频率(kHz) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.39±0.11<sup>a</sup> 47.39±0.88<sup>a</sup>
6 4.23±0.12<sup>b</sup> 38.14±0.36<sup>b</sup>
8 4.27±0.24<sup>b</sup> 39.12±0.23<sup>b</sup>
10 4.32±0.35<sup>b</sup> 40.66±0.24<sup>b</sup>
由上表5可知低温等离子体融合紫外气流消杀装置对玉米中黄曲霉具有显著的杀菌效果(p<0.05)，对AFB1也具有显著的降解作用(p<0.05)。随着等离子体频率升高，低温等离子体融合紫外消杀装置对黄曲霉杀菌效果及AFB1的降解效果逐渐降低，当功率密度分别为6、8和10kHz时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了1.15、1.12和1.06个Log，杀菌率达到了92.93％、91.89％和90.10％，AFB1的降解率分别为：19.52％、17.45％、14.20％。
实施例6
低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同紫外功率密度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)在低温等离子体融合紫外气流消杀装置中，在紫外功率密度0.25、0.45和0.65W/cm2，低温等离子体频率8.5kHz，低温等离子体功率密度2.5W/cm2，气流量为6m3/min，工作时间4min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表6低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同紫外功率密度条件下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
紫外功率密度(W/cm<sup>2</sup>) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.41±0.10<sup>a</sup> 47.41±0.88<sup>a</sup>
0.25 4.77±0.16<sup>b</sup> 44.76±0.79<sup>b</sup>
0.45 4.36±0.07<sup>c</sup> 38.29±0.46<sup>c</sup>
0.65 4.02±0.06<sup>d</sup> 32.76±0.65<sup>d</sup>
由上表6可知低温等离子体融合紫外气流消杀装置对玉米中黄曲霉具有显著的杀菌效果(p<0.05)，对AFB1也具有显著的降解作用(p<0.05)。随着紫外功率密度升高，低温等离子体融合紫外消杀装置对黄曲霉杀菌效果逐渐增加，同时AFB1的浓度逐渐下降。当功率密度分别为0.25、0.45和0.65W/cm2时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.65、1.05和1.39个Log，杀菌率达到了76.95％、91.24％和95.98％，降解率分别为5.59％、19.24％、30.90％。
实施例7
低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同处理时间下对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于低温等离子体融合紫外气流消杀装置中，在低温等离子体功率密度2.5W/cm2，低温等离子体频率8.5kHz，紫外功率密度0.65W/cm2，气流量为6m3/min，工作时间1、2、4和5min条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表7低温等离子体融合紫外气流消杀装置不同处理时间下玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
Figure BDA0003650728600000081
Figure BDA0003650728600000091
由上表7可知随着时间延长低温等离子体融合紫外气流消杀装置对黄曲霉杀菌效果逐渐增加，当处理时间分别为1、2、4和5min时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.32、0.86、1.29和1.32个Log，杀菌率达到了51.15％、85.38％、94.55％和94.94％；低温等离子体融合紫外消杀装置对于玉米中AFB1的降解效果在1～4min内随着处理时间的延长降解率逐渐增加，但在5min时，降解率有所下降，不同处理时间下玉米中AFB1的降解率分别为9.77％、17.09％、32.98％、13.54％。
(三)高压脉冲电场低温等离子体对玉米中黄曲霉杀菌及其毒素降解效果
实施例8
高压脉冲电场低温等离子体不同功率密度对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于高压脉冲电场低温等离子体装置中，在功率密度2.0、3.0和4.0W/cm2，电压强度10、15和20kV/cm，脉冲频率250Hz，脉冲占空比60％，单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数5次条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表8高压脉冲电场低温等离子体装置不同功率密度对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
功率密度(W/cm<sup>2</sup>) 电压强度(kV/cm) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 0 5.29±0.13<sup>a</sup> 47.90±0.56<sup>a</sup>
2.0 10 4.50±0.12<sup>b</sup> 40.82±0.61<sup>b</sup>
3.0 15 4.00±0.05<sup>b</sup> 36.43±0.84<sup>c</sup>
4.0 20 3.77±0.16<sup>c</sup> 32.71±0.27<sup>d</sup>
由上表8可知高压脉冲电场低温等离子体装置对玉米中黄曲霉及AFB1分别具有显著的杀菌和降解效果(p<0.05)。随着功率密度的增加，高压脉冲电场低温等离子体装置对黄曲霉杀菌及AFB1降解效果呈剂量依赖性增加，当功率密度分别为2.0、3.0和4.0W/cm2时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.79、1.29和1.52个Log，杀菌率达到了83.80％、94.96％和96.91％，AFB1的降解率分别为14.78％、23.95％、31.71％。
实施例9
高压脉冲电场低温等离子体不同频率对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺(堆放高度0.5cm)于高压脉冲电场低温等离子体装置中，在功率密度3.0W/cm2，电压强度15kV/cm，脉冲频率200、250和300Hz，脉冲占空比60％，单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数5次条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表9高压脉冲电场低温等离子体装置不同频率对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
频率(Hz) 黄曲霉菌落数(Log CFU/g) AFB<sub>1</sub>浓度(μg/Kg)
0 5.41±0.08<sup>a</sup> 47.39±0.56<sup>a</sup>
200 3.78±0.11<sup>c</sup> 32.71±0.40<sup>d</sup>
250 3.86±0.15<sup>b</sup> 35.43±1.12<sup>c</sup>
300 4.38±0.09<sup>b</sup> 36.82±1.14<sup>b</sup>
由上表9可知高压脉冲电场低温等离子体装置对玉米中黄曲霉及AFB1分别具有显著的杀菌和降解效果(p<0.05)。随着频率的增加，高压脉冲电场低温等离子体装置对黄曲霉杀菌及AFB1降解效果逐渐降低，当频率分别为200、250和300Hz时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了1.63、1.55和1.02个Log，杀菌率达到了97.63％、97.11％和90.49％，AFB1浓度的降解率分别为30.97％、25.24％、22.30％。
实施例10
高压脉冲电场低温等离子体不同处理时间对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品单层平铺于低温等离子体融合紫外气流消杀装置中，在功率功率密度3.0W/cm2，电压强度15kV/cm，脉冲频率250Hz，脉冲占空比60％，单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数3、4、5和6次条件下处理样品；单次处理时间15s，间隔时间15s，循环杀菌次数3和6次条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
表10高压脉冲电场低温等离子体装置不同处理时间对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
Figure BDA0003650728600000101
Figure BDA0003650728600000111
由上表10可知高压脉冲电场低温等离子体装置对玉米中黄曲霉及AFB1分别具有显著的杀菌和降解效果(p<0.05)。随着处理时间延长，高压脉冲电场低温等离子体装置对黄曲霉杀菌及AFB1降解效果呈剂量依赖性增加，当处理时间分别为9、12、15、18、45和90s时，与对照组相比黄曲霉菌落数分别下降了0.45、0.96、1.44、1.69、2.01和2.72个Log，杀菌率达到了64.24％、88.71％、96.38％、97.96％、99.04％和99.81％，AFB1的降解率分别为14.68％、23.86％、56.71％、61.99％、68.39％、71.44％。
(三)不同低温等离子体组合处理对玉米中黄曲霉杀菌及其毒素降解效果
实施例11
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。传送带上玉米堆放高度分别为0.5cm。介质阻挡低温等离子体处理条件为：环境相对湿度40±5％，工作电压强度64kV/cm，工作频率50Hz，处理时间2min；低温等离子体融合紫外气流消杀处理条件为：低温等离子体功率密度2.5W/cm2，低温等离子体频率8.5kHz，紫外功率0.65W/cm2，气流量为6m3/min条件下，处理时间2min；高压脉冲电场低温等离子体处理条件为：功率密度3.0W/cm2，电压强度15kV/cm，脉冲频率250Hz，脉冲占空比60％，单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数5次条件下处理样品。采用平板涂布计数法进行黄曲霉菌落数统计；采用荧光免疫定量检测试剂盒进行AFB1浓度的测定。
实施例12
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。传送带上玉米堆放高度分别为1.0cm。处理条件等同于实施例11。
实施例13
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。传送带上玉米堆放高度为1.5cm。处理条件等同于实施例11。
实施例14
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。传送带上玉米堆放高度为2.0cm。处理条件等同于实施例11。
对比例1
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品(堆放高度0.5cm)仅用高压电场介质阻挡低温等离子体处理2min，处理条件等同于实施例11。
对比例2
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品(堆放高度0.5cm)仅用低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理2min，处理条件等同于实施例11。
对比例3
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性玉米样品(堆放高度0.5cm)仅用高压脉冲电场低温等离子体单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数5次，处理条件等同于实施例11。
表11不同低温等离子体组合处理对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
Figure BDA0003650728600000121
表11为不同低温等离子体组合处理对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果，对照组黄曲霉菌落数为5.48±0.06Log CFU/g，AFB1浓度为46.12±1.21μg/Kg。随着玉米堆放高度增加黄曲霉杀菌及AFB1降解效果逐渐降低，当堆放高度分别为0.5～2.0cm时，与对照组相比玉米中菌落数分别降低了2.52、2.20、1.53和1.32个Log，杀菌率分别为99.70％、99.35％、97.02％和95.21％，AFB1降解率分别为72.98％、64.38％、55.08％和49.74％。在玉米堆放高度为0.5cm时与高压电场介质阻挡低温等离子体装置、低温等离子体融合紫外气流消杀装置和高压脉冲电场低温等离子体装置单独处理组相比，组合处理组对玉米中黄曲霉具有更明显的杀菌效果，分别多杀灭了0.92、1.81和0.99个Log。相似地，三种低温等离子体组合处理降解AFB1效果优于单一处理，实施例11分别比对比例1，对比例2，对比例3降解率高了35.1％、51.30％、19.33％。结果表明低温等离子体组合处理对玉米中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果明显优于单独处理，而且对玉米中水分含量没有显著影响(p>0.05)请具体看图2，可以有效延长玉米贮藏期，在杂粮行业具有巨大的应用潜力。
(三)不同低温等离子体组合处理对花生中黄曲霉杀菌及其毒素降解效果
实施例15
将黄曲霉菌阳性或AFB1阳性花生样品平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。传送带上玉米堆放高度为1.0cm。处理条件等同于实施例11。
对比例4
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性花生样品(堆放高度1.0cm)仅用高压电场介质阻挡低温等离子体处理2min，处理条件等同于实施例11
对比例5
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性花生样品(堆放高度1.0cm)仅用低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理2min，处理条件等同于实施例11。
对比例6
黄曲霉菌阳性或AFB1阳性花生样品(堆放高度1.0cm)仅用高压脉冲电场低温等离子体单次处理时间3s，间隔时间3s，循环杀菌次数5次，处理条件等同于实施例11。
表12不同低温等离子体组合处理对花生中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果
Figure BDA0003650728600000131
Figure BDA0003650728600000141
表12为不同低温等离子体组合处理对花生中黄曲霉杀菌及AFB1降解效果与高压电场介质阻挡低温等离子体装置、低温等离子体融合紫外气流消杀装置和高压脉冲电场低温等离子体装置单独处理组相比，组合处理组对花生中黄曲霉具有更明显的杀菌效果，分别多杀灭了0.71、1.52和0.82个Log。相似地，三种低温等离子体组合处理降解AFB1效果优于单一处理，实施例15分别比对比例1，对比例2，对比例3降解率高了21.24％、35.42％、26.02％。结果表明联合处理对于降解花生中的黄曲霉毒素具有良好的效果，可显著降低其污染水平。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌，同时降解黄曲霉毒素；所述不同低温等离子体处理方式为：高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌、低温等离子体融合紫外气流消杀、高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌。
2.根据权利要求1所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置处理杂粮的工作频率为50～90Hz，电压强度峰值为40～70kV/cm，环境相对湿度为50±10％，处理时间为1～5min。
3.根据权利要求1所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述低温等离子体融合紫外消杀装置处理杂粮的低温等离子体功率密度为0.5～2.5W/cm2，低温等离子体频率为6～10kHz，紫外功率密度为0.25～0.85W/cm2，处理时间为1～5min。
4.根据权利要求1所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述高压脉冲电场低温等离子体装置处理杂粮的脉冲频率为200～300Hz，电压强度为10～20kV/cm，功率密度为2.0～4.0W/cm2，脉冲占空比为20～80％，处理时间：单次5～15s，间隔时间5～15s，循环杀菌次数为3～6次。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：采用不同低温等离子体处理方式组合对杂粮中黄曲霉进行冷杀菌的次序为：第一高压电场介质阻挡低温等离子体冷杀菌、第二低温等离子体融合紫外气流消杀，第三是高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌。
6.根据权利要求1或3所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述低温等离子体融合紫外气流消杀装置的紫外线波长优先为222nm，紫外功率密度优先为0.60～0.70W/cm2。
7.根据权利要求1所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：先将杂粮平铺于介质阻挡低温等离子体冷杀菌装置两电极之间输送带上，处理后随输送带通过低温等离子体融合紫外气流消杀装置处理，最后进入高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌装置两电极之间间歇多次循环处理。
8.根据权利要求7所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述低温等离子体融合紫外气流消杀装置的气流量3～8m3/min，气流方向为从输送带下方穿过输送带及带上杂粮向上，通过风罩回流循环。
9.根据权利要求7所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：杂粮在输送带上堆放高度为0.50～2.50cm。
10.根据权利要求7所述的杂粮中黄曲霉低温等离子冷杀菌及其霉素降解方法，其特征在于：所述输送带的材料为可穿透高压电场的非金属材料，且为网孔型输送带；在低温等离子体融合紫外气流消杀和高压脉冲电场低温等离子体冷杀菌工艺段，输送带与水平面的倾斜角度为20°～35°。
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