臭氧在（zài）低水（shuǐ）分食品微生物安全中的應用（yòng）研究

一、研究背景與意義（yì）

近（jìn）年來，低水分食品（LMFs，水分活度aw < 0.85）如香料、種子和堅果等頻繁爆發沙門氏菌等食源性病原體汙染（rǎn）事（shì）件，嚴重威脅公共健康。盡管低水（shuǐ）分環境不利於微生物生長，但沙（shā）門氏菌（jun1）等病原（yuán）體仍能在幹燥條件下長（zhǎng）期存活。傳統的熱殺菌技術雖能有效滅活微生物，但易導致食品品質下降，尤其是對熱敏性成分的破壞。因此，開發非熱殺菌技（jì）術（shù）成為當前食品工業的研究熱點。

氣態（tài）臭氧作為一種強氧化劑，具有高效、無殘留、環保等優點，已被美國FDA認定（dìng）為GRAS（一般認為安全）物質。本研究係統（tǒng）評估了氣態臭氧在不同相對濕度（RH）下對四種低水分食品（幹羅勒葉、黑胡椒、奇亞籽、核桃）中沙門氏菌的滅活效果，並探討了腸球菌（jun1）（Enterococcus faecium NRRL B-2354） 作為沙門氏（shì）菌替代菌的可行性（xìng）。

二、研究方法概述

1. 樣品（pǐn）準備與接種

使（shǐ）用五株沙（shā）門（mén）氏菌混合（hé）液和E. faecium接種四種食品樣品。

樣品在RH控製箱中平衡至aw = 0.55，模擬實際儲存條件。

2. 臭氧處理

使用定製臭氧處理係統，臭氧濃度為（wéi）900–930 ppm。

在70%、80%、90%三種RH條件下（xià）處理1–5小時。

部分樣品在臭氧處理後進行溫（wēn）和加熱（40°C，4小時） 以增強滅活（huó）效（xiào）果。

3. 微生物計數與模型（xíng）擬合（hé）

使（shǐ）用mTSAYE和eTSAYE培養（yǎng）基分別計數沙門氏菌和E. faecium。

采用對數線性模型和Weibull模型擬（nǐ）合滅活動力學（xué）數據。

4. 品質分析

分析處理前後樣品的顏色、總酚含量、抗（kàng）氧化活性、揮發性成分及脂質氧化等指標（biāo）。

圖：對照（未處（chù）理）和處理的羅勒幹（gàn）葉在（zài）90%相對濕度下，在900-930 ppm的（de）氣（qì）體臭氧濃度下，處理5小時的DPPH自由基（jī）清除活性。誤差條表示3批次平均值之間的標準差

三、主要研究結果

1. 微生物滅活效果

RH顯（xiǎn）著影響臭氧殺菌效果：90% RH下臭氧處理（lǐ）5小時，沙門氏（shì）菌（jun1）在羅（luó）勒葉中滅活達5.3 log CFU/g，黑胡（hú）椒為2.5 log，核桃為（wéi）1.5 log，奇亞籽為1.1 log。

溫和加熱增強效果：臭氧處理後輔以溫和加熱，羅勒葉和黑胡椒中沙門氏菌滅活再提（tí）升1–1.5 log，但對奇亞籽和核桃無顯著增（zēng）強。

2. 替（tì）代菌評估

E. faecium在90% RH下對臭氧的耐（nài）受性高於沙門（mén）氏菌，僅在羅（luó）勒葉中（zhōng）可作（zuò）為有效替代菌，在其他食品中表（biǎo）現（xiàn）不一致。

3. 模型擬合

在90% RH下，對數線性模型更適合描述羅勒葉中（zhōng）沙門氏（shì）菌的滅活（huó）動力學（xué）；而在其他食品中（zhōng），Weibull模型（xíng）擬合更（gèng）優。

4. 品質變化

顏色、總酚、抗氧化活性在處理（lǐ）前後無顯著變化。

揮發性成分：羅勒葉和（hé）黑胡椒中部分主要揮發性成分（如羅勒烯、芳樟醇）顯著（zhe）減少。

脂質氧化：核桃中初級和次級（jí）氧化產（chǎn）物增加，表明臭氧可（kě）能促進脂質氧化。

四、研究結論與建議

氣態臭氧在90% RH下對羅勒葉和黑胡椒具有顯著殺菌潛力，可（kě）作（zuò）為有效的非熱殺菌手（shǒu）段。

E. faecium作為沙門氏菌替代菌的適用性有限，需根據食（shí）品基質進一步驗證。

臭氧處理（lǐ）對多數品質指標影響較（jiào）小，但對揮（huī）發性成分和脂質穩定性需（xū）謹慎評估。

建議（yì）未來研究：

探索臭氧（yǎng）與其他非熱技術（如UV、等離子體）的（de）聯合使用；

擴大食品基（jī）質範圍（wéi），優化工藝參數；

開展中試及工業化驗證研究。

五、研究意義與展望

本研究（jiū）為（wéi）低水分食品行業提供了氣態臭（chòu）氧處理的科學依（yī）據與工藝參考，特（tè）別是（shì）在高濕條件下結合溫和加熱的協同效應，顯示出（chū）良好的應用前景。未（wèi）來若能進一步優（yōu）化處理條件並控製（zhì）品質變化，氣態臭氧技術有望成為（wéi）替代傳統（tǒng）殺菌方法的（de）可行選擇，提升（shēng）低水分食品的微生物安全性。