于金珅,張 芳

(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島 266003)

隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),我國(guó)馬鈴薯深加工產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展之勢(shì)。其中,鮮切馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)主要以薯塊、薯?xiàng)l、薯片以及馬鈴薯絲的形式對(duì)馬鈴薯進(jìn)行微加工,不僅可以提升馬鈴薯的附加值,同時(shí)產(chǎn)品具有可食率高、食用方便等優(yōu)點(diǎn)[1]。但是,馬鈴薯經(jīng)切割后,汁液外滲,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流出,為微生物生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了條件。而目前應(yīng)用于鮮切馬鈴薯的冷殺菌手段大多以添加化學(xué)殺菌劑為主,或通過(guò)抑菌方式,如低溫冷藏或氣調(diào)保鮮等,達(dá)到延長(zhǎng)鮮切馬鈴薯貨架期的目的[2]。這些技術(shù)或難以滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的對(duì)天然添加劑的需求,或殺菌效果不佳。因此,開發(fā)一種能替代化學(xué)殺菌劑對(duì)食品中微生物進(jìn)行有效滅活的冷殺菌方式是鮮切馬鈴薯加工行業(yè)的迫切需求。

光動(dòng)力技術(shù)(Photodynamic technology,PDT),又稱光動(dòng)力冷殺菌技術(shù)[3]、光動(dòng)力滅菌技術(shù)[4],是一種基于光動(dòng)力反應(yīng)的新型非熱殺菌方法。光動(dòng)力反應(yīng)是光敏劑在特定波長(zhǎng)光源激發(fā)下,產(chǎn)生活性氧引起生物分子氧化和細(xì)胞損傷的過(guò)程[4-5]。20世紀(jì)90年代以前,光動(dòng)力技術(shù)主要用于腫瘤的診斷和治療[6]。隨著研究的深入,光動(dòng)力技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,繼而被應(yīng)用到皮膚病及牙科疾病等的殺菌治療上[7-8]。近年來(lái),PDT的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,作為一種新興的殺菌方法,PDT原料來(lái)源廣泛、成本低,唯一需要的能量是光源,滅活微生物過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),并且引發(fā)微生物耐藥性的可能性很小,在食品冷殺菌領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[8-9]。但目前,尚未見(jiàn)該技術(shù)在馬鈴薯深加工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的報(bào)道。

光敏劑是影響光動(dòng)力技術(shù)殺菌效果的關(guān)鍵因素。理想的光敏劑首先應(yīng)該安全穩(wěn)定、成本低,并且易被適當(dāng)波長(zhǎng)的光激活[10]。其次,作為食品添加劑,它必須滿足以下條件:對(duì)人體無(wú)害;不破壞食品原有營(yíng)養(yǎng)成分;不改變食品外觀;符合國(guó)家食品添加劑的添加標(biāo)準(zhǔn)[11]。作為一種天然食用色素和食品添加劑,姜黃素在安全性等方面優(yōu)于食品領(lǐng)域中應(yīng)用的其他光敏劑[2],具有來(lái)源廣、成本低、無(wú)毒、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)[12]。Penha等[13]研究證實(shí),姜黃素和藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)結(jié)合對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均有良好的體外殺菌作用。

本實(shí)驗(yàn)采用以姜黃素為光敏劑的光動(dòng)力技術(shù)處理鮮切馬鈴薯,探討光照功率、光照時(shí)間、孵育時(shí)間、光敏劑濃度等因素對(duì)殺菌效果的影響,以期為光動(dòng)力技術(shù)在鮮切馬鈴薯加工領(lǐng)域進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯 青島水果市場(chǎng)購(gòu)入,選取大小均一、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷、成熟度相仿的新鮮馬鈴薯;大腸桿菌O157∶H7 ATCC 700728、金黃色葡萄球菌ATCC 6538 中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院提供;食品級(jí)姜黃素(純度95%) 陜西慈緣生物科技有限公司;LB瓊脂培養(yǎng)基 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;無(wú)水乙醇(分析純) 天津奧普升化工有限公司;吐溫80(分析純) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

JA2003型電子分析天平 北京賽多利斯儀器有限公司;YXQ-LS-立式壓力蒸汽殺菌器 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;HCB-900V型垂直層流潔凈工作臺(tái) 青島海爾股份有限公司;生化培養(yǎng)箱 韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司;IS-RDS3型疊加式恒溫振蕩器 美國(guó)精騏儀器有限公司;SD-1169型果蔬切片機(jī) Lekker儀器有限公司;420 nm LED光源儀 實(shí)驗(yàn)室自制。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌種培養(yǎng)及接種 從-4 ℃冰箱取出大腸桿菌和金黃色葡萄球菌細(xì)菌菌株,分別接種于LB液體培養(yǎng)基中37 ℃、180 r/min搖床恒溫培養(yǎng)2 h,8000×g離心15 min,棄上清,于30 mL無(wú)菌蒸餾水中重懸沉淀,制成菌液備用[14]。

1.2.2 光敏劑配制 稱取0.386 g姜黃素加入1 mL乙醇充分混勻后,移取100 μL加入100 mL水與2 mL吐溫80配置成1 mmol/L姜黃素母液,置于-4 ℃避光保存。實(shí)驗(yàn)時(shí)以姜黃素母液稀釋配置不同濃度的姜黃素,現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2.3 鮮切馬鈴薯樣品光動(dòng)力處理 將新鮮馬鈴薯使用無(wú)菌水清洗干凈后,在超凈臺(tái)中去皮,切成厚1 mm、直徑3 cm的圓形薄片,置于無(wú)菌六孔板中[15],按表1中用量依次加入菌液和姜黃素溶液(20、30、40、50和60 μmol/L)于六孔板,輕微搖晃六孔板使樣品、菌液與姜黃素溶液共同混勻后避光孵育0、15、30、45和60 min。姜黃素最大吸收波長(zhǎng)為420 nm左右,因此實(shí)驗(yàn)采用420 nm LED藍(lán)光作為光源[14],LED光源儀由實(shí)驗(yàn)室制作完成,包括可調(diào)節(jié)的產(chǎn)品托盤、LED燈泡組件和溫度探頭,可調(diào)節(jié)光照功率與光照時(shí)間。孵育完成后,將六孔板置于光源儀內(nèi),調(diào)節(jié)面板參數(shù)中的光照功率(10、20、30、40和50 W)與光照時(shí)間(5、10、15、20、25 min)對(duì)樣品進(jìn)行光動(dòng)力處理。

表1 鮮切馬鈴薯的光動(dòng)力殺菌Table 1 Photodynamic sterilization of fresh-cut potatoes

1.2.3.1 光照功率對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響 以姜黃素母液配置30 μmol/L的姜黃素溶液。按上述操作,將姜黃素溶液加入六孔板后,避光孵育15 min,設(shè)定不同的光照功率(10、20、30、40和50 W)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),光照時(shí)間設(shè)定為15 min。

1.2.3.2 光照時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響 以姜黃素母液配置30 μmol/L的姜黃素溶液。按上述操作,將姜黃素溶液加入六孔板后,避光孵育15 min,按照1.2.3.1的最優(yōu)光照功率,調(diào)節(jié)光照時(shí)間(5、10、15、20、25 min)進(jìn)行光動(dòng)力處理。

1.2.3.3 孵育時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響 以姜黃素母液配置30 μmol/L的姜黃素溶液。按上述操作,將姜黃素溶液加入六孔板后,避光孵育0、15、30、45和60 min,按照1.2.3.1的最優(yōu)光照功率與1.2.3.2得到的最優(yōu)光照時(shí)間進(jìn)行光動(dòng)力處理。

1.2.3.4 姜黃素濃度對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響 以姜黃素母液配置20、30、40、50和60 μmol/L的姜黃素溶液。按上述操作,將姜黃素溶液加入六孔板后,以1.2.3.3得到的最優(yōu)孵育時(shí)間進(jìn)行避光孵育、1.2.3.1得到的最優(yōu)光照功率與1.2.3.2的光照時(shí)間進(jìn)行光動(dòng)力處理。

1.2.4 菌落總數(shù)測(cè)定 使用平板計(jì)數(shù)法檢測(cè)浸泡液中大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的數(shù)量[16]。取0.1 mL稀釋至合適梯度范圍的菌懸液涂板于LB瓊脂培養(yǎng)基上,37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后計(jì)數(shù),菌落計(jì)數(shù)以菌落形成單位(CFU/mL)來(lái)表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),運(yùn)用STDEVA函數(shù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差,每組做3次平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果為3次試驗(yàn)平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照功率對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響

如圖1所示,光照功率對(duì)大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的殺菌效果影響顯著。光照功率為40 W時(shí)對(duì)大腸桿菌達(dá)到最大殺菌效果,該條件下,與對(duì)照組、光照組和姜黃素組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)分別降低2.84、1.31與2.92 lg CFU/mL,50 W時(shí)殺菌效果減弱,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低1.65 lg CFU/mL。因此確定光動(dòng)力處理大腸桿菌最優(yōu)的光照功率為40 W。

圖1 不同光照功率對(duì)大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力殺菌效果Fig.1 Photodynamic sterilization effect of E. coli and S. aureus under different illumination power

光照功率達(dá)到20 W時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌已得到最大殺菌效果,與對(duì)照組、光照組和姜黃素組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低4.69、4.35與4.63 lg CFU/mL,增加光照功率至30、40和50 W時(shí)殺菌效果略微下降,與對(duì)照組相比菌落總數(shù)分別降低4.50、4.17和4.23 lg CFU/mL。因此光動(dòng)力處理滅活金黃色葡萄球菌的最優(yōu)光照功率為20 W。

在光動(dòng)力處理滅活大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的過(guò)程中,達(dá)到最優(yōu)光照功率后,繼續(xù)加大光照功率反而使殺菌效果降低。其原因之一可能是較高的光照功率使光源儀內(nèi)溫度升高、細(xì)菌質(zhì)膜流動(dòng)性增加,細(xì)菌活力略微提升,從而使光動(dòng)力處理殺菌效果降低[15]。另一種可能是光照功率的增加產(chǎn)生額外的熱量,加快了細(xì)菌繁殖速度,在一定程度上抵消了殺菌進(jìn)程[17]。Ghate 等[18]研究了光照溫度對(duì)LED燈殺菌效果的影響,發(fā)現(xiàn)光照溫度為10、15 ℃時(shí)的殺菌效果比20 ℃更好,是由于在較低溫度照射期間細(xì)菌膜中不飽和脂肪酸的比例增加,可能對(duì)光動(dòng)力處理產(chǎn)生的活性氧物質(zhì)的氧化作用更加敏感,進(jìn)一步證實(shí)光照溫度對(duì)光動(dòng)力處理效果的影響。Ghate等[19]還發(fā)現(xiàn)460 nm LED的藍(lán)光照射在較低的溫度7、16 ℃時(shí)減少鮮切菠蘿表面上沙門氏菌的數(shù)量,而在25 ℃時(shí)觀察到生長(zhǎng)抑制,他們認(rèn)為這是溫度升高使細(xì)菌代謝速率加快所致。

2.2 光照時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響

如圖2所示,光照時(shí)間對(duì)大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的殺菌效果影響顯著。在光照時(shí)間5～20 min范圍內(nèi),隨著光照時(shí)間增加光動(dòng)力處理對(duì)大腸桿菌殺菌效果逐漸增加,在20 min時(shí)達(dá)到最佳效果,與對(duì)照組、光照組和姜黃素組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低2.84、1.31和2.92 lg CFU/mL,加長(zhǎng)光照時(shí)間至25 min時(shí)殺菌效果下降,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低僅有2.16 lg CFU/mL。因此確定大腸桿菌的最優(yōu)光照時(shí)間為20 min。

圖2 不同光照時(shí)間對(duì)大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力殺菌效果Fig.2 Photodynamic sterilization effect of E. coli and S. aureus under different illumination time

光照時(shí)間為10 min時(shí),與對(duì)照組、光照組和姜黃素組相比,實(shí)驗(yàn)組金黃色葡萄球菌菌落總數(shù)降低4.69、4.35及4.63 lg CFU/mL,光照時(shí)間為25 min時(shí)達(dá)到最大殺菌效果,相比對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低4.78 lg CFU/mL。二者的殺菌效果相差不大,且光照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能造成機(jī)體組織的非特異性損傷,因此確定光動(dòng)力處理滅活金黃色葡萄球菌的最優(yōu)光照時(shí)間為10 min。

探究光照時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)光照時(shí)間與光動(dòng)力處理殺菌效果呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,但達(dá)到最優(yōu)條件后增加光照時(shí)間殺菌效果并不會(huì)增強(qiáng)。嚴(yán)金華等[17]的研究結(jié)果與本論文一致,他們研究發(fā)現(xiàn)不同光照時(shí)間下(30、60、90、120 s)光動(dòng)力處理對(duì)大腸桿菌的殺菌效果呈先增加后降低的趨勢(shì),殺菌率分別為66.2%、79.3%、76.8%、62.1%。與光照功率同理,光照時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致光照劑量的增加,提高體系溫度。

2.3 孵育時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響

如圖3所示,孵育時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果有一定影響,但孵育達(dá)到一定時(shí)間后,殺菌效果沒(méi)有明顯提高。與對(duì)照組相比,菌液與姜黃素混合均勻后,不進(jìn)行孵育直接光照,大腸桿菌菌落總數(shù)降低1.47 lg CFU/mL,而混合孵育15 min則降低2.84 lg CFU/mL,30 min時(shí)降低2.10 lg CFU/mL,45 min時(shí)降低3.46 lg CFU/mL,增加孵育時(shí)間至60 min時(shí)殺菌效果下降,菌落總數(shù)降低2.18 lg CFU/mL。孵育時(shí)間對(duì)大腸桿菌殺菌效果的影響沒(méi)有一定規(guī)律,孵育15和45 min都顯示出較高的殺菌效果,但孵育時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能對(duì)馬鈴薯造成損傷,因此確定最優(yōu)的光動(dòng)力滅活大腸桿菌的孵育時(shí)間為15 min。

圖3 不同孵育時(shí)間對(duì)大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力殺菌效果Fig.3 Photodynamic sterilization effect of E. coli and S. aureus under different incubation time

孵育時(shí)間對(duì)金黃色葡萄球的光動(dòng)力處理殺菌效果的影響同樣沒(méi)有明顯規(guī)律。與對(duì)照組相比,不孵育組金黃色葡萄球菌菌落總數(shù)降低4.55 lg CFU/mL,孵育15和30 mim時(shí)菌落總數(shù)均降低4.69 lg CFU/mL,繼續(xù)增長(zhǎng)孵育時(shí)間至45和60 min殺菌效果反而下降,菌落總數(shù)分別降低3.77和3.43 lg CFU/mL,因此滅活金黃色葡萄球菌的最優(yōu)孵育時(shí)間為15 min。

在探究孵育時(shí)間對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),增加孵育時(shí)間至60 min時(shí)大腸桿菌的殺菌效果反而降低,同樣增加孵育時(shí)間至45和60 min時(shí)光動(dòng)力處理對(duì)金黃色葡萄球菌的殺菌效果也降低。這與Winter等[20]的發(fā)現(xiàn)相一致,他們發(fā)現(xiàn)以5 μmol/L聚乙烯吡咯烷酮姜黃素為光敏劑對(duì)金黃色葡萄球菌進(jìn)行的光動(dòng)力處理,孵育5 min比25 min有更好的殺菌效果,這種效應(yīng)可能是因?yàn)樵谳^長(zhǎng)的孵育時(shí)間引發(fā)光敏劑發(fā)生衰變或形成無(wú)效的聚集體,導(dǎo)致總體光敏劑濃度降至發(fā)揮光敏殺菌作用的臨界值以下。Stanislaw等[21]同樣發(fā)現(xiàn)孵育時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)降低光動(dòng)力處理的殺菌效果,即使用光動(dòng)力技術(shù)對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌進(jìn)行殺菌時(shí),孵育時(shí)間90 min時(shí)達(dá)到最大殺菌效果(菌落總數(shù)降低6 lg CFU/mL),增加孵育時(shí)間至180 min時(shí)殺菌效果反而降低,這可能與細(xì)菌對(duì)光敏劑的代謝有關(guān)。

2.4 姜黃素濃度對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果的影響

如圖4所示,姜黃素濃度對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力處理殺菌效果沒(méi)有明顯影響。在姜黃素濃度為30 μmol/L時(shí),與對(duì)照組相比,大腸桿菌菌落總數(shù)降低3.60 lg CFU/mL;姜黃素濃度為40 μmol/L時(shí),則對(duì)應(yīng)降低2.84 lg CFU/mL,殺菌效果弱于30 μmol/L;在姜黃素濃度為50 μmol/L時(shí)達(dá)到最大殺菌效果,菌落總數(shù)降低3.76 lg CFU/mL,增加姜黃素濃度至60 μmol/L時(shí)殺菌效果略微下降,菌落總數(shù)降低3.12 lg CFU/mL。姜黃素濃度為30、50 μmol/L的殺菌量相差0.16 lg CFU/mL。且光敏劑濃度過(guò)高可能造成機(jī)體組織的非特異性損傷,因此確定光動(dòng)力處理滅活大腸桿菌的最優(yōu)濃度為30 μmol/L。

圖4 不同姜黃素濃度對(duì)大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力殺菌效果Fig.4 Photodynamic sterilization effect of E. coli and S. aureus under different curcumin concentration

在姜黃素濃度為30 μmol/L時(shí)達(dá)到金黃色葡萄球菌最大殺菌效果,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)降低5.23 lg CFU/mL,增加姜黃素濃度至40、50和60 μmol/L時(shí)殺菌效果略下降,菌落總數(shù)分別降低5.19、5.20和4.69 lg CFU/mL。因此確定光動(dòng)力處理滅活大腸桿菌的最優(yōu)姜黃素濃度為30 μmol/L。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)姜黃素濃度對(duì)光動(dòng)力處理殺菌效果沒(méi)有明顯影響,但較高的姜黃素濃度可能會(huì)使殺菌效果降低。大腸桿菌的光動(dòng)力殺菌效果在40和60 μmol/L時(shí)降低,金黃色葡萄球菌的殺菌效果在40、50及60 μmol/L均發(fā)現(xiàn)略微降低。Donnelly等[22]研究發(fā)現(xiàn)過(guò)高濃度的光敏劑會(huì)產(chǎn)生自我屏蔽作用,可能會(huì)阻止有效的光傳輸?shù)焦饷魟┓肿觾?nèi)或接近細(xì)菌,可嚴(yán)重影響光動(dòng)力殺菌效率。唐姝姝等[23]研究以亞甲基藍(lán)為光敏劑進(jìn)行對(duì)腸出血性大腸桿菌O157光動(dòng)力處理時(shí)發(fā)現(xiàn),亞甲基藍(lán)濃度增加至一定程度后O157菌落數(shù)保持動(dòng)態(tài)平衡,因亞甲基藍(lán)無(wú)法進(jìn)入菌落細(xì)胞,更高的光敏劑濃度使得殺菌效果下降。

此外,光動(dòng)力處理大腸桿菌和金黃色葡萄球菌過(guò)程中發(fā)現(xiàn)僅單獨(dú)LED藍(lán)光照射對(duì)大腸桿菌也有明顯殺菌效果,對(duì)金黃色葡萄球菌幾乎沒(méi)有殺菌效果。分析可知,波長(zhǎng)為400～480 nm的LED藍(lán)光對(duì)細(xì)菌具有殺菌效果并且與姜黃素光動(dòng)力處理殺菌原理相似,細(xì)菌內(nèi)存在內(nèi)源性光敏劑卟啉,卟啉吸收光產(chǎn)生自由基對(duì)細(xì)菌具有殺菌效果。楊鵬高等[24]發(fā)現(xiàn)460 nm藍(lán)光可高效殺滅浮游狀態(tài)大腸埃希菌,殺菌效果隨照射能量的增加而增加,60 J/cm2照射時(shí)殺菌率接近50%,至240 J/cm2照射能量時(shí)其殺菌效果已達(dá)97.11%。同時(shí),姜黃素組殺菌結(jié)果證實(shí)雖然姜黃素被認(rèn)為具有一定的殺菌效果,但在本實(shí)驗(yàn)濃度下,不進(jìn)行光照的姜黃素溶液基本不具備殺菌效果,而姜黃素經(jīng)光照后具有良好的殺菌效果與光動(dòng)力殺菌機(jī)理有關(guān),光動(dòng)力技術(shù)主要依靠光敏劑受光激發(fā)產(chǎn)生的活性氧殺菌[4-5]。同理,單獨(dú)進(jìn)行光照時(shí),在本實(shí)驗(yàn)光劑量下,殺菌效果有限。通過(guò)與姜黃素組與光照組的對(duì)比可以排除姜黃素或光照條件對(duì)光動(dòng)力殺菌效果的影響,進(jìn)一步證實(shí)光敏化姜黃素是發(fā)揮良好殺菌效果的原因。

3 結(jié)論

姜黃素介導(dǎo)的光動(dòng)力技術(shù)以成本低廉、對(duì)人體無(wú)毒害的食品添加著色劑姜黃素為光敏劑,在420 nm LED光的激發(fā)下產(chǎn)生大量活性氧,從而起到殺菌、保鮮的功效[25]。本文以鮮切馬鈴薯為研究對(duì)象,針對(duì)鮮切產(chǎn)品在加工、貯藏過(guò)程極易受到病原微生物污染這一問(wèn)題,采用以姜黃素為光敏劑的光動(dòng)力技術(shù)對(duì)其表面大腸桿菌與金黃色葡萄球菌進(jìn)行殺菌處理,并優(yōu)化光動(dòng)力處理殺菌條件。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,姜黃素介導(dǎo)的光動(dòng)力技術(shù)對(duì)鮮切馬鈴薯表面大腸桿菌與金黃色葡萄球菌均有良好的殺菌效果,光照功率與光照時(shí)間為影響殺菌效果的主要因素,而姜黃素濃度與孵育時(shí)間對(duì)殺菌效果影響較小。光動(dòng)力技術(shù)對(duì)大腸桿菌的最優(yōu)殺菌條件為:光照功率40 W、光照時(shí)間20 min、孵育時(shí)間15 min、姜黃素濃度30 μmol/L;光動(dòng)力技術(shù)對(duì)金黃色葡萄球菌的最優(yōu)殺菌條件為:光照功率20 W、光照時(shí)間10 min、孵育時(shí)間15 min、姜黃素濃度30 μmol/L。因此姜黃素介導(dǎo)的光動(dòng)力技術(shù)作為一種新興的冷殺菌技術(shù),有望進(jìn)一步探索其在食品領(lǐng)域殺菌中的應(yīng)用。