非热杀菌技术在冷链生鲜食品中杀菌消毒的研究进展_郑巧.pdf

第 14 卷 第 11 期 食 品 安 全 质 量 检 测 学 报 Vol.14 No.11 2023 年 6 月 Journal of Food Safety and Quality Jun.,2023 基金项目:四川省科技计划项目(2021YFS0005)Fund:Supported by the Sichuan Science and Technology Program(2021YFS0005)*通信作者:林华,博士,正高级兽医师,主要研究方向为动物传染病病原分子生物学。E-mail:*Corresponding author:LIN Hua,Ph.D,Senior Veterinarian,Chengdu Customs Technology Center,No.28,4th South Section,1st Ring Road,Chengdu 610000,China.E-mail: 非热杀菌技术在冷链生鲜食品中 杀菌消毒的研究进展 郑 巧1,2,张 婧1,杨 苗1,安 微1,郑 晶1,谢 礼1,薛昌华1,林 华1*(1.成都海关技术中心,成都 610000;2.四川农业大学食品学院,雅安 625014)摘摘 要要:新型冠状病毒在全球范围内大流行,冷链生鲜食品及外包装作为新型冠状病毒潜在远程传播载体,增加了病毒通过“物传人”的感染风险。非热杀菌技术是一类新型杀菌技术,无需热能消耗即可杀灭食品中有害或致病微生物,避免了传统热杀菌技术传热相对较慢和对杀菌对象产生热损伤等缺点,将该技术应用于生鲜食品中不仅能有效阻断病毒传播,还能在食品保鲜和延长货架期方面发挥积极作用。本文主要介绍了适用于冷链环节中生鲜食品表面及外包装的非热杀菌技术,包括化学消毒剂、紫外线辐射、臭氧消毒、低温等离子体等,并从不同非热杀菌技术的工作机制、对病原体的灭活作用、对冷链过程中生鲜食品的保鲜效果进行阐述,以期为非热杀菌技术在冷链生鲜食品中的杀菌消毒应用提供理论指导,为保障冷链生鲜食品安全提供一定参考。关键词关键词:非热杀菌;生鲜食品;病毒;保鲜;食品安全 Research progress on non-thermal sterilization technology for sterilization and disinfection in cold chain fresh food ZHENG Qiao1,2,ZHANG Jing1,YANG Miao1,AN Wei1,ZHENG Jing1,XIE Li1,XUE Chang-Hua1,LIN Hua1*(1.Chengdu Customs Technology Center,Chengdu 610000,China;2.College of Food Science,Sichuan Agricultural University,Yaan 625014,China)ABSTRACT:The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 has become a pandemic worldwide.Cold chain fresh food and external packaging,as potential vectors for the long-distance transmission of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,increase the risk of infection through“object-to-human”transmission of the virus.Non-thermal sterilization technology is a new type of sterilization technology,which can kill harmful or pathogenic microorganisms in food without heat consumption,and avoid the shortcomings of traditional thermal sterilization technology,such as relatively slow heat transfer and thermal damage to sterilization objects.The application of this technology in fresh food can not only effectively block the spread of viruses,but also play a positive role in food preservation and shelf life extension.This paper mainly introduced the non-thermal sterilization technologies applicable to the surface and outer packaging of fresh food in the cold chain,including chemical DOI:10.19812/ki.jfsq11-5956/ts.2023.11.039198 食品安全质量检测学报 第 14 卷 disinfectants,ultraviolet radiation,ozone disinfection,low-temperature plasma,etc.,and elaborated on the working mechanism of different non-thermal sterilization technologies,their inactivation effect on pathogens,and their preservation effects on fresh food in the cold chain process,in order to provide theoretical guidance for the sterilization and disinfection application of non-thermal sterilization technology in cold chain fresh food,and provide some reference for ensuring the safety of cold chain fresh food.KEY WORDS:non-thermal sterilization;fresh food;virus;preservation;food safety 0 引 言 新冠疫情暴发以来,对世界各国人民造成严重生命健康危害和财产经济损失1。我国在政府主导全民配合的防控形势下,第一波感染高峰已经平稳度过,区域广泛传播趋势基本停止,但从病毒发展规律来看,短时间内不能彻底消失,仍然存在着毒株变异和再次感染风险。进口冷链食品及外包装上频繁检出病毒核酸阳性,冷链环节造成的疫情风险点依然不可忽视,严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 号(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2,又称新型冠状病毒,简称新冠病毒)在冷藏或冷冻条件下结构稳定,长期保持活力并具有传播性,室温条件下在不锈钢、塑料、纸板、铜制品等物体表面也能生存数小时或数天24。生鲜食品进入消费者餐桌之前,经历一系列复杂流通环节,生产、加工、储存、运输和销售每一步流程均有与环境和操作者直接接触的可能,携带病毒的操作者通过呼吸道飞沫污染食品或其包装材料,处于后续环节的人用手接触到污染面,继而通过眼睛、鼻子和嘴引发感染5。轻症者表现为呼吸道感染症状,包括发热、咳嗽、疲劳、呼吸困难和淋巴细胞减少,重症者可发展为肺炎、急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征,最终导致呼吸衰竭,引发死亡6。因此,探究可用于冷链食品及外包装上的杀菌消毒技术,有利于阻断病毒传播,遏制疫情蔓延。生鲜食品在人类均衡饮食中占据重要地位,被认为是营养物质的摄入来源,其中,较有代表性的“生鲜三品”果蔬居平衡膳食宝塔第二层,肉类和水产品等动物性食品居于第三层,摄入适量生鲜食品有利于平衡膳食、促进健康。病毒污染作为生物性危害的重要类别,常伴随食品为媒介引发广泛传播,严重威胁着公共卫生安全。冷链物流体系保障了生鲜食品储存和运输的同时,也为病原微生物的存活提供了有利生存条件。有研究显示,甲型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、杯状病毒、诺瓦克病毒和诺瓦克样病毒引发的疫情均与生鲜食品消费相关,最常见的种类是冷冻覆盆子或冷冻草莓、生菜、甜瓜、沙拉类79,开展冷链生鲜食品杀菌消毒技术的研究,重点防范冷链环节病毒污染造成的食品安全风险隐患迫在眉睫。非热杀菌技术比传统热杀菌技术更具有优势,无需热能消耗,借助外部因素作用使食品中有害或致病的微生物发生结构功能改变,以达到杀菌、钝化酶活性的目的,最大限度地保留食品营养成分和感官品质10,满足了消费者对安全健康食品需求的同时,还能保持食品新鲜度,获得最佳食用风味。冷链生鲜食品加工及贮藏流通环节需在低温条件下进行,针对食品原料、产品特性和生产加工工艺特点筛选非热杀菌技术,优化杀菌消毒程序,能有效用于冷链生鲜食品保鲜及病毒传播的阻断。本文综述了适用于冷链环节中生鲜食品表面及外包装上高效广谱的非热杀菌技术,包括化学消毒剂、紫外线辐射、臭氧消毒、低温等离子体等,针对不同杀菌技术的工作机制、对病原体的灭活作用、对冷链过程中生鲜食品的保鲜效果进行阐述,以期防范病毒污染风险,保障冷链生鲜食品安全。1 常用消毒剂 病毒包裹在蛋白质衣壳外的一层包膜结构主要成分是脂类,对化学消毒剂敏感,冷链生鲜食品进行预防性杀菌消毒需考虑到食品外包装、储存环境(冷库、冷藏车)、运输工具、工作场所等,根据不同杀菌消毒对象针对性选择消毒剂11。冷链食品生产经营过程新冠病毒防控消毒技术指南中推荐的醇类消毒剂、含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、季铵盐类消毒剂对冠状病毒杀灭效果显著。1.1 醇类消毒剂 乙醇和异丙醇在醇类消毒剂中最为常见,配比浓度为60%80%时,可破坏冠状病毒活性,病毒失去活性的机制主要是蛋白质凝固,造成脱水现象,抑制核糖体和 RNA 聚合酶使病毒遗传信息不能正常翻译和转录,致使细菌、亲脂性病菌死亡12。世界卫生组织推荐的两种消毒剂(80%乙醇或 75%异丙醇),有学者用于严重急性呼吸综合征冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(respiratory syndrome coronavirus in the middle east,MERS-CoV)进行悬液试验,测试结果显示两种消毒剂均可有效灭活冠状病毒13。GERLACH 等14用 70%乙醇和异丙醇评估在不同表面上单一消毒剂对SARS-CoV-2 的影响,结果发现在不同测试表面(不锈钢、塑料、玻璃、纸板、棉织物等)均能快速灭活 SARS-CoV-2。此外,乙醇针对有包膜病毒(如疱疹病毒和流感病毒)、无包膜病毒(如腺病毒、鼻病毒、轮状病毒(rotavirus,RV)等均具有杀灭病毒活性作用15。醇类消毒剂适用于较小物体表第 11 期 郑 巧,等:非热杀菌技术在冷链生鲜食品中杀菌消毒的研究进展 199 面消毒,将 80%乙醇复方消毒液喷洒于生鲜食品外包装表面,能快速降低污染微生物含量,保障生鲜食品安全。1.2 含氯消毒剂 含氯消毒剂中有效氯的含量决定其对微生物的杀灭能力,该消毒剂溶于水分解产生次氯酸(hypochlorous acid,HClO)的同时,释放出具有氧化作用的新生态氧,氧化作用下破坏菌体成分包括病毒核酸物质和衣壳结构,活性氯原子与蛋白质形成氮-氯复合物,致使蛋白质变性,新陈代谢活动不能正常进行,最终导致病毒死亡16。此外,含氯消毒剂的消毒效果与配制浓度和物体表面作用时间相关,研究表明,0.1%(有效氯质量浓度 1000 mg/L)以上浓度的次氯酸钠消毒液较 0.05%浓度的消毒效果更佳,前者破坏病毒基因组仅需要 1 min,而后者作用 2 min 时才能显现对SARS-CoV 复制的抑制效果,最终病毒核酸片段被完全破坏则需要 30 min1718,因此,使用含氯消毒剂对冠状病毒进行消毒可适当提高配比浓度、延长作用时间。含氯消毒剂适用于硬物表面、饮用水和生鲜果蔬中,SOLI 等19将含有 30 mg/L 有效氯的微酸性次氯酸水去除生菜表面的污染物,1820下充分接触5 min,细菌数量减少了2个对数值,生菜组织未受到破坏并且延长了在 6下的储存天数。有研究将 125、250 和 500 mg/L 3 种不同质量浓度的含氯消毒剂用于食品加工环境中进行杀菌消毒,对比不同浓度含氯消毒剂消毒效果,当含氯消毒剂质量浓度为500 mg/L时,4 种不同单增李斯特菌 ST 分离株(ST5、ST121、ST120 和ST2)生物膜细胞消毒效率才能达到 100%,消毒效率差异显著(P0.05)20,含氯消毒剂对金属具有一定腐蚀性,用于食品生产设备喷洒消毒后应用清水擦拭。1.3 过氧化物类消毒剂 作为高效消毒剂,过氧化物类消毒剂可用于物体表面、空气和人体皮肤消毒。这类消毒剂的化学结构中含有非极性二价基“-O-O-”,具有强氧化性,极易分解为氧气和水,对环境无残留毒性,属于清洁消毒剂21。该消毒剂作用于病毒时,过氧化物分解成的活性羟基自由基攻击病毒脂膜,将巯基氧化成二硫化合物,破坏蛋白质和核酸结构导致病毒死亡22。IBEZ-CERVANTES 等23将被新冠病毒污染后的 N95 口罩置于过氧化氢等离子体中进行消毒,发现在 5 种不同浓度病毒污染的 N95 口罩中均未检测到SARS-CoV-2,使用过氧化氢等离子技术对 N95 口罩进行消毒,可在防护资源紧缺情况下短时间内应急重复使用。食品级过氧化氢还可作为加工助剂被广泛使用在乳品杀菌、水产品保鲜、生鲜果蔬的生产和加工过程中24。过氧化氢可有效减少食品和食品加工环境中常见霉菌孢子(链格孢属、黄曲霉、白地霉菌属、毛霉、宛氏拟青霉和皮落青霉)的数量,将 6 种霉菌孢子悬浮液滴于不锈钢表面,2023条件下,过氧化氢浓度达到 60120 mg/m3范围内,4 h 后不锈钢表面霉菌孢子减少了 3 个对数值25,过氧化物类消毒剂用于食品生产环境中可显著减少霉菌孢子数量,食品腐败程度延缓使货架期增长。1.4 季铵盐类消毒剂 季铵盐类消毒剂通过阳离子表面活性、静电吸附力、与蛋白质分子间的疏水性对多数细菌、真菌和亲脂性病毒产生破坏作用,阳离子进入菌体内部后溶解细胞膜,改变细胞渗透性,蛋白质变性导致微生物生长受阻而死亡。季铵盐类消毒剂中单链季铵盐类消毒剂杀菌效果弱于双链季铵盐类消毒剂,因双链季铵盐类消毒剂结构中含有两个疏水基团和两个 N+,带正电荷的 N+吸附带负电荷的细菌体,深入到菌体细胞类脂层和蛋白质层,酶失去活性导致细菌死亡26。在使用单链季铵盐消毒剂时需注意 pH 的影响,碱性条件下才能突显单链季铵盐消毒剂对病毒的杀灭效果。IJAZ 等27评估多种消毒剂对冠状病毒的杀灭作用,发现季铵盐类消毒剂对 冠状病毒人冠状病毒 229E(human coronavirus 229E,HCoV-229E),以及 冠状病毒小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus,MHV-1)、SARS-CoV-2 等杀灭效果良好。季铵盐类消毒剂的起泡特性可在常温条件下与水作用产生泡沫,不适用于生鲜食品外包装消毒,有厂家针对季铵盐特性生产出耐低温消毒剂,1840条件下用于物体表面消毒不产生结冰现象,季铵盐类消毒剂可用于冷链生鲜食品贮藏环境中进行杀菌消毒。2 紫外辐射杀菌 2.1 紫外辐射杀菌对病原体的灭活作用 紫外线根据频率和波长可分为长波紫外线、中波紫外线、短波紫外线、真空紫外线,其中波长为 200280 nm 的短波紫外线照射区(ultraviolet C,UVC)具有较高的单粒子能量,在物体和环境中使用可杀灭细菌、真菌和病毒28。紫外线对遗传物质产生破坏作用是微生物失活的主要原因,UVC 杀灭病毒的机制是改变或破坏 DNA 和 RNA 分子结构,DNA 链与蛋白的交联发生破裂,分子内部间错误的修饰结果引发嘧啶二聚体形成,病毒遗传物质不能正常复制而导致病毒死亡29。KITAGAWA等30研究了222 nm处紫外线对SARS-CoV-2表面污染的消毒效果,发现照射强度为 0.1 mW/cm2,作用时间为 30 s 时,存活的 SARS-CoV-2 减少 99.7%,病毒含量降低至无法检出水平。INAGAKI 等31用波长为(2805)nm的深紫外发光二极管灯(deep-ultraviolet light-emitting diode,DUV-LED)对 SARS-CoV-2 进行照射,10 s 照射下病毒滴度降低率为 99.9%,该项研究表明,在短时间内 DUV-LED辐照便可显著灭活 SARS-CoV-2。RV 在 220 nm 的紫外线照射下比 254 nm 的紫外线更敏感,经辐照后,RV 基因组的VP7 片段无法通过聚合酶链式反应(polymerase chain 200 食品安全质量检测学报 第 14 卷 reaction,PCR)扩增,病毒基因组发生诱变致使遗传物质复制受阻,该发现可以将紫外线照射应用在水处理厂中进行水体消毒32。2.2 紫外线杀菌技术对冷链生鲜食品的保鲜效果 紫外线杀菌技术具有广谱高效且不产生二次污染等优点,被广泛应用于食品保鲜、水体杀菌和物品消毒等方面33。生鲜食品在长期运输储藏中,由于自身生理代谢、微生物侵染等因素造成营养价值损失,降低商品价值。紫外杀菌技术通过杀灭一定数量有害菌、抑制微生物菌群的生长和繁殖、延缓代谢酶活力减少营养成分流失,维持果蔬品质34。HAN 等35研究了鲜切莴苣在 254 nm UVC(1、4、8、12 kJ/m2)辐照下的外表形态,4储存 6 d 后,鲜切莴苣在紫外线辐照强度 8 kJ/m2作用下仍然保持良好的视觉外观,而对照组莴苣外表发生褐变,严重褪色降低了视觉质量。UVC 减缓了叶绿素的降解和抗坏血酸的损失,并且通过抑制苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活力降低细胞组织褐变程度,贮藏结束时,对照组和UVC 处理组叶绿素含量损失分别为 37.0%和 22.1%,PAL活性值分别增加了 51.3倍和 13.3倍,UVC处理可以有效延长鲜切莴苣贮藏期。贺莹36将紫外线杀菌结合气调包装技术应用于带鱼保鲜中,4真空包装下的带鱼只能贮藏 6 d,而经 253.7 nm 的紫外线辐照后结合气调包装,贮藏时间可长达 15 d,紫外线杀菌技术通过有效地灭活鱼类水产品中多种腐败和致病微生物,降低鱼肉中营养物质和感官质量的损失,有效延长了易腐水产品的货架期。紫外线直接作用于生鲜食品表面并没有产生已知的毒性作用或残留物,可用于生鲜食品表面、与生鲜食品接触的设备及包装材料中进行杀菌消毒。3 臭氧杀菌技术 3.1 臭氧杀菌技术对病原体的灭活作用 臭氧化学性质不稳定,极易发生氧化作用,常温下分解缓慢,高温下能快速分解成氧气,在水中分解成O和OH,具有很强的消毒杀菌能力,被用于净化空气、降解农药和食品加工等领域37。臭氧具备灭菌能力是因其氧化还原电位和细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的增加,ROS 使细菌内部的酶被氧化分解,三羧酸循环不能正常进行,细胞生命活动失去三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)供能,细菌细胞裂解死亡;此外,还能通过渗透细胞膜组织,致使外膜脂蛋白和内部脂多糖发生化学反应,细菌通透性畸变而溶解死亡。对于病毒而言,臭氧能破坏包膜脂质、糖蛋白和衣壳蛋白等病毒结构,病毒失去活性不能与宿主细胞结合而死亡38。有学者开展了臭氧消毒技术对新型冠状病毒灭活效果的研究,MORTAZAVI 等39将新冠假病毒人工模拟污染在番茄、黄瓜、苹果等农产品表面,探讨臭氧对农产品表面存在的SARS-CoV-2假病毒灭活的有效性,发现将病毒污染后的农产品暴露于 29.4 mg/m3的臭氧中 1 h,病毒被有效灭活,并且臭氧作用没有破坏农产品细胞及其生物结构。MURATA等40在平均湿度为80%的条件下,用0.196 mg/m3的臭氧气体灭活 SARS-CoV-2,作用 10 h 后,SARS-CoV-2的传染性降低约95%,而在水中添加0.4和0.7 mg/L臭氧水,作用 10 s 后传染性分别降低 94.2%和 99.5%。BRI 等41比较了气态臭氧对吸附在新鲜覆盆子上的小鼠诺如病毒(mouse norovirus,MNV-1)和甲型肝炎病毒(hepatitis A virus,HAV)的影响,发现1 min后5.88 mg/m3气态臭氧对覆盆子上的 MNV-1 进行高度灭活,3 min 后 9.8 mg/m3气态臭氧对覆盆子上的HAV进行低度灭活,并且经臭氧处理的覆盆子外观无不良影响,臭氧气体和臭氧水的安全性和有效性被证明可用于生鲜食品中对抗病原微生物,臭氧消毒技术对病毒的消杀应用见图 1。图 1 臭氧消毒技术灭活新冠病毒应用场景 Fig.1 Application scenario of ozone disinfection technology toinactivate SARS-CoV-2 3.2 臭氧杀菌技术对冷链生鲜食品的保鲜效果 生鲜果蔬自身呼吸作用产生大量乙烯,导致果蔬在摘采后易腐烂变质,将臭氧运用在果蔬保藏中,呼吸作用降低减少了乙烯气体的生成,新陈代谢作用受到抑制从而维持果蔬新鲜品质。PONGPRASERT 等42将新型臭氧微泡技术应用于鲜切生菜中,观察微生物的生长和生菜褐变程度,发现浓度为 9.8 mg/m3的臭氧微泡对生菜消毒 5 min 可抑制微生物生长和多酚氧化酶活性,在 4下储存时间长达 6 d,臭氧微泡技术通过抑制酶促褐变作用和降低底物反应,保持鲜切生菜的优良品质。此外,臭氧还能降解果蔬中农药残留含量,极强的氧化作用下可使有机磷农药、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药的磷氧双键、碳碳双键发生断裂,在果蔬中使用可能会与食品基质中存在的一些有机化合物发生反应,但副产物通常是醛、酮或羧酸,不会对人体健康构成威胁。焦红等43研发的高浓度臭氧密闭动态增压脱除蔬菜中有机磷农药,蔬菜品质无损坏情况下有机磷农药脱除率均在 90%以上,经过深入开发和研究,该项技术还可用于果蔬加工行业的原料清洗和微生物消杀中。臭氧 在 延 长 新 鲜 肉 品 贮 藏 期 中 同 样 发 挥 积 极 作 用,第 11 期 郑 巧,等:非热杀菌技术在冷链生鲜食品中杀菌消毒的研究进展 201 CRDENAS 等44分析了冷藏温度下气态臭氧对新鲜牛肉的抗菌作用和品质影响,141.12 mg/m3臭氧剂能降低接种的大肠杆菌和好氧嗜温异养微生物总数,臭氧作用致使微生物完全失活,肉品新鲜度得以维持。臭氧的安全性已被证明不会在处理过的农产品表面形成有毒有害的副产物,可将臭氧杀菌技术用于净化果蔬、肉类表面污染物,以控制微生物生长和延长食品货架期45。4 低温等离子体杀菌技术 4.1 低温等离子体杀菌技术对病原体的灭活作用 常见的物质形态包括气态、液态、固态,等离子体是离子化气体状物质,也被称为第四态物质。等离子体通过外部施加的能量使部分原子或分子被电离形成基于活性氧的物质和基于氮的物质,这些物质通过调节细胞生存环境而发挥重要生物学作用46,引起细胞壁侵蚀,细胞膜破坏形成孔隙后,进入细胞内部对细胞器和脂质、蛋白质和 DNA等大分子造成损伤,结构功能发生改变,使细胞凋亡47。低温等离子体的特点是部分电离气体温度差异处于非局部热力学平衡状态,在热、电场和微波作用下存在多种基元过程并且能与固体表面相互作用更容易导致微生物死亡。冷等离子体在食品工业中可用于食品表面处理和包装材料的净化,普通鲜肉中的 HAV 和 MNV-1 在等离子体射流处理后 1020 min 内被灭活,使用冷等离子体的病毒去污过程是食品工业的潜在工具48。西安交通大学等离子体生物医学研究中心将带有 SARS-CoV-2 的 S 蛋白假病毒和受体结合域(receptor binding domain,RBD)作为模型,评估等离子体活化水对 SARS-CoV-2 的灭活机制,发现通过RBD修饰,等离子体活化水使RBD结合活性失活,有效抑制了新冠假病毒感染,这种失活发挥的关键作用使等离子体活化水成为一种高效的新冠病毒消毒剂49。BISAG 等50使用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)产生的 低 温 等 离 子 体 处 理 表 面 含 有 葡 萄 球 菌 或 纯 化 的SARS-CoV-2 RNA 悬浮液的生物气溶胶新方法。结果表明,低温等离子体使生物气溶胶中含有的细菌和病毒浓度降低约 3.76 个数量级,并且在较短处理时间(0.2 s)内使病毒RNA 降解。低温等离子体高效、绿色无毒的特点可在冷链物流流通过程中发挥重要作用,有效降低病毒通过冷链物流传播的可能性51。4.2 低温等离子体杀菌技术对冷链生鲜食品的保鲜效果 低温等离子体杀菌技术除应用于医疗卫生、空气净化、水体消毒等方面,在果蔬、水产品、肉类等生鲜食品多个领域也显现出了巨大优势52。LIM 等53用等离子体活化水处理鲜切马铃薯,室温条件下贮藏 4 d 后,马铃薯表面大肠杆菌降低了 3.78 个对数单位,切片的颜色、重量损失、硬度和 pH 均未有显著变化。金图南54探索了低温等离子技术对阿根廷鱿鱼保鲜效果,等离子体电压强度60 kV条件下,处理 15 s 便可产生对鱿鱼表面细菌与真菌近乎全部杀灭效果,对比未经处理过的鱿鱼,发现延长 23 d 货架期的同时,其鲜度、营养物质、气味和口感方面无较大影响,挥发性含氮物质未超过 30 mg/100 g 的标准,不饱和脂肪酸(花生四烯酸、二十二碳六烯酸)含量有一定降低,但基本能够保留处理前的 90%,低温等离子体技术减缓了生鲜水产品的腐败程度,售卖时间延长使得经济效益增收。SHARIFIAN等55探究DBD等离子体对从牛肉中提取肌原纤维蛋白的影响,发现处理前 10 min 内轻度氧化可改善肌原纤维蛋白的功能特性,在起泡性能和乳液稳定性方面都有显著提高,食品工业根据这项研究成果,可用低温等离子体技术适当处理肌原纤维蛋白改善肉类品质。5 其他非热杀菌技术 有潜力的杀菌消毒技术还包括重金属离子、纳米材料、脉冲强光等。重金属离子与细菌、病毒接触后,缓慢释放重金属离子,具有抗病毒特性,通过和蛋白质外壳结合后使蛋白质失活,实现对污染物的净化56。金属纳米粒子能增加材料与病毒的接触面积,加快金属离子释放速度,纳米银颗粒作用于细菌细胞膜后,释放的 Ag在细胞内部催化产生活性氧,从而使病毒和细菌失活57。已有国家使用纳米材料溶液喷洒社区街道,以对空气和地面水中的新冠病毒进行消毒58,将纳米材料应用于病毒的杀灭中具有较大的市场前景。脉冲强光具备高强度多色光的特性,因产生的光子更密集,能量不同,比紫外线杀菌更有效。在物理消毒过程中,脉冲强光技术更适合食品接触表面消毒以及水和饮料的净化,脉冲强光产生的光物理效应对细菌细胞膜和细胞壁结构造成损伤,致使细胞内部组织破坏,达到杀菌消毒作用59。有研究将脉冲强光技术用于灭活环境表面和 N95 呼吸器上的 SARS-CoV-2,病毒在脉冲强光下暴露5 min后,病毒载量显著减少99.992%60,可有效减少环境和个人防护设备的生物负载。6 结束语 冷链物流体系是我国生鲜食品贸易的重要组成部分,极大程度上满足了消费者对优质、新鲜食品的需求。上述几种非热杀菌技术用于冷链生鲜食品中对多数病原体产生破坏作用,有效灭活病毒,并且紫外线、臭氧、低温等离子体在消毒灭菌的同时还能对冷链生鲜食品起到改善品质和延长储藏期作用。针对不同消毒对象选择适用的消毒方法对阻断疫情扩散、构建冷链系统食品安全尤为重要,非热杀菌技术用于冷链生鲜食品中灭活病毒在某些方面上比热杀菌技术更具一定优势,但仍存在一定局限性,今后的202 食品安全质量检测学报 第 14 卷 研究方向还可以从以下几个方面进行拓展:1)消毒剂的重复喷洒和大量使用易对环境造成二次污染,故在化学消毒剂的研制方面考虑安全且具有防冻功能的低温消毒剂。2)单一的消毒杀菌技术存在消毒效率低下、投入成本过高等问题,可进一步开展各类非热杀菌技术的协同应用研究,如臭氧-紫外线、臭氧-化学消毒剂协同作用等杀菌消毒技术,进而达到切断病毒传播途径、保障冷链生鲜食品安全效果。3)低温环境导致大多数杀菌消毒技术有效性降低,为保证消毒效果不得不延长消毒设备工作时间,造成能源损耗,故应创新发展新型冷链消毒设备,优化消毒程序,建立更高效的病毒净化技术。参考文献 1 KIM YE,LOAYZA NV.Economic loss from COVID-19 fatalities across countries:A VSL approach J.Appl Econ Lett,2022,29(7):644650.2 HAN S,ROY PK,HOSSAIN MI,et al.COVID-19 pandemic crisis and food safety:Implications and inactivation strategies J.Trends Food Sci Technol,2021,109:2536.3 DOREMALEN NV,BUSHMAKER T,MORRIS DH,et al.Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1 J.New Engl J Med,2020,382(16):15641567.4 CHIN AWH,CHU JTS,PERERA MRA,et al.Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions J.Lancet Microbe,2020,1(4):e145.5 HAN J,ZHANG X,HE S,et al.Can the coronavirus disease be transmitted from food?A review of evidence,risks,policies and knowledge gaps J.Environ Chem 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