高壓電場低溫等離子體對紅棗干果的冷殺菌工藝優(yōu)化及其對品質(zhì)的影響

魏巧云，袁 園，高 婷，章建浩，嚴(yán)文靜

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇省肉類加工與質(zhì)量控制協(xié)同中心，江蘇南京 210095）

干制紅棗因酸甜可口、風(fēng)味獨(dú)特，深受消費(fèi)者喜愛[1]。然而干制紅棗貯藏期間易受微生物污染出現(xiàn)發(fā)霉、蛀蟲等問題，嚴(yán)重影響其商業(yè)價值和食用安全性[2]。目前用于干制紅棗的殺菌、防霉保質(zhì)的方法有過熱蒸汽[3]、一氧化氮熏蒸[4]、涂膜[5]和硫磺熏蒸等。但這些殺菌保質(zhì)方法或處理時間較長或?qū)ζ焚|(zhì)有一定的影響[3]。因此，開發(fā)一種高效、快捷、綠色的殺菌技術(shù)是抑制干制紅棗貯藏期微生物滋生引發(fā)病害和保證品質(zhì)的關(guān)鍵。

高壓電場低溫等離子體技術(shù)（High Voltage Electric Field Cold Plasma，HVEF-CP）是一種國際新型食用冷殺菌技術(shù)，通過高壓放電電離空氣產(chǎn)生活性物質(zhì)作用于食品表面的微生物達(dá)到殺菌的目的[6]。除了細(xì)菌外，等離子體技術(shù)已被證實對真菌孢子[7?8]和病毒[9]也有較好的殺滅效果。等離子體殺菌技術(shù)在處理樣品過程中不會使食品產(chǎn)生明顯的增溫，因此不會破壞紅棗的品質(zhì)，且在包裝后進(jìn)行殺菌，能夠有效的減少食品被二次污染的可能[10]，具有高效、快捷、安全無污染等特點。目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛用于各類生鮮肉制品[11?13]、生鮮果蔬[14?15]等產(chǎn)品的殺菌保鮮，而對干制品的殺菌研究主要集中在小麥[16]和花生[17]等，等離子體技術(shù)應(yīng)用于紅棗干果的殺菌研究尚未見報道。

常見的等離子體放電類型有電暈放電、沿面放電、介質(zhì)阻擋放電（Dielectric barrier discharge plasma，DBD plasma）等，介質(zhì)阻擋放電又分為常壓放電和高壓放電，本文實驗所用設(shè)備為高壓放電介質(zhì)阻擋等離子體。目前報道的介質(zhì)阻擋等離子體設(shè)備可控變量主要是處理電壓和時間，國內(nèi)外對于工作頻率因素的相關(guān)研究較少。Sen等[18]研究發(fā)現(xiàn)，等離子體在25 kHz高頻率、655 W功率時，等離子體技術(shù)可以分別使曲霉菌屬和黃曲霉降低5.5 lg CFU/g和5.4 lg CFU/g。Lukic等[19]以頻率為參考因素，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)入x子體設(shè)備頻率改變后對葡萄酒的顏色無顯著影響，但對酚類物質(zhì)有不利影響。本研究擬引入DBD頻率為實驗變量因素，主要研究了處理電壓、頻率和時間及其交互作用對紅棗殺菌效果的影響，通過響應(yīng)曲面優(yōu)化了紅棗最佳殺菌工藝條件，明確了等離子體處理對紅棗干果貯藏期微生物的影響，為等離子體冷殺菌技術(shù)應(yīng)用于即食干果的冷殺菌領(lǐng)域提供初步的理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅棗干果 散裝紅棗干果，新疆巴音郭楞（農(nóng)戶自產(chǎn)自銷），挑選外觀規(guī)整，顏色均一，大小均勻、無損傷棗果進(jìn)行試驗）；平板計數(shù)培養(yǎng)基（PCA）、氯化鈉、氫氧化鈉、孟加拉紅培養(yǎng)基、霉菌酵母計數(shù)培養(yǎng)基（PDB） 青島海博生物技術(shù)有限公司；紅菲啰啉 分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；三氯化鐵、抗壞血酸 分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；試驗所用水 實驗室自制超純水。

CPS-1型低溫等離子體發(fā)生器 可控制電壓、頻率等參數(shù)，可控顯示屏電壓0～80 kV、可控頻率范圍50～200 Hz，南京屹潤等離子科技有限公司；CTHI-250B恒溫恒濕箱 上海施都凱設(shè)備公司；MAPH360型復(fù)合氣調(diào)包裝機(jī)（配有氣體比例檢測裝置）蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司；SMIC型電熱滅菌鍋

上海申安醫(yī)用儀器廠；CR-400型全自動測色色差儀柯尼卡美能達(dá)控股公司；AUY120型電子天平日本島津公司；PAL-BXIACID5型數(shù)顯糖度計 上海葉拓科技有限公司；實驗室超純水系統(tǒng) 南京總馨純水設(shè)備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 DBD殺菌方法 樣品干紅棗地下室常溫放置4 d（測得紅棗干果表面中所帶微生物較為一致，約3.15 lg CFU/g）。稱?。?0±2）g的紅棗為一個樣，平鋪于PP包裝盒（17 cm×12 cm×3.6 cm）內(nèi)并充空氣密封，然后置于DBD設(shè)備的兩個極板中間，調(diào)節(jié)兩板之間的距離為包裝盒高度（約3.7 cm），使兩電極板緊緊卡住包裝盒，從而充分電離包裝盒內(nèi)的空氣；之后進(jìn)行高壓電場低溫等離子體冷殺菌處理，其中每三個樣為一個處理組，分別在不同處理條件下處理，待處理結(jié)束后，室溫放置約2 h，進(jìn)行微生物檢測，每組重復(fù)三次。

1.2.2 DBD殺菌條件優(yōu)化方法

在我國將來的藥品專利鏈接制度實踐中，可以預(yù)見也同樣會出現(xiàn)“反向支付和解”的可能，對此需要提前在制度設(shè)計中加以規(guī)制。一方面，可以通過專利挑戰(zhàn)和仿制藥市場獨(dú)占期等具體規(guī)制的設(shè)計，降低當(dāng)事人通過達(dá)成“反向支付和解”協(xié)議的獲利空間；另一方面，可以借鑒美國經(jīng)驗，通過反壟斷制度來對相關(guān)協(xié)議審查并對涉嫌壟斷的行為予以規(guī)制。

1.2.2.1 單因素實驗設(shè)計 固定處理頻率90 Hz，單次處理時間120 s，考察不同處理電壓50、57、64、71、78 k V下殺菌率與菌落總數(shù)；固定處理電壓64 kV，處理頻率90 Hz，考察不同單次處理時間30、60、90、120、150、180 s（每個樣品在DBD設(shè)備下循環(huán)處理三次，間隔30 s）下殺菌率與菌落總數(shù)；固定處理電壓64 k V，單次處理時間120 s，考察不同處理頻率50、70、90、110、130 Hz下的殺菌率與菌落總數(shù)。

1.2.2.2 響應(yīng)曲面優(yōu)化設(shè)計 根據(jù)單因素實驗情況，設(shè)計三因素三水平的響應(yīng)曲面試驗設(shè)計。如表1所示，利用BOX-Behnken Design（BBD）試驗設(shè)計擬合出多項式回歸模型并進(jìn)行方差分析。

表1 響應(yīng)曲面設(shè)計因素水平表Table 1 Factor level in response surface design

1.2.3 紫外輻照殺菌方法 干紅棗樣品室溫平鋪在超凈臺內(nèi)，打開紫外燈進(jìn)行殺菌，輻射距離為50 cm，輻射時間為30 min。殺菌結(jié)束后迅速將紅棗干果烘干裝入無菌自封袋中，并封口，進(jìn)行微生物檢測，重復(fù)三次。

1.2.4 DBD處理對紅棗干果貯藏期微生物數(shù)量的影響 以優(yōu)化后條件處理的紅棗干果為處理組，同樣條件下未經(jīng)DBD處理組為對照組，放置在恒溫恒濕箱（溫度為（25±5）℃、貯藏濕度為75%RH±5%RH）條件下進(jìn)行破壞性貯藏實驗，每15 d取一次樣，對菌落總數(shù)、霉菌與酵母總數(shù)、大腸菌群進(jìn)行測定。

1.2.5 指標(biāo)測定

1.2.5.1 微生物的檢測 參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》測菌落總數(shù)[20]；參照GB 4789.15-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗霉菌和酵母計數(shù)》測霉菌與酵母總數(shù)[21]；參照GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》測大腸菌群數(shù)量[22]。

1.2.5.2 品質(zhì)理化指標(biāo)的測定 水分參照GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》直接干燥法；VC含量參考李園園等[23]的方法，采用鄰菲啰啉比色法測量；可溶性固形物（total soluble solids，TSS）參照陳燕等[4]的研究方法，數(shù)顯糖度計測定可溶性固形物TSS的量；可滴定酸（titrate acid，TA）測定參考江英等[24]的方法，采用NaOH滴定法，以蘋果酸百分?jǐn)?shù)表示；顏色的測定，采用自動色差儀對紅棗的亮度值（L*）、紅色值（a*）進(jìn)行測定[25]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 DBD處理條件的確定

2.1.1 DBD處理電壓的確定 由圖1A可知，隨著電壓的升高，殺菌率隨之增高，當(dāng)電壓高于71 kV時，殺菌率趨于平緩。統(tǒng)計分析表明，處理電壓50～71 kV之間的殺菌率有顯著差異（P<0.05）。DBD處理電壓為50 kV時，紅棗表面菌落總數(shù)由原始菌落3.15 lg CFU/g下降為2.87 lg CFU/g，殺菌率僅為80%，推測可能低電壓難以激發(fā)起殺菌作用的活性物質(zhì)或產(chǎn)生活性物質(zhì)的量少，不足以殺死全部微生物[26]，當(dāng)處理電壓為64 k V時，殺菌率為96.3%，紅棗干果表面菌落總數(shù)為1.74 lg CFU/g，當(dāng)電壓上升為71 k V時，紅棗表面菌落總數(shù)由3.15 lg CFU/g下降為1.43 lg CFU/g，此時殺菌率高達(dá)98.1%。當(dāng)電壓為78 k V時，DBD可使紅棗表面菌落數(shù)減少1.77 lg CFU/g，此時殺菌率為98.3%，與71 k V條件下的殺菌率無顯著差別，推測由于在高電壓（>71 kV）條件處理下，DBD設(shè)備放電劇烈，導(dǎo)致包裝盒有輕微的穿孔，致使產(chǎn)生的等離子體有部分外漏，故綜合考慮選擇實驗中點為64 k V，處理電壓的選擇范圍為57～71 kV。

圖1 等離子體不同單因素條件對紅棗表面殺菌率的影響Fig.1 Effect of different single factor on thesterilization efficiency of dried jujube fruit

2.1.2 DBD處理時間的確定 由圖1B可知，DBD對紅棗干果的殺菌率隨著處理時間的延長整體呈現(xiàn)遞增趨勢。DBD對紅棗干果的殺菌率隨著處理時間的延長而顯著提高（P<0.05）。當(dāng)單次處理時間為30 s時，菌落總數(shù)由原先的3.15 lg CFU/g下降為2.56 lg CFU/g，殺菌率為75.2%。處理時間增至120 s時，紅棗表面菌落總數(shù)下降至1.48 lg CFU/g，此時殺菌率達(dá)98.0%，說明隨著處理時間的增加，等離子體技術(shù)對食物表面的殺菌效果越好，與Choi等[27]試驗結(jié)果較為一致，當(dāng)處理時間高于120 s后，殺菌率趨于平緩。當(dāng)處理時間為150 s時，此時表面的菌落總數(shù)為1.11 lg CFU/g，殺菌率為99.1%，殺菌結(jié)果與單次處理時間120 s時的數(shù)據(jù)無顯著性差異。綜上，以單次處理時間120 s為中點，響應(yīng)面試驗選取單次處理時間的最佳范圍為90～150 s。

2.1.3 DBD處理頻率的確定 由圖1C可知，隨著處理頻率的增加，紅棗干果的殺菌率先增長再趨于平緩后緩慢下降。當(dāng)處理頻率小于90 Hz時，殺菌率隨著處理頻率的升高顯著提高（P<0.05），當(dāng)頻率高于90 Hz時，殺菌率隨著處理頻率的升高趨于平緩并有所下降。當(dāng)處理頻率為50 Hz時，紅棗干果的菌落數(shù)由3.15 lg CFU/g下降為1.98 lg CFU/g。由50 Hz上升到90 Hz時，紅棗表面的菌落總數(shù)由1.98 lg CFU/g降低為1.54 lg CFU/g，殺菌率由93.4%上升為97.6%。當(dāng)處理頻率上升為130 Hz時，殺菌率可達(dá)96.8%，此時殺菌效果顯著高于處理頻率為50 Hz時的殺菌率。殺菌頻率條件為90 Hz時殺菌效果最佳，綜上，頻率選擇范圍為70～110 Hz。

2.2 優(yōu)化試驗結(jié)果與參數(shù)分析

2.2.1 響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗設(shè)計與結(jié)果 實驗由軟件Design-export中Box-Behnken Design（BBD）設(shè)計完成，設(shè)計三因素三水平，共15組隨機(jī)實驗[28]。實驗設(shè)計表及結(jié)果見表2。

表2 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Design and results of Box-Behnken test

2.2.2 回歸方程的建立及顯著性分析 利用Design Expert軟件對實驗進(jìn)行多元回歸分析，得到響應(yīng)值與各因素之間的二次回歸擬合方程。如下：

此模型的方差分析如表3所示。

由表3可知，模型極顯著（P<0.0001），說明本文構(gòu)建的二次回歸模型具有統(tǒng)計學(xué)意義。而模型的失擬項不顯著（P=0.4028>0.05），說明該模型與實際實驗結(jié)果擬合度較好。模型的決定系數(shù)R2=0.9916，校正系數(shù)R2adj=0.9809，說明該模型可以很好解釋試驗結(jié)果。從模型中可以看到各個因素及之間的交互作用對紅棗干果殺菌率的影響，其中一次項X1、X2，交互項X1X2，X1X3和二次項X12、X32對應(yīng)的響應(yīng)值的影響是極顯著的（P<0.01）；說明該模型不是簡單的線性模型[29]。F值反映各因素之間對響應(yīng)值的貢獻(xiàn)程度，F(xiàn)值越大，說明該因素的影響越大。根據(jù)表3的F值大小，得到的各因素影響值排序為：電壓>時間>頻率。

表3 模型的方差分析結(jié)果Table 3 Variance analysis results of the mode

2.2.3 響應(yīng)曲面各因素交互作用結(jié)果分析 利用Design Expert V 8.0.6軟件對各因素及其交互作用對響應(yīng)值的影響進(jìn)行分析，所得的紅棗殺菌率與各因素的響應(yīng)面3D圖如下。以下三個3D響應(yīng)面圖分別反映了三個因素X1、X2、X3的交互作用對響應(yīng)值殺菌率的影響。

2.2.3.1 工作電壓與處理時間之間的交互作用 圖2為固定處理頻率為90 Hz時，處理電壓和處理時間的殺菌率響應(yīng)曲面圖，可以看出處理時間和電壓交互作用對響應(yīng)值的影響極顯著（P<0.01），圖中兩因素的等高線趨于橢圓形，曲面坡度較為陡峭，表明處理電壓與處理時間交互作用顯著[30]。當(dāng)處理電壓一定時，紅棗的殺菌率隨著處理時間的增大而增大。當(dāng)處理時間一定時，紅棗殺菌率隨著處理電壓的增大而呈現(xiàn)先快速增大后趨于平緩的趨勢，由圖2可知當(dāng)處理電壓為64～71 kV，處理時間高于120 s時，殺菌率趨于最大值。響應(yīng)曲面的形狀反映了各因素對變量的交互作用。等高線曲率越大，表明交互作用對響應(yīng)值的影響越顯著，處理電壓比處理時間的曲率大，說明電壓對等離子體殺菌率更顯著。

圖2 處理時間和處理電壓交互作用對紅棗干果殺菌率的響應(yīng)面圖Fig.2 Responsesurface of the effectsbetween treatment time and treatment voltage on sterilization efficiency of dried jujube

2.2.3.2 工作電壓與處理頻率之間的交互作用 由圖3為固定處理時間為120 s時，處理電壓和處理頻率對殺菌率影響的響應(yīng)曲面圖。由圖可知處理電壓和處理頻率的交互作用對紅棗殺菌率的影響極顯著（P<0.01）。處理頻率與處理電壓兩因素相互作用的等高線圖呈橢圓，3D曲面圖坡度陡峭，表明兩因素交互作用強(qiáng)，對響應(yīng)值影響較大。沿著處理電壓方向，等高線密度明顯高于處理頻率方向，說明處理電壓對紅棗殺菌率的影響大于處理頻率。當(dāng)處理頻率一定時，殺菌率隨著處理電壓的增大先增大后緩慢下降，當(dāng)處理電壓一定時，殺菌率隨著頻率的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，處理電壓在60～67 k V，處理頻率在80～100 Hz間，殺菌率達(dá)到最大值。

圖3 處理頻率和處理電壓交互作用對紅棗干果殺菌率的響應(yīng)面圖Fig.3 Response surface for the effects of processing frequency and processing voltage on sterilization efficiency of dried jujube

2.2.3.3 工作電壓與處理頻率之間的交互作用 圖4為固定處理電壓為64 kV時，處理時間與處理頻率對殺菌率影響的響應(yīng)曲面圖，兩因素的等高線圖趨于圓形，3D曲面圖較為平滑，兩因素之間的交互作用對響應(yīng)值較強(qiáng)，方差分析結(jié)果表示兩因素間交互作用不顯著（P>0.05），對殺菌率的影響較小。處理時間方向等高線密度高于處理頻率，表明說明處理時間對紅棗殺菌率的影響大于處理頻率。由圖4可知，當(dāng)處理時間一定時，殺菌率隨著處理頻率的升高先緩慢上升，后緩慢下降；當(dāng)處理頻率一定時，殺菌率隨著處理時間的提高而提高。

圖4 處理頻率和處理時間交互作用對紅棗干果殺菌率的響應(yīng)面圖Fig.4 Response surface for the effects of processing frequency and processing timeon sterilization efficiency of dried jujube

2.2.4 最佳工藝條件的確定及驗證實驗 通過軟件分析可得最佳殺菌條件為：處理電壓為64.56 kV、單次處理時間為148.60 s、處理頻率為86.34 Hz，在此最佳條件下預(yù)測的殺菌率為100%，但為了實際操作簡便，選取的最佳操作工藝條件為：處理電壓為65 k V、處理時間為150 s、處理頻率為86 Hz，以此條件實驗重復(fù)三次取平均值，得到的殺菌率99.6%±2%，與預(yù)測值的相對誤差較小，說明用該回歸方程來分析和預(yù)測最佳殺菌率效果理想。經(jīng)測定，處理后紅棗內(nèi)核溫度為（11.6±1.1）℃，處理前的溫度為（8.7±0.6）℃，處理前后溫差較小。

2.3 DBD優(yōu)化處理前后與傳統(tǒng)冷殺菌處理紅棗干果品質(zhì)比較

由表4可知，經(jīng)過DBD處理與傳統(tǒng)冷殺菌方法—紫外輻照處理后的兩組紅棗樣品，在感官指標(biāo)（紅度值、亮度值）以及品質(zhì)指標(biāo)（可溶性固形物、維生素C、可滴定酸和水分含量）均無顯著差別，表明DBD和紫外輻照處理均不會對紅棗干果品質(zhì)造成影響。經(jīng)過響應(yīng)曲面優(yōu)化的DBD最佳條件對菌落總數(shù)殺菌率最高可達(dá)99.6%，經(jīng)紫外殺菌后檢測殺菌率最高可達(dá)91.4%。結(jié)果表明，與紫外輻照殺菌相比，等離子體冷殺菌技術(shù)在用時更短的情況下具有更高的殺菌效果，且對處理后的品質(zhì)無顯著影響。

表4 紅棗干果不同殺菌處理前后品質(zhì)指標(biāo)Table4 Quality index of dried jujube fruit before and after different sterilization treatment

2.4 DBD處理對紅棗貯藏期內(nèi)表面微生物數(shù)量的影響

在最佳處理條件下，紅棗干果處理組與未處理組在貯藏期內(nèi)表面微生物情況如圖5所示。在整個貯藏期間紅棗表面微生物數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢，不同貯藏期內(nèi)對照組紅棗表面的菌落總數(shù)（圖5A）、霉菌和酵母總數(shù)（圖5B）、大腸菌群數(shù)（圖5C）均顯著（P<0.05）低于等離子體處理組；貯藏期內(nèi)微生物超標(biāo)情況參考企業(yè)干紅棗標(biāo)準(zhǔn)[31]（菌落總數(shù)≤3 lg CFU/g、霉菌與酵母總數(shù)≤1.70 lg CFU/g、大腸菌群數(shù)≤1.45 lg MPA/100 g），由圖5A和5B可知，貯藏0 d時，對照組的原始菌落總數(shù)、霉菌與酵母總數(shù)數(shù)量分別為3.15和2 lg CFU/g，已超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值，此時處理組殘余的菌落總數(shù)為0.78 lg CFU/g，霉菌與酵母總數(shù)和大腸菌群未檢測出，微生物數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，等離子體處理組菌落總數(shù)、霉菌和酵母總數(shù)、大腸菌群數(shù)比對照組分別降低2.37、2.0 lg CFU/g和1.25 lg MPA/100 g；由圖5B可知，當(dāng)貯藏至60 d，處理組的霉菌與酵母總數(shù)為1.7 lg CFU/g，顯著低于對照組的3.18 lg CFU/g，此時超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的霉菌與酵母總數(shù)。為進(jìn)一步探究菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)超標(biāo)的天數(shù)情況，對紅棗干果的貯藏時間進(jìn)行延長處理。當(dāng)貯藏期至90 d時，處理組的大腸菌群數(shù)為1.48 lg MPA/100 g，超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大腸菌群數(shù)限量；當(dāng)貯藏期至105 d時，處理組干紅棗的菌落總數(shù)為3.02 lg CFU/g，比對照組減少了1.85個lg CFU/g，已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的菌落總數(shù)限量。

圖5 等離子體處理對紅棗干果貯藏期內(nèi)表面微生物數(shù)量的影響Fig.5 Effect of plasma treatment on surface microorganism of dried jujube during storage period

綜上所述，等離子體處理可以有效抑制紅棗表面霉菌和主要致病菌，延緩貯藏期內(nèi)微生物的生長，減少霉變的發(fā)生，從而顯著的延長紅棗干果貯藏期，且可延長貯藏期50 d以上。

3 討論

等離子體殺菌主要通過產(chǎn)生各種ROS（O3、NO2、H2O2、1O2等）對菌體產(chǎn)生氧化作用[32]，最終導(dǎo)致菌體死亡。處理時間的延長和處理電壓的升高有利于產(chǎn)生更多活性物質(zhì)，并使其對紅棗表面的微生物作用更加充分，破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)，破壞細(xì)菌DNA，使微生物崩潰裂解，最終導(dǎo)致細(xì)菌的死亡[33]。本研究中，DBD設(shè)備對紅棗殺菌作用隨著時間的增加先上升后平緩，這一結(jié)果與Hu等[34]結(jié)果基本一致。推測當(dāng)單次處理時間高于150 s時，密閉空氣中產(chǎn)生的與紅棗表面反應(yīng)的活性物質(zhì)濃度基本飽和。此外，當(dāng)處理電壓高于50 k V時，殺菌率隨電壓的升高而增長，這一結(jié)果與Kim等[35]研究結(jié)果較為一致，隨著電壓的升高，等離子體對豬肉病原菌的殺菌率也隨之提高；但當(dāng)電壓高于71 kV后，紅棗干果的殺菌率趨于平緩，推測是高電壓情況下加劇氣體碰撞,因電離狀態(tài)不穩(wěn)定,各類粒子進(jìn)一步聚合或反應(yīng)消耗，導(dǎo)致有效殺菌成分不再增加[36]。

本研究首次嘗試運(yùn)用頻率因素探究對紅棗干果殺菌率的影響，在一定范圍內(nèi)，殺菌率隨處理頻率升高而顯著升高，與Takaki等[37]研究較為一致。當(dāng)處理頻率高于90 Hz時，殺菌率趨于平緩后呈下降趨勢，但具體的原因還需進(jìn)一步深入探究。多因素方差分析中顯示頻率因素對殺菌率無顯著影響，處理電壓與處理頻率兩因素的交互作用對殺菌率的影響是顯著的，本文初探DBD設(shè)備處理頻率和處理電壓、處理時間的交互作用對紅棗表面微生物降解效果，處于淺層研究階段，是否繼續(xù)深入研究頻率因素對微生物的殺菌效能及機(jī)理是還需進(jìn)一步實驗研究和驗證。

等離子體冷殺菌技術(shù)對于加工包裝食品殺菌具有巨大優(yōu)勢，因其處理樣品時可直接在包裝內(nèi)殺菌，減少手工及運(yùn)輸過程等產(chǎn)生的二次污染的可能性，方便快捷。同時處理后樣品溫升小，不會對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響，可以有效的延長包裝食品的貨架期，是一種極具商業(yè)價值的冷殺菌技術(shù)。

4 結(jié)論

低溫等離子體對紅棗干果的殺菌率在一定條件下隨著工作頻率、工作電壓和工作時間的升高先顯著（P<0.05）上升后趨于平緩；響應(yīng)曲面優(yōu)化的最佳條件為：工作電壓為65 kV、處理時間為150 s、工作頻率為86 Hz。在此最佳工藝條件下可使紅棗干果表面菌落總數(shù)從3.15 lg CFU/g降到0.78 lg CFU/g，殺菌率達(dá)到99.6%。原始霉菌和酵母以及大腸菌群均未檢出，并且不會對處理后的干紅棗感官和理化指標(biāo)有顯著影響，綜合殺菌保質(zhì)效果優(yōu)于紫外輻照。此外，等離子體殺菌處理后可以有效減緩紅棗干果貯藏期內(nèi)微生物數(shù)量的增加，可以顯著地延長紅棗干果貯藏期。