一种镰刀菌的杀菌方法及镰刀菌失活的动力学模型的构建方法和应用

本发明涉及食品和农产品杀菌，具体涉及一种镰刀菌的杀菌方法及镰刀菌失活的动力学模型的构建方法和应用。

背景技术：

1、镰刀菌以寄生或腐生的方式生活，不仅会感染木耳，还容易侵染多种粮食作物、瓜果类等，引起萎蔫、穗腐、腐烂等病害。这些病害会导致农作物减产以及粮食污染，从而造成重大的经济损失。除了危害农作物，一些镰刀菌还会感染人体，引起局部坏死疾病以及感染，比如镰刀菌感染会引起真菌性角膜炎、皮肤感染等。长期以来，镰刀菌被认为是免疫功能正常个体局部感染和免疫功能严重低下者播散性感染的重要原因。为了减少镰刀菌对农作物的危害以及对人体健康的影响，需要采取有效的策略来控制农产品中镰刀菌的生长。

2、过去二十年时间里，对镰刀菌的预防和控制主要集中在化学、生物和物理处理方法。大多数化学杀菌剂存在污染环境、农药残留、使病原体产生抗药性等缺点。生物防治的生长抑制作用容易受到温度、湿度等环境因素的影响，并且大多数拮抗菌仍处于实验室研究阶段，在自然环境中繁殖能力较弱，抑制作用有限，这些局限性制约了在实际生产中的应用。物理方法具有高效杀菌、无污染无残留等优势，得到了青睐。

3、高压处理(hpp)是近年来在农业和食品工业中出现的一种很有前途的杀菌技术，在550mpa、温度为45℃的高压下处理20min，玉米中的禾谷镰刀菌被全部杀灭。不同剂量的辐照可以有效地抑制玉米籽粒禾谷镰刀菌的生长，在7.5kgy时，禾谷镰刀菌的生长被全面消除。在100mj cm-2的2d uv-c处理下，琼脂表面的禾谷镰刀菌减少了88.8％；接种了禾谷镰刀菌的玉米籽粒经过1000mj cm-2的3d uv-c处理后，玉米籽粒上的镰刀菌减少了62％。但是上述物理方法存在成本高、操作困难、造成食物营养损失以及感官品质下降等缺点，因此迫切需要找到一种能够有效预防和控制镰刀菌且安全、高效的新型方法。

技术实现思路

1、为提供一种有效预防和控制镰刀菌的方法，本发明提供了一种镰刀菌的杀菌方法及镰刀菌失活的动力学模型的构建方法和应用，本发明利用介质阻挡放电(dbd)低温等离子体预防和控制镰刀菌，高效、快速、安全。

2、本发明提供了一种镰刀菌的杀菌方法，将待杀菌的样品置于dbd等离子体反应装置中，调节电压为60-80v，处理80-140s，所述待杀菌的样品中感染有镰刀菌，利用dbd等离子体反应装置产生的dbd等离子体杀灭样品中感染的镰刀菌。

3、进一步地，所述dbd等离子体反应装置的放电介质为空气。

4、进一步地，处理时间为140s。

5、进一步地，所述待杀菌的样品为感染有镰刀菌的木耳。

6、进一步地，所述镰刀菌包括f.moniliforme和f.verticilliordes。

7、本发明还提供了一种dbd等离子体处理后镰刀菌失活的动力学模型的构建方法，包括如下步骤：

8、利用所述的杀菌方法获得不同电源电压下dbd等离子体对真菌镰刀菌的第一杀菌效果数据，利用所述的杀菌方法获得不同孢子初始浓度下dbd等离子体对真菌镰刀菌的第二杀菌效果数据；

9、根据第一杀菌效果数据建立镰刀菌在不同电源电压下的第一杀菌曲线，根据第二杀菌效果数据建立镰刀菌在不同孢子初始浓度下的第二杀菌曲线；

10、利用biphasic shoulder模型对第一杀菌曲线和第二杀菌曲线进行拟合分析，得到如下动力学模型：

11、

12、式中：n表示等离子体处理后，存活的孢子数，cfu/ml；n0表示孢子的初始浓度，cfu/ml；t表示处理时间，s；f表示初始种群中对应于对处理更敏感的亚种群的比例；1-f表示初始种群中对应于对处理更耐受的亚种群的比例；kmax1表示杀菌曲线第一段的最大杀菌速率，s-1；kmax2表示杀菌曲线第二段的最大杀菌速率，s-1。

13、本发明还提供了利用dbd等离子体在木耳杀菌中的应用，利用所述的dbd等离子体反应装置，在电压为70v，处理时间为140s的处理条件下释放的dbd等离子体，使得木耳上的镰刀菌孢子被全部杀灭。

14、进一步地，所述镰刀菌为f.verticilliordes。

15、进一步地，dbd等离子体反应装置在电压70v，处理时间140s条件下释放的dbd等离子体破坏了镰刀菌的细胞壁和细胞膜，处理过程中使得待测样品环境酸化，促进杀菌。

16、进一步地，电压为70v，处理时间为140s条件下木耳上的镰刀菌孢子杀灭量为6.21log10(cfu/g)。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、1、本发明提供的方法能够简单、快速高效的杀灭镰刀菌，尤其是在电压为60-80v，处理80-140s，效果最佳，处理木耳时电压为70v处理140s使得镰刀菌孢子被全部杀灭。

19、2、本发明提供了一种介质阻挡放电(dbd)低温等离子体预防和控制镰刀菌的方法，高效、快速、安全、低温及能杀死多种微生物，在食品加工行业有着光明的应用前景。

20、3、本发明利用dbd低温等离子体对镰刀菌进行杀菌，建立杀菌模型，确定杀菌机理，并再木耳中进行实际操作，能实现高费效比、使用便捷、成本低、杀菌时间短。

1.一种镰刀菌的杀菌方法，其特征在于，将待杀菌的样品置于dbd等离子体反应装置中，调节电压为60-80v，处理80-140s，所述待杀菌的样品中感染有镰刀菌，利用dbd等离子体反应装置产生的dbd等离子体杀灭样品中感染的镰刀菌。

2.根据权利要求1所述的镰刀菌的杀菌方法，其特征在于，所述dbd等离子体反应装置的放电介质为空气。

3.根据权利要求1所述的镰刀菌的杀菌方法，其特征在于，处理时间为140s。

4.根据权利要求1所述的镰刀菌的杀菌方法，其特征在于，所述待杀菌的样品为感染有镰刀菌的木耳。

5.根据权利要求4所述的镰刀菌的杀菌方法，其特征在于，所述镰刀菌包括f.moniliforme和f.verticilliordes。

6.一种dbd等离子体处理后镰刀菌失活的动力学模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.dbd等离子体在木耳杀菌中的应用，其特征在于，利用权利要求1所述的dbd等离子体反应装置，在电压为70v，处理时间为140s的处理条件下释放的dbd等离子体，使得木耳上的镰刀菌孢子被全部杀灭。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述镰刀菌为f.verticilliordes。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，dbd等离子体反应装置在电压70v，处理时间140s条件下释放的dbd等离子体破坏了镰刀菌的细胞壁和细胞膜，处理过程中使得待测样品环境酸化，促进杀菌。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，电压为70v，处理时间为140s条件下木耳上的镰刀菌孢子杀灭量为6.21log10(cfu/g)。