新型綠色農(nóng)產(chǎn)品清洗減菌技術(shù)研究進(jìn)展

歷翔宇，肖更生，吳繼軍，徐玉娟，溫靖，王治同，林羨*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510610；3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225）

近年來，人們對生鮮農(nóng)產(chǎn)品需求日益增加，隨之而來的微生物安全問題也不斷出現(xiàn)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品在加工、包裝和運(yùn)輸過程的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能被微生物污染，從而導(dǎo)致貨架期的縮短，甚至引發(fā)食源性疾病[1]。據(jù)報(bào)道，食源性疾病大多是由微生物污染引發(fā)的[2]。受污染農(nóng)產(chǎn)品導(dǎo)致的食源性疫情通常涉及的致病微生物包括大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、蠟樣芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等[3]。

采收后，農(nóng)產(chǎn)品的表面清洗是微生物控制的重要環(huán)節(jié)。用流動(dòng)的清水清洗農(nóng)產(chǎn)品，能夠有效去除表面可見的泥土及雜質(zhì)，但去除微生物的效果十分有限。為了加強(qiáng)減菌效果，在清洗過程中經(jīng)常會(huì)加入含氯殺菌劑等化學(xué)殺菌劑，此做法易造成化學(xué)殘留的風(fēng)險(xiǎn)，對人體健康存在潛在危害?？紤]到食品安全問題，近年來新型綠色表面清洗減菌技術(shù)受到了研究人員的關(guān)注，在清洗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品表面減菌，從而減少生鮮農(nóng)產(chǎn)品微生物安全隱患，并更好地維持食品的感官和營養(yǎng)品質(zhì)。本文對各種新型綠色表面減菌技術(shù)的工作原理及其在食品工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行介紹，并對各種清洗減菌技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，同時(shí)討論各技術(shù)存在的局限性和應(yīng)用前景，以期為農(nóng)產(chǎn)品表面清洗減菌技術(shù)相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。

1 物理清洗減菌技術(shù)

物理清洗減菌技術(shù)具有無化學(xué)殘留、對農(nóng)產(chǎn)品感官品質(zhì)及營養(yǎng)成分影響小的特點(diǎn)，符合消費(fèi)者對食品少添加、少殘留的需求。目前，物理清洗減菌技術(shù)主要有超聲波清洗技術(shù)和微納米氣泡清洗技術(shù)。物理清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果見表1。

表1 物理清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果Table 1 Bacterial reduction effects of physical cleaning and bacterial reduction technologies for agricultural products

1.1 超聲波清洗

超聲波是通過物體振動(dòng)產(chǎn)生的聲波，其振動(dòng)頻率通常大于20 kHz。超聲波主要是由具有磁致伸縮或具有壓電效應(yīng)的晶體振動(dòng)而產(chǎn)生。其中，低頻超聲波（20 kHz～100 kHz）適用于食品領(lǐng)域，可通過單獨(dú)或與化學(xué)消毒劑結(jié)合使用以進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的清洗減菌、去除農(nóng)殘，且具有環(huán)保、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)[11]。

1.1.1 超聲波清洗技術(shù)原理

超聲波清洗農(nóng)產(chǎn)品以達(dá)到去除農(nóng)殘和殺滅表面微生物的機(jī)理可歸因于超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)?？栈?yīng)是在均質(zhì)的液體介質(zhì)中形成的小氣泡（空腔）受到壓力突然下降而觸發(fā)的快速的物理現(xiàn)象[11]。超聲波對微生物的滅活有兩種機(jī)制，一種是空化氣泡爆炸產(chǎn)生巨大的液壓沖擊波和熱量，從而破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜對細(xì)胞形成物理損傷。另一種則是當(dāng)空化氣泡破裂時(shí)，污染物分子和水分子一起被分解，水分子裂解產(chǎn)生的活性羥自由基進(jìn)入細(xì)胞，與其內(nèi)部成分發(fā)生反應(yīng)，造成微生物細(xì)胞失活。這種羥自由基對有機(jī)污染物有強(qiáng)烈氧化作用，因此在減少農(nóng)產(chǎn)品表面微生物的同時(shí)還可降解農(nóng)產(chǎn)品表面農(nóng)殘[7]。

1.1.2 超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用

超聲波作為一種清洗減菌方式對多種農(nóng)產(chǎn)品有顯著的減菌效果。農(nóng)產(chǎn)品、微生物種類以及操作條件都對超聲波清洗的減菌效果有所影響。超聲清洗可顯著減少卷心菜、生菜、歐芹和草莓表面的大腸桿菌，但在同樣的功率和處理時(shí)間下，減菌效果存在明顯差異[7]，這種差異的存在可能是由于農(nóng)產(chǎn)品表面的光滑程度影響了微生物的附著能力。使用40 kHz超聲波處理萵苣，隨著處理時(shí)間的延長，其表面大腸桿菌、沙門氏菌和李斯特菌均逐漸減少直至完全滅活，并且未對其造成顏色和感官上的不良影響[6]。在一定功率范圍內(nèi)，超聲功率越高，萵苣表面大腸桿菌O157：H7減少量越多[5]。與果蔬類農(nóng)產(chǎn)品相比，超聲波技術(shù)應(yīng)用于牛肚表面清洗，可使牛肚表面的微生物減菌率大幅提高，減菌量達(dá) 6.56 lg（CFU/g）[9]。

為了提高超聲波的減菌效果，不少研究者將超聲波與其他技術(shù)組合應(yīng)用并獲得良好的效果。Afari等[5]發(fā)現(xiàn)，超聲波和電解水結(jié)合，顯著增加了電解水的氧化還原電位，但不影響游離氯濃度和pH值，可使萵苣表面大腸桿菌和沙門氏菌減少 4.4lg（CFU/g）和 4.3lg（CFU/g），顯著優(yōu)于單獨(dú)使用超聲波的減菌效果。Seymour等[7]分別使用水、氯化水、以水為介質(zhì)的超聲波清洗和以氯化水為介質(zhì)的超聲波清洗萵苣，所得萵苣表面沙門氏菌的減少量分別達(dá) 0.7、1.7、1.5、2.7 lg（CFU/g），該結(jié)果也證實(shí)了超聲波可以增強(qiáng)洗滌劑的減菌效果。

1.2 微納米氣泡清洗

微納米氣泡是指直徑在數(shù)十微米和數(shù)十納米之間的微小氣泡，與傳統(tǒng)氣泡相比，具有體積小、比表面積大、在液體中停留時(shí)間長、傳質(zhì)效率高、zeta電位高以及能產(chǎn)生羥自由基等優(yōu)勢?，F(xiàn)有的裝備主要通過加壓溶解氣體法、分散空氣法、電化學(xué)方法、超聲空化和溶液置換法等方式產(chǎn)生微納米氣泡[12]。近年來，作為一種高效環(huán)保的氣液相處理工藝，微納米氣泡已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、環(huán)境污染控制、海洋、農(nóng)業(yè)和食品加工領(lǐng)域。

1.2.1 微納米氣泡清洗技術(shù)原理

微納米氣泡的清洗減菌作用與其高效的氣體轉(zhuǎn)移和潛在的活性氧自由基生成能力有關(guān)[13]。微納米氣泡比表面積大、氣體溶解能力強(qiáng)，能夠把氣體轉(zhuǎn)移到水中，形成氣泡。氣泡在破裂時(shí)產(chǎn)生能量和羥基自由基，從而產(chǎn)生殺菌作用，同時(shí)有助于對農(nóng)產(chǎn)品表面雜質(zhì)進(jìn)行吸附、洗滌，起到清洗污物和清除附著在農(nóng)產(chǎn)品表面微生物的作用[14]。

1.2.2 微納米氣泡清洗技術(shù)應(yīng)用

Lee等[15]分別使用微納米氣泡、臭氧及二者協(xié)同作用處理板栗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微納米氣泡清洗可明顯減少板栗表面微生物，進(jìn)而減緩板栗在貯藏過程的腐爛。而微納米氣泡和微納米氣泡結(jié)合臭氧協(xié)同處理對板栗表面微生物的抑菌效果明顯優(yōu)于單獨(dú)使用臭氧處理組，其原因與微納米氣泡對氣體溶解力強(qiáng)，從而提高了氣體在應(yīng)用過程的穩(wěn)定性有關(guān)。因此，微納米氣泡清洗在使用過程中通常協(xié)同一些殺菌劑，以提高單一處理的減菌效果。例如，使用次氯酸鈉電解水結(jié)合超細(xì)微納米氣泡處理白菜樣品，可明顯減少白菜表面活菌數(shù)[10]。微納米氣泡結(jié)合二氧化碳處理鮮切蔥，可有效地降低鮮切蔥表面的菌落總數(shù)，并減緩鮮切蔥變質(zhì)速度和延長保鮮期[16]。微納米氣泡結(jié)合臭氧水清洗水產(chǎn)品，能有效延長產(chǎn)品貨架期，且對水產(chǎn)品的肉質(zhì)無明顯損傷，明顯提高臭氧的利用率[17]。

2 化學(xué)清洗減菌技術(shù)

近年來，電解水、二氧化氯、有機(jī)酸和臭氧等化學(xué)減菌處理因其減菌效率高、廣譜性強(qiáng)、副產(chǎn)物和殘留物毒性低或無毒性的優(yōu)點(diǎn)，在食品行業(yè)中的關(guān)注度逐年上升?；瘜W(xué)清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果見表2。

表2 化學(xué)清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果Table 2 Sterilization effects of different chemical cleaning and bacterial reduction technologies for agricultural products

續(xù)表2 化學(xué)清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果Continue table 2 Sterilization effects of different chemical cleaning and bacterial reduction technologies for agricultural products

2.1 電解水清洗

電解水又稱電生功能水、離子水或電位水，是稀鹽溶液在電解槽內(nèi)被電解，從而使其pH值、有效氯濃度（available chlorine concentration，ACC）及氧化還原電位（oxidation-reduction potential，ORP）等指標(biāo)發(fā)生改變所產(chǎn)生的具有特殊功能的酸性（pH≤3.0）、弱酸性（pH5.0～6.5）、中性（pH7.0～8.0）和堿性（pH10.0～13.0）電解水的總稱[43]。電解槽通電后，帶負(fù)電荷的離子向陽極移動(dòng)，氧化生成鹽酸、次氯酸。帶正電荷的離子向陰極移動(dòng)，被還原生成氫氧化鈉。當(dāng)陽極和陰極被膜隔開時(shí)，陽極富集H+產(chǎn)生低pH值的酸性電解水，陰極產(chǎn)生富集OH-的堿性電解水，當(dāng)陰陽兩極不隔開時(shí)則產(chǎn)生弱酸性或中性電解水[44]。由于電解水具有高效廣譜的殺菌能力和低成本的運(yùn)行費(fèi)用，電解水滅活食源性病原體或去農(nóng)殘的應(yīng)用被廣泛關(guān)注。

2.1.1 電解水清洗技術(shù)原理

電解水的殺菌效果主要取決于其pH值、ORP和有效氯濃度值的大小。1）pH值：細(xì)菌生長的理想pH值為4～9，酸性電解水較低的pH值可對微生物細(xì)胞外膜造成刺激，使其主要活性成分次氯酸（HClO）進(jìn)入微生物細(xì)胞，從而破壞細(xì)胞內(nèi)酶并導(dǎo)致細(xì)胞死亡；2）ORP值：需氧細(xì)菌適宜生長的ORP范圍是200 mV～800 mV，厭氧細(xì)菌適宜生長ORP范圍是-700 mV～200 mV，而電解水高ORP（≥750mV）的特性會(huì)改變微生物細(xì)胞內(nèi)電子流，破壞細(xì)胞膜，氧化細(xì)胞內(nèi)的酶，導(dǎo)致微生物細(xì)胞死亡；3）有效氯濃度（如 HClO、Cl2和 ClO-）：HClO 是電解水中最活躍的氯，能有效破壞微生物細(xì)胞膜，并與微生物DNA和線粒體發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致微生物死亡[22]。Zeng等[45]研究了電解水對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌機(jī)制，發(fā)現(xiàn)電解水處理1 min加劇了細(xì)菌膜的通透性，導(dǎo)致電導(dǎo)率增加，以及細(xì)胞內(nèi)DNA、K+和蛋白質(zhì)迅速泄漏。透射電鏡結(jié)果進(jìn)一步表明，電解水的抗菌機(jī)制與微生物細(xì)胞膜屏障的破壞、細(xì)胞膜通透性的改變、細(xì)胞內(nèi)容物的流出和關(guān)鍵酶的失活有關(guān)。

2.1.2 電解水清洗技術(shù)應(yīng)用

電解水因其操作簡單、成本低、安全且環(huán)保，現(xiàn)已作為次氯酸鈉消毒的新興替代品廣泛用于農(nóng)產(chǎn)品的清洗減菌。研究表明電解水處理可顯著減少豆芽、卷心菜、牛肉、雞蛋等表面微生物且不影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[18，22-23，25]。Puligundla 等[19]發(fā)現(xiàn)使用電解水清洗花椰菜苗，可使其表面的霉菌和酵母菌均大幅減少，但不損害花椰菜苗水分水平、總酚含量、1，1-二苯基-2-苦基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除活性、還原糖含量和感官特性等品質(zhì)。電解水的pH值、ORP和有效氯濃度值等參數(shù)是影響其殺菌效果的重要因素。研究表明，隨著電解水pH值的降低，其對鮮切香菜表面大腸桿菌的減菌效果明顯提高[24]。電解水pH值的下降、有效氯濃度的增加可提高紅甘藍(lán)表面霉菌、酵母菌、鼠傷寒沙門氏菌的減菌效果[20]。此外，處理時(shí)間也會(huì)影響減菌效果，隨著處理時(shí)間的延長，芹菜表面需氧菌總數(shù)在7 min內(nèi)從7.61 lg（CFU/g）顯著降低至2.98 lg（CFU/g）[24]?？梢?，電解水具有很好的殺菌能力，在適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下不會(huì)對產(chǎn)品質(zhì)量造成顯著影響，適用于農(nóng)產(chǎn)品的清洗減菌。

近年來，也有研究發(fā)現(xiàn)電解水與其他方法結(jié)合使用可以更好地發(fā)揮減菌作用。Hao等[26]先后使用酸堿電解水清洗香菜，所得表面需氧菌和沙門氏菌減少量遠(yuǎn)高于單一使用酸性或堿性電解水。Liu等[21]采用電解水結(jié)合溫?zé)崽幚砦魈m花，顯著減少了其表面微生物，并維持了原有的品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。

2.2 等離子體活化水清洗

等離子體是除固、液、氣物質(zhì)外的第四種狀態(tài)，是由中性氣體在大氣或低壓下通過放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、微波、射頻波或滑動(dòng)電弧放電產(chǎn)生的激發(fā)或未激發(fā)的分子、原子、自由電子、具有正負(fù)電荷的離子以及自由基等的集合體[46]。等離子體活化水（plasma active water，PAW）是通過冷大氣等離子體（cold atmospheric plasma，CAP）處理水，操作過程中控制其電壓、載氣、溫度、脈沖或頻率而生成的。與未經(jīng)處理的水相比，PAW具有較低的pH值、較高的電導(dǎo)率和較高的氧化還原電位[47]。

2.2.1 等離子體活化水清洗技術(shù)原理

等離子體暴露于水中后產(chǎn)生的活性氧（reactive oxy gen species，ROS）和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）是PAW中破壞細(xì)菌的關(guān)鍵成分。其中，ROS包括·OH、H2O2、O3、單線態(tài)氧（1O2）和 O2-·等，被認(rèn)為是主要的殺菌劑，可通過破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，并進(jìn)入細(xì)胞造成內(nèi)部成分的損傷而使微生物致死。RNS包括NO2、NO2-和 NO3-等，能在水溶液中形成 HNO2、HNO3，可導(dǎo)致水溶液酸化而使微生物失活。此外，活性氧和活性氮的協(xié)同作用也是等離子體滅菌的重要機(jī)制之一[48]。

2.2.2 等離子體活化水清洗技術(shù)應(yīng)用

由于具有非熱、能耗低、抗菌效果好、無化學(xué)殘留及無二次污染等特點(diǎn)，PAW處理在食品清洗減菌方面受到了極大的關(guān)注。研究表明，低溫等離子體活化水能在消除農(nóng)產(chǎn)品微生物污染的同時(shí)維持農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。等離子體活化水處理可使生鮮黃魚和雞蛋表面腸炎沙門氏菌明顯減少但不影響其理化指標(biāo)及感官特性[30-31]。等離子體活化水處理可顯著減少綠豆芽上的酵母菌和霉菌，并維持綠豆芽的抗氧化能力、感官特性以及總酚含量和類黃酮含量[27]。研究還表明，使用等離子體活化水清洗楊梅，可使楊梅貯藏期間的微生物數(shù)量減少1.1 lg（CFU/g），且在貯藏期間楊梅的硬度、顏色等感官指標(biāo)明顯優(yōu)于未處理組[28]。

操作條件（如電壓、放電時(shí)間）、處理時(shí)間、微生物和農(nóng)產(chǎn)品種類等是影響等離子體活化水減菌效果的重要因素。使用電壓分別為6、8、10 kV的條件下生成的等離子體活化水清洗蘋果，蘋果表面需氧菌減少量分別為（0.37±0.03）、（1.05±0.07）、（0.28±0.04）lg（CFU/g）[29]，由此可見只有最適合的電壓才會(huì)得到最好的減菌效果。激活放電時(shí)間越長，等離子體活化水對草莓表面清洗減菌的效果越好[28]。還有研究表明等離子體活化水處理黃魚，黃魚表面沙門氏菌隨處理時(shí)間的延長而減少[30]。與表面不平整的農(nóng)產(chǎn)品相比，表面光滑的農(nóng)產(chǎn)品上的微生物種群更容易被滅活[49]。此外，有研究表明等離子體活化水與其他技術(shù)結(jié)合使用可以獲得更好的減菌效果。Royintarat等[34]采用超聲波和等離子體活化水聯(lián)合處理雞肉、Liao等[33]使用等離子體活化水結(jié)合溫?zé)崽幚硭?、Xiang等[32]使用等離子體活化水聯(lián)合溫?zé)崽幚砥咸?，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合處理的減菌效果均優(yōu)于單一處理。

2.3 有機(jī)酸清洗

有機(jī)酸是具有酸性的有機(jī)化合物，在食品工業(yè)中被廣泛用作新型殺菌劑并被普遍認(rèn)為具有使用安全性[50]。常見的有機(jī)酸包括醋酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸和丁二酸等。目前，研究者已確證了其在多種食品基質(zhì)中的抗菌活性。

2.3.1 有機(jī)酸清洗技術(shù)作用機(jī)制

有機(jī)酸是通過降低微生物細(xì)胞的環(huán)境和細(xì)胞pH值干擾膜的運(yùn)輸和滲透性，從而殺死微生物[51]。有機(jī)酸以未解離和解離的形式存在，未解離的分子可以穿透微生物膜，進(jìn)入微生物細(xì)胞，隨后遇到接近中性的pH值環(huán)境，分解成帶電荷的陰離子和質(zhì)子。解離的有機(jī)酸可以導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部酸化，消除細(xì)胞膜上的電化學(xué)質(zhì)子梯度，使細(xì)胞內(nèi)酶失活并抑制細(xì)胞的代謝反應(yīng)[52]。

2.3.2 有機(jī)酸清洗技術(shù)應(yīng)用

大部分有機(jī)酸被美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）認(rèn)定為“一般認(rèn)定安全”，安全系數(shù)較高，已被用作各種農(nóng)副產(chǎn)品的殺菌劑。有機(jī)酸的殺菌效果與酸的種類和濃度、處理時(shí)間、微生物和農(nóng)產(chǎn)品種類等因素密切相關(guān)。在果蔬類農(nóng)產(chǎn)品中，有機(jī)酸清洗可顯著減少歐芹、生菜、蘋果、胡蘿卜的表面微生物，但減菌效果差異較大，減菌率達(dá)1.12 lg（CFU/g）～5.40 lg（CFU/g）[35-37，41]。其中，采用 1.9%醋酸清洗生菜的減菌效果最顯著，清洗10 min后生菜表面大腸桿菌減少5.4 lg（CFU/g）[53]。與其他清洗減菌方式相比，有機(jī)酸在肉類農(nóng)產(chǎn)品中的應(yīng)用更廣泛。研究表明，有機(jī)酸清洗使牛肉表面的菌落總數(shù)減少1 lg CFU/cm2～1.6 lg CFU/cm2，使雞胸肉表面的沙門氏菌含量減少1.3 lg（CFU/g）～3.2 lg（CFU/g）[38-39]。

此外，為了提高有機(jī)酸減菌效果，Sabillón等[42]使用5%乳酸協(xié)同氯化鈉溶液對小麥進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小麥表面需氧中溫細(xì)菌和大腸桿菌分別減少3.1 lg（CFU/g）和 4.5 lg（CFU/g）。Sengun 等[41]使用4.46%檸檬酸和4.03%醋酸清洗胡蘿卜，30 min后胡蘿卜表面沙門氏菌被完全殺滅。

3 精油清洗減菌技術(shù)

精油是從草本植物和香料（如花、葉、種子、根和水果）中提取的具有揮發(fā)性和芳香性的油狀液體。部分精油如肉桂、丁香、百里香、迷迭香、鼠尾草和牛至精油等因具有抗菌和抗氧化的特性，可作為殺菌劑用于農(nóng)產(chǎn)品的表面減菌[54]。植物精油具有天然、無毒以及廣譜殺菌性的特點(diǎn)，是一種極具潛力的農(nóng)產(chǎn)品殺菌劑。精油清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果見表3。

表3 精油清洗減菌技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的減菌效果Table 3 Sterilization effects of different essential oil cleaning and bacterial reduction technologies for agricultural products

3.1 精油清洗減菌技術(shù)原理

精油中的主要抗菌成分有酸、醛、酮、酚類、萜烯類、脂肪醇和異黃酮等物質(zhì)。精油中各種成分的協(xié)同作用決定了它的抗菌活性[59]。精油抗菌通常是多作用機(jī)制的，其主要作用位點(diǎn)包括微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、DNA、呼吸和能量代謝，精油可直接作用于微生物細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加細(xì)胞膜通透性，使重要離子和不溶性化合物從細(xì)胞中滲出，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[60]。研究表明，肉桂精油可以破壞大腸桿菌細(xì)胞壁的完整性，抑制細(xì)胞壁成分的合成，從而起到減菌作用[61]。巖野青蒿精油與微生物DNA相互作用，導(dǎo)致DNA鏈斷裂[62]。瓦倫西亞橙精油可以影響金黃色葡萄球菌的基因表達(dá)，并促進(jìn)細(xì)胞溶解[63]。同時(shí)，精油還可以通過抑制致病菌細(xì)胞中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和運(yùn)輸，干擾營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸和代謝，從而抑制甚至阻止病原菌產(chǎn)生能量導(dǎo)致其停止生長和繁殖[64]。

3.2 精油清洗減菌技術(shù)應(yīng)用

由于精油具有環(huán)境無污染和生物安全的特性，因此被FDA認(rèn)定為可用的食品添加劑[65]。研究表明，植物精油可有效減少萵苣、菠菜、番茄、芥菜等農(nóng)產(chǎn)品表面的致病菌[53-55]。精油的抗菌效率與精油類別和濃度、保持時(shí)間、微生物和農(nóng)產(chǎn)品種類等因素密切相關(guān)。Khaleque等[66]使用不同濃度丁香精油對牛肉進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)，10%的丁香精油能完全滅活牛肉表面單增李斯特菌，而5%的丁香精油未能有效滅活牛肉表面單增李斯特菌。使用濃度為0.05%的肉桂葉、肉桂皮和牛至精油處理紅芥菜葉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)接種在紅芥菜葉上的單核細(xì)胞增生李斯特菌分別減少了 0.62、0.55、0.78lg（CFU/g）[53]。生菜在0.05%牛至精油中浸泡1 min后，其表面單核細(xì)胞增生李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌O157：H7 種群的減少量分別為 3.44、2.31、3.05 lg（CFU/g）[56]。因此，在使用精油對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行清洗減菌時(shí)有必要對處理參數(shù)及精油種類進(jìn)行篩選。還有研究表明，復(fù)合精油處理農(nóng)產(chǎn)品會(huì)得到更好的減菌效果。例如，肉桂精油和葡萄籽提取物聯(lián)合使用以去除香腸的產(chǎn)氣莢膜梭菌，在40 d貯藏期結(jié)束時(shí)產(chǎn)氣莢膜梭菌減少了1.72 lg（CFU/g），而單獨(dú)使用肉桂精油和葡萄籽提取物對產(chǎn)氣莢膜菌無顯著影響[58]。使用0.5%的丁香精油和百里香精油處理辣椒表面，發(fā)現(xiàn)兩種精油處理后辣椒表面沙門氏菌被完全殺滅[57]。

4 展望

生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有典型的易腐、易爛、保質(zhì)期短的特點(diǎn)，因此其食品安全問題尤為突出。提高對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全水平對保障群眾的身體健康意義重大，也是農(nóng)產(chǎn)品減損、推進(jìn)質(zhì)量興農(nóng)、綠色興農(nóng)的重要手段。通過表面清洗減菌技術(shù)，可同時(shí)清除農(nóng)產(chǎn)品表面污物和降低初始菌含量，為生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)過程的食品安全控制提供了重要保障。近年來，天然、安全高效的綠色保鮮加工技術(shù)已成為國際保鮮加工行業(yè)發(fā)展的趨勢。其中，物理清洗減菌技術(shù)具有綠色、環(huán)保、無殘留、對農(nóng)產(chǎn)品感官及營養(yǎng)成分影響小的特點(diǎn)，符合消費(fèi)者對食品少添加、少殘留的需求。生物清洗減菌技術(shù)，同樣具有綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。廣譜性強(qiáng)、副產(chǎn)物和殘留物毒性低或無毒性的化學(xué)清洗減菌技術(shù)也日益受到青睞。這些新型綠色保鮮加工技術(shù)符合行業(yè)發(fā)展需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為了提高保鮮的綜合效果，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的清洗減菌技術(shù)正由單一技術(shù)向多種技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合型技術(shù)發(fā)展。盡管各類新型綠色清洗減菌技術(shù)都具有安全、低毒的特點(diǎn)，但不同類型的清洗減菌技術(shù)也存在一定的短板，比如物理清洗減菌技術(shù)具有減菌效果較差的問題，化學(xué)清洗減菌技術(shù)存在影響農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味的缺點(diǎn)，生物清洗減菌技術(shù)減菌穩(wěn)定性差并有可能改變農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味。此外，不同種類農(nóng)產(chǎn)品也因特性差異需要特定的清洗減菌技術(shù)，以達(dá)到高效減菌和食品品質(zhì)保持的目的。因此復(fù)合型清洗減菌技術(shù)的應(yīng)用需求不斷增加，物理、化學(xué)或生物技術(shù)的結(jié)合將是農(nóng)產(chǎn)品表面清洗減菌技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。