短波紫外線對(duì)芒果黑曲霉、煙曲霉體外抑菌作用

麥馨允，黃江奇，楊建波，張開(kāi)平，藍(lán)常瑜，黃施方

（1.百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院，廣西 百色 533000；2.龍邦海關(guān)，廣西 靖西 533800）

芒果（Mangifera indica L.）屬漆樹(shù)科[1]，為呼吸躍變型水果。芒果采收期在亞熱帶高溫多雨季節(jié)，同時(shí)芒果中含有大量糖分，容易引起真菌病害，導(dǎo)致芒果在采后貯運(yùn)過(guò)程中腐爛，從而引起較大的經(jīng)濟(jì)損失。大量研究表明，芒果在生長(zhǎng)和采后都容易被霉菌侵染，黑曲霉、煙曲霉是引起芒果病害的主要霉菌。Bhat[2]從芒果和番石榴中分離得到3種腐敗真菌，分別為芒果擬盤(pán)多毛孢、煙曲霉、根霉；楊波[3]在對(duì)海南不同芒果產(chǎn)區(qū)采后真菌病害及潛伏侵染真菌調(diào)查研究中分離出黑曲霉，為芒果曲霉病的主要病原菌；郭建偉等[4]從貯藏、運(yùn)輸階段的云南省河口縣呂宋芒、三年芒及蒙自縣三年芒的果腐病組織分離鑒定出黑曲霉，能引起三年芒采后果腐病，黑點(diǎn)狀病斑布滿整個(gè)果實(shí)，降低了芒果商品價(jià)值；Ainab等[5]在6個(gè)芒果種植區(qū)對(duì)芒果真菌葉斑病病株葉片進(jìn)行病原菌的分離、鑒定，鑒定出長(zhǎng)鏈格孢菌、煙曲霉、黑曲霉、灰炭疽菌等。黑曲霉、煙曲霉被認(rèn)為是主要的芒果腐敗真菌，Jaiswal等[6]在研究印度9個(gè)主要芒果品種果膠降解菌的多樣性過(guò)程中，從芒果果實(shí)表面分離到11個(gè)屬18個(gè)種共71個(gè)霉菌，其中黑曲霉最為常見(jiàn)，其次是煙曲霉，這兩種霉菌都表現(xiàn)出果膠溶解活性。由此可見(jiàn)，腐敗菌可以分泌大量的細(xì)胞壁降解酶來(lái)破壞和利用植物細(xì)胞壁作為營(yíng)養(yǎng)源，從而縮短采后芒果的壽命，最終導(dǎo)致其質(zhì)量下降、軟腐變質(zhì)和不可食用[7]。因此，如何滅活采后芒果黑曲霉和煙曲霉，對(duì)芒果采后保鮮具有重要意義。

短波紫外線照射（ultraviolet c radiation，UV-C），波長(zhǎng)在100 nm～280 nm范圍內(nèi)，其具有滅活微生物的能力得益于兩點(diǎn)：一是UV-C可破壞微生物DNA，使得遺傳物質(zhì)活性喪失，從而無(wú)法繁殖或直接死亡；二是UV-C輻照可提高芒果的抗病性，增強(qiáng)其抗氧化酶活性，從而抑制病原菌的感染。與具有滅活微生物作用的高頻射線相比，UV-C的滅菌操作更加簡(jiǎn)便，安全性更高，在果蔬采后病原菌防治領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛[8-10]。

本文以百色地區(qū)芒果檢出率較高的黑曲霉、煙曲霉為目標(biāo)菌，通過(guò)體外抑菌試驗(yàn)，分析UV-C照射時(shí)間與2種霉菌存活率的關(guān)系，并應(yīng)用Bigelow模型、Modified Gompertz模型、Log-Logistic模型和Weibull模型對(duì)兩種霉菌的失活曲線進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并通過(guò)計(jì)算模型參數(shù)、模型統(tǒng)計(jì)指標(biāo)分別比較模型的擬合優(yōu)度，以期得到該條件下描述芒果采后黑曲霉、煙曲霉滅活動(dòng)力學(xué)的最優(yōu)模型，為芒果采后黑曲霉、煙曲霉UV-C殺菌技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌株

黑曲霉（Aspergillus niger）、煙曲霉（Aspergillus fumigatus），是從百色地區(qū)“五號(hào)”芒果和“金煌芒達(dá)康3號(hào)”芒果表面分離得到的檢出率較高的霉菌。

1.2 材料與儀器

GNP系列恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；JBQ-ZD全溫振蕩器：金壇市晶玻實(shí)驗(yàn)儀器廠；SW-CJ-VS2超凈工作臺(tái)：無(wú)錫易純凈化設(shè)備有限公司；UVC254紫外線強(qiáng)度檢測(cè)儀：東莞市聚德偉業(yè)電子有限公司；XSM系列生物顯微鏡：寧波舜宇儀器有限公司；FA1204B電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；YXQ-LS-50SLL壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；試驗(yàn)過(guò)程中使用的玻璃器皿、接種工具、培養(yǎng)基等均在121℃下滅菌20 min備用。

1.3 方法

1.3.1 生長(zhǎng)曲線測(cè)定

參照袁麗紅[11]的方法，略作修改。挑取斜面保藏的菌種用平板劃線法接種到PDA平板培養(yǎng)基中，并置于培養(yǎng)箱中28℃恒溫培養(yǎng)5 d，重復(fù)劃線接種2～3次，從而得到生長(zhǎng)狀況良好的霉菌菌落。將少量滅菌生理鹽水加入到PDA平板中，用接種環(huán)輕刮培養(yǎng)物表面使孢子分散于滅菌生理鹽水中，再將含有孢子的滅菌生理鹽水轉(zhuǎn)移至三角瓶中，用血球計(jì)數(shù)板測(cè)定出孢子懸浮液濃度，再根據(jù)適當(dāng)?shù)谋壤♂?，得到濃度?06個(gè)/mL的孢子懸浮液。吸取1.0 mL孢子懸浮液加入到30 mL的PDA液體培養(yǎng)基中，置于28℃，180 r/min的全溫振蕩器上振蕩培養(yǎng)，每隔3 h～4 h取培養(yǎng)物測(cè)定菌絲體干重。測(cè)定時(shí)先將培養(yǎng)物抽濾于已烘干至恒重的坩堝（抽濾前稱量m1）中，然后在100℃～105℃下烘干至恒重冷卻后稱量（m2），即求出菌體生物量（m2-m1）。

1.3.2 樣品的處理

按1.3.1制備濃度為106個(gè)/mL的孢子懸浮液，將其接種并培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期，使其菌體濃度在107CFU/mL～108CFU/mL之間，再吸取1 mL菌懸液加入到9 mL的無(wú)菌生理鹽水中，采用20 W紫外燈進(jìn)行照射處理，利用UVC254手持式紫外線強(qiáng)度計(jì)測(cè)定放置樣品處的輻照強(qiáng)度為1.40 W/m2，劑量分別為0、2.52、5.04、7.48、9.98、15.04 kJ/m2，對(duì)應(yīng)的照射時(shí)間分別為 0、30、60、89、119、179 min。每個(gè)處理設(shè) 3 個(gè)重復(fù)。UV-C照射后，采用平板計(jì)數(shù)法對(duì)霉菌進(jìn)行計(jì)數(shù)[12]。

1.3.3 霉菌存活率

式中：N0、N分別為UV-C照射前、照射處理t時(shí)間（min）后活菌的數(shù)量（CFU/mL）。

1.3.4 霉菌致死率

1.4 預(yù)測(cè)微生物失活模型構(gòu)建

1.4.1 Bigelow模型

假設(shè)微生物（細(xì)胞或孢子）對(duì)致死處理都具有相同的抗逆性，其滅活規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，即Bigelow 模型[13-14]：

式中：k為一級(jí)線性模型滅活速率常數(shù)，min-1；D值（decimal reduction time，十進(jìn)制減少時(shí)間）為90%致死所需要的時(shí)間，min；t為UV-C照射時(shí)間，min。

1.4.2 Modified Gompertz模型

Bhaduri提出Modified Gompertz模型用于擬合微生物失活曲線，Xiong為避免在多次試驗(yàn)中直接使用不同的初始值，將Bhaduri的模型進(jìn)行了重新整理，方程如下[15-16]：

式中：M為霉菌達(dá)到最大絕對(duì)死亡率所用的時(shí)間，min；B為霉菌在最大絕對(duì)死亡率下的相對(duì)死亡率，（CFU/mL）/min；C 為上下漸近線的差值；μmax為最大死亡速率；t為UV-C照射時(shí)間，min。

1.4.3 Log-Logistic模型

Log-Logistic模型可用于描述微生物滅活動(dòng)力學(xué)，經(jīng)過(guò)Chen的重新排列，其方程為[17]：

式中：A為失活曲線最高和最低漸近線的差值；σ為微生物最大失活率，%；τ表示微生物最大失活率對(duì)應(yīng)的時(shí)間對(duì)數(shù)值；t為UV-C照射時(shí)間，min。

1.4.4 Weibull模型

該模型假設(shè)微生物（細(xì)胞和孢子）對(duì)致死處理具有不同的抗性，失活曲線是致死因子分布的累計(jì)形式，則滅活時(shí)間遵循Weibull分布，其方程為[18]：

式中：α 是比例因子，min；β是形狀因子，β<1 時(shí)存活率曲線呈凹形，β>1時(shí)存活率曲線呈凸形，β=1時(shí)存活率曲線呈線性（等于Bigelow模型）；t為UV-C照射時(shí)間，min。

1.5 模型評(píng)價(jià)

檢驗(yàn)一個(gè)模型是否適合擬合試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，可以通過(guò)模型統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。決定系數(shù)（coefficient of determination，R2）、根均方誤差（root-mean-square error，RMSE）、殘差平方和 （sum of squares for error，SSE）都是評(píng)價(jià)模型優(yōu)劣的指標(biāo)，R2越大，RMSE、SSE越小，模型的擬合度越好。

1.6 曲線擬合

采用結(jié)合麥夸特法（Levenberg-Marquardt）、通用全局優(yōu)化法的優(yōu)化算法，利用1stOpt 1.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性回歸得出模型參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 芒果黑曲霉、煙曲霉的生長(zhǎng)曲線

黑曲霉、煙曲霉的生長(zhǎng)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 黑曲霉、煙曲霉的生長(zhǎng)曲線Fig.1 The growth curve of A.niger and A.fumigatus

由圖1可知，黑曲霉在0～8 h時(shí)，生長(zhǎng)曲線趨勢(shì)比較平緩，此時(shí)黑曲霉處于生長(zhǎng)停滯期，同理，煙曲霉的生長(zhǎng)停滯期位于0～20 h之間。處在停滯期的黑曲霉、煙曲霉需要適應(yīng)新生長(zhǎng)環(huán)境并進(jìn)行自身調(diào)整，其繁殖速度非常緩慢。不同的真菌在同一環(huán)境條件下其生長(zhǎng)速度存在一定的差異，這是因?yàn)椴煌婢趹腋∨囵B(yǎng)過(guò)程中由于對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)能力不同以及生產(chǎn)代謝不同，因此其生長(zhǎng)情況也不盡相同。可見(jiàn)，芒果黑曲霉比煙曲霉對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，能較快地適應(yīng)新的生長(zhǎng)環(huán)境，從而快速地生長(zhǎng)繁殖，度過(guò)停滯期的時(shí)間比煙曲霉更短。黑曲霉在8 h～70 h、煙曲霉在20 h～76 h為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，此時(shí)真菌已經(jīng)適應(yīng)了環(huán)境，培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)非常充足，生長(zhǎng)環(huán)境及條件也很好，生長(zhǎng)率以幾何級(jí)數(shù)增加。黑曲霉在70 h～106 h進(jìn)入穩(wěn)定期，而煙曲霉的穩(wěn)定期為76 h～124 h。在這段時(shí)間里，生長(zhǎng)環(huán)境變差，培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被不斷地消耗，pH值下降，菌體的毒性代謝產(chǎn)物不斷積累，使得繁殖速度逐漸下降，進(jìn)入一個(gè)短暫的穩(wěn)定期，最后進(jìn)入衰亡期。

郝曼等[19]研究黑曲霉在察氏液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)期分為3個(gè)階段：停滯期（0～35 h），對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期（35 h～65 h），穩(wěn)定期（65 h以后）；張晉卿等[20]的研究中，煙曲霉在酵母浸膏培養(yǎng)基中生長(zhǎng)最快，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期約開(kāi)始于12 h～20 h，到約60 h時(shí)進(jìn)入第二生長(zhǎng)過(guò)渡期；在酵母氮源基礎(chǔ)培養(yǎng)基中菌株直到約60 h時(shí)才進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。在上述研究中，黑曲霉、煙曲霉的生長(zhǎng)曲線與本研究時(shí)間雖不盡相同但差距較小，其原因是由于所采用的培養(yǎng)基不同而導(dǎo)致。處在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的真菌，其酶系活躍，代謝旺盛，細(xì)胞的形態(tài)、化學(xué)組成和理化性質(zhì)基本一致，對(duì)外界具有較強(qiáng)的抵抗能力，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期活菌數(shù)與總菌數(shù)基本接近，因此選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期的真菌進(jìn)行UV-C照射，以此來(lái)探討UV-C對(duì)真菌的滅活規(guī)律。

2.2 UV-C照射時(shí)間對(duì)黑曲霉、煙曲霉殺菌效果的影響

UV-C照射時(shí)間對(duì)黑曲霉、煙曲霉殺菌效果和致死率見(jiàn)圖2、表1。

圖2 UV-C照射時(shí)間對(duì)黑曲霉、煙曲霉殺菌效果的影響Fig.2 Effect of the UV-C treatment time on the inactivation of A.niger and A.fumigatus

表1 黑曲霉、煙曲霉UV-C處理的致死率Table 1 Survival models parameters of A.niger and A.s fumigatus treated by UV-C

出口芒果一般會(huì)進(jìn)行蒸熱處理，使果心溫度達(dá)到47℃，相對(duì)濕度>95%，處理20 min，以達(dá)到有效的害蟲(chóng)檢疫要求[21]。此外，還有研究表明，對(duì)紅貴妃芒果進(jìn)行50℃熱水處理10 min～20 min后迅速冷卻至25℃，風(fēng)干后用PE保鮮袋包裝后置于12℃恒溫箱（RH為90%）中貯藏，能極顯著地抑制病情指數(shù)的上升[22]。因此，對(duì)水果果實(shí)進(jìn)行短時(shí)熱激處理，除了達(dá)到檢疫要求，還能提高其抗病性，但不能殺滅病原菌。這是因?yàn)閷?duì)芒果進(jìn)行熱處理的溫度一般在50℃及以下，然而黑曲霉、煙曲霉的致死溫度遠(yuǎn)高于該溫度。郭建偉等[4]對(duì)從云南河口、蒙自采后的芒果病果中分離獲取的黑曲霉進(jìn)行生物學(xué)特性研究，其菌絲生長(zhǎng)最適溫度為30℃，致死溫度為55℃，產(chǎn)孢最適溫度為32℃，致死溫度為60℃；煙曲霉被認(rèn)為是一種耐熱真菌，這種特性使其對(duì)環(huán)境變化的抵抗力更強(qiáng)，在酵母浸膏培養(yǎng)基中，最適生長(zhǎng)溫度為37℃，最高生長(zhǎng)溫度為52℃，65℃處理180 min或70℃處理120 min可以殺滅煙曲霉[20]。如果想要?dú)绾谇?、煙曲霉，需要提高芒果熱處理溫度，但過(guò)高溫度處理又會(huì)對(duì)芒果產(chǎn)生熱傷害，造成表皮發(fā)黑、快速腐爛[23]。由此可見(jiàn)，UV-C用于滅活芒果表面黑曲霉、煙曲霉的優(yōu)勢(shì)較熱激處理明顯，UV-C處理既能起到果實(shí)表面殺菌作用，同時(shí)還能誘導(dǎo)果實(shí)增強(qiáng)抗病性，從而抵御病原菌的傷害。

由圖 2 可知，在 0～179 min（0～15.04 kJ/m2）內(nèi)，隨著UV-C處照射時(shí)間的延長(zhǎng)，照射劑量的增加，黑曲霉、煙曲霉的存活率對(duì)數(shù)也隨之下降，UV-C對(duì)這兩種真菌的殺滅效果逐漸增強(qiáng)。相同照射時(shí)間下，煙曲霉的存活率對(duì)數(shù)下降較快；在UV-C照射60 min（5.04 kJ/m2）時(shí)，煙曲霉存活率下降了1.92個(gè)數(shù)量級(jí)，黑曲霉的存活率下降了1.47個(gè)數(shù)量級(jí)；當(dāng)照射時(shí)間到179 min（15.04 kJ/m2）時(shí)，黑曲霉、煙曲霉的存活率分別下降了2.47、2.83個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，煙曲霉對(duì)0～15.04 kJ/m2范圍內(nèi)的UV-C較為不耐受。對(duì)于黑曲霉而言，在0～60 min（0～5.04 kJ/m2）內(nèi)時(shí)，黑曲霉存活率對(duì)數(shù)下降較快；60 min～89 min（5.04 kJ/m2～7.48 kJ/m2）時(shí)，增加 UV-C劑量，其存活率對(duì)數(shù)變化較小，甚至趨于平緩。照射時(shí)間增加到 89 min～179 min（7.48 kJ/m2～15.04 kJ/m2）時(shí)，黑曲霉存活對(duì)數(shù)有所下降，但速度逐漸減慢，119 min～179 min（9.98 kJ/m2～15.04 kJ/m2）時(shí)，其存活率僅下降了0.19個(gè)數(shù)量級(jí)。由此可見(jiàn)，在一定條件下，UV-C對(duì)霉菌的滅活效果是一定的，它不會(huì)隨著照射劑量的增加而繼續(xù)增加，達(dá)到一定的滅活程度后，其滅活效果變化不大。對(duì)于煙曲霉而言，煙曲霉存活率曲線的斜率在89 min（＜7.48 kJ/m2）前較大，隨著UV-C照射時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，其斜率卻逐漸減小，其存活率對(duì)數(shù)雖然也有所下降，但不如89 min前快。由表1可知，隨著UV-C劑量的增加，黑曲霉和煙曲霉的致死率也隨之增加，在2.52 kJ/m2時(shí)，黑曲霉和煙曲霉的致死率均在90%以上。

UV-C具有很強(qiáng)的生物活性，尤其是在254 nm，通過(guò)誘導(dǎo)單鏈斷裂，形成共價(jià)連接的胸腺嘧啶二聚體，抑制轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，直接破壞DNA，從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷，對(duì)微生物具有殺滅作用[24-25]。與黑曲霉相比，煙曲霉對(duì)UV-C的抗性較弱，Nourmoradi的研究中，相同劑量的UV分別照射黑曲霉、煙曲霉，煙曲霉的存活率對(duì)數(shù)到達(dá)4個(gè)數(shù)量級(jí)，而黑曲霉才下降到3個(gè)數(shù)量級(jí)，同樣證實(shí)了黑曲霉比煙曲霉更耐受UV[26]。真菌耐受UV，主要是由于真菌的分生孢子細(xì)胞壁上附著的黑色素，黑色素是一種高分子量色素，由多種酚類(lèi)和吲哚類(lèi)單體組成，能提高真菌在UV、氧化劑和電離輻射等惡劣環(huán)境中的生存能力，其吸收UV和清除自由基，可屏蔽UV且消除UV產(chǎn)生的自由基從而保護(hù)真菌免受紫外線殺滅[27-29]，60 min～89 min時(shí)黑曲霉的存活率對(duì)數(shù)變化較小，甚至趨于平緩，極大可能是由于黑色素對(duì)黑曲霉的保護(hù)作用。然而隨著照射時(shí)間的延長(zhǎng)，黑色素因氧化而分解，保護(hù)能力被削弱，黑曲霉存活率對(duì)數(shù)又繼續(xù)下降。黑曲霉比煙曲霉更耐受UV，可能是由于兩者黑色素的合成途徑有差異。雖然他們都是主要通過(guò)1，8-二羥基萘（dihydroxynaphthalene，DHN）合成途徑合成黑色素[30]，但煙曲霉的合成有關(guān)酶類(lèi)是由6種基因編碼，因此可能會(huì)導(dǎo)致合成黑色素的能力存在差距[31]。

2.3 UV-C致死歷程的數(shù)學(xué)模型分析

黑曲霉、煙曲霉UV-C滅活模型的模型參數(shù)見(jiàn)表2。Bigelow模型是最為經(jīng)典的殺菌線性模型，由圖2可知，黑曲霉、煙曲霉隨著照射時(shí)間的延長(zhǎng)，失活曲線并非呈線性關(guān)系，表明UV-C作用下2種霉菌的殘存率變化與照射時(shí)間之間并非是明顯的線性關(guān)系，這也說(shuō)明了不同菌、同種菌的不同個(gè)體對(duì)UV-C的敏感程度存在著個(gè)體差異性，導(dǎo)致致死速率不一致。用Bigelow模型對(duì)霉菌失活曲線進(jìn)行擬合，得到模型參數(shù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)（表2），黑曲霉、煙曲霉的Bigelow模型相關(guān)系數(shù)R2在0.82～0.85之間，回歸系數(shù)較低，RMSE和SSE較大，回歸曲線對(duì)試驗(yàn)值的擬合情況較差；因此Bigelow模型不適合用于描述分析UV-C照射條件下黑曲霉、煙曲霉的致死規(guī)律。

表2 黑曲霉、煙曲霉UV-C滅活模型的模型參數(shù)Table 2 Survival models parameters of A.niger and A.s fumigatus treated by UV-C

Modified Gompertz模型對(duì)黑曲霉、煙曲霉的失活曲線進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)R2都在0.92以上，RMSE和SSE指標(biāo)較小，說(shuō)明該模型能較好地?cái)M合黑曲霉、煙曲霉的失活曲線，其中煙曲霉的模型參數(shù)R2最大，說(shuō)明模型回歸系數(shù)較高，RMSE和SSE較小，模型擬合的殘差值分布更集中，因此該模型擬合最優(yōu)為煙曲霉。代表最大死亡速率的μmax，數(shù)值上等于BC/e，由此可以看出，煙曲霉細(xì)胞對(duì)UV-C更敏感。

Log-Logistic模型對(duì)黑曲霉、煙曲霉的失活曲線進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)R2都在0.94以上，RMSE和SSE指標(biāo)最小，該模型能較好地?cái)M合黑曲霉、煙曲霉的失活曲線，其中模型擬合最優(yōu)為煙曲霉。由于不同霉菌對(duì)UV-C照射的敏感程度不同，所以模型參數(shù)值的大小各異。τ表示微生物最大失活率對(duì)應(yīng)的時(shí)間對(duì)數(shù)值，黑曲霉、煙曲霉的τ值分別為13.15、1.99，煙曲霉最大失活率對(duì)應(yīng)的時(shí)間最短，最易被殺滅。

Weibull模型對(duì)黑曲霉、煙曲霉的失活曲線進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)R2都在0.94以上，RMSE和SSE指標(biāo)較小，說(shuō)明該模型能較好地?cái)M合這兩種霉菌的失活曲線，其中模型擬合最優(yōu)為煙曲霉。β代表失活曲線的形狀，當(dāng)β＜1時(shí)失活曲線是凹面，β=1時(shí)失活曲線是一條直線，當(dāng)β＞1時(shí)失活曲線是凸面。黑曲霉、煙曲霉的形狀因子β分別為0.47、0.40，均小于1，說(shuō)明2種霉菌的失活曲線為凹面，再次驗(yàn)證了UV-C照射黑曲霉、煙曲霉的失活曲線并不符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。曲線為凹面，隨著照射時(shí)間的延長(zhǎng)，存活率對(duì)數(shù)下降減緩趨勢(shì)，黑曲霉、煙曲霉對(duì)UV-C的抗性逐漸增強(qiáng)。

黑曲霉最優(yōu)模型排序?yàn)椋篧eibull模型>Log-Logistic模型>Modified Gompertz模型>Bigelow模型；煙曲霉最優(yōu)模型排序?yàn)椋篖og-Logistic模型>Weibull模型>Modified Gompert模型>Bigelow模型。由此可見(jiàn)，4個(gè)模型都不能同時(shí)對(duì)黑曲霉、煙曲霉的試驗(yàn)值表現(xiàn)出最佳的擬合效果，但Log-Logistic模型和Weibull模型表現(xiàn)更優(yōu)異，適用性更強(qiáng)。

3 結(jié)論

以百色地區(qū)芒果檢出率較高的黑曲霉、煙曲霉為研究對(duì)象，研究UV-C對(duì)黑曲霉、煙曲霉的致死影響，研究發(fā)現(xiàn)，黑曲霉、煙曲霉在接受UV-C不同時(shí)長(zhǎng)的照射后，其存活率對(duì)數(shù)呈下降趨勢(shì)；煙曲霉對(duì)0～15.04 kJ/m2范圍內(nèi)的UV-C較為不耐受；黑曲霉對(duì)UV-C的耐受能力大于煙曲霉，0～15.04 kJ/m2范圍內(nèi)黑曲霉的存活率對(duì)數(shù)雖然總體下降，但在5.04 kJ/m2～7.48 kJ/m2范圍內(nèi)其對(duì)UV-C的耐受能力有所增強(qiáng)。在2.524 kJ/m2時(shí)，黑曲霉和煙曲霉的存活率對(duì)數(shù)下降1.1個(gè)數(shù)量級(jí)、致死率均在90%以上。

應(yīng)用Bigelow模型、Modified Gompertz模型、Log-Logistic模型和Weibull模型對(duì)經(jīng)UV-C照射后黑曲霉、煙曲霉的存活數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并通過(guò)R2、RMSE、SSE這3個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)比較4種模型的擬合優(yōu)度。結(jié)果顯示，黑曲霉、煙曲霉隨著照射時(shí)間的延長(zhǎng)，其失活曲線并非呈線性關(guān)系，Bigelow模型為線性模型，并不適合描述該失活規(guī)律；黑曲霉最適模型為Weibull模型；煙曲霉最優(yōu)模型為L(zhǎng)og-Logistic模型。

最終，黑曲霉最佳UV-C失活模型為：

煙曲霉最佳UV-C失活模型為：

利用以上滅活模型可預(yù)測(cè)不同UV-C處理時(shí)間下黑曲霉、煙曲霉的存活動(dòng)態(tài)變化，模型精度高，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，可以大大節(jié)約時(shí)間成本。通過(guò)這兩個(gè)模型，可以在已知芒果果實(shí)黑曲霉、煙曲霉的初始活菌數(shù)量，以及最終需要達(dá)到的黑曲霉、煙曲霉存活率對(duì)數(shù)的安全范圍內(nèi)，來(lái)計(jì)算UV-C的處理時(shí)間，從而以最短的處理時(shí)間達(dá)到滅活目的，又可以減少因?yàn)樘幚磉^(guò)度而引起的果蔬貯藏性的變化。