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短波紫外線對芒果黑曲霉、煙曲霉體外抑菌作用

2020-08-28 07:22麥馨允黃江奇楊建波張開平藍(lán)常瑜黃施方
食品研究與開發(fā) 2020年17期
關(guān)鍵詞:黑曲霉失活對數(shù)

麥馨允,黃江奇,楊建波,張開平,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,分別為芒果擬盤多毛孢、煙曲霉、根霉;楊波[3]在對海南不同芒果產(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,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,腐敗菌可以分泌大量的細(xì)胞壁降解酶來破壞和利用植物細(xì)胞壁作為營養(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模型對兩種霉菌的失活曲線進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,并通過計(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):無錫易純凈化設(shè)備有限公司;UVC254紫外線強(qiáng)度檢測儀: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 生長曲線測定

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)物測定菌絲體干重。測定時(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)到對數(shù)生長后期,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)到最大絕對死亡率所用的時(shí)間,min;B為霉菌在最大絕對死亡率下的相對死亡率,(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應(yīng)的時(shí)間對數(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),可以通過模型統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來進(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、煙曲霉的生長曲線

黑曲霉、煙曲霉的生長曲線見圖1。

圖1 黑曲霉、煙曲霉的生長曲線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),生長曲線趨勢比較平緩,此時(shí)黑曲霉處于生長停滯期,同理,煙曲霉的生長停滯期位于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)境條件下其生長速度存在一定的差異,這是因?yàn)椴煌婢趹腋∨囵B(yǎng)過程中由于對新環(huán)境的適應(yīng)能力不同以及生產(chǎn)代謝不同,因此其生長情況也不盡相同??梢?,芒果黑曲霉比煙曲霉對新環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng),能較快地適應(yīng)新的生長環(huán)境,從而快速地生長繁殖,度過停滯期的時(shí)間比煙曲霉更短。黑曲霉在8 h~70 h、煙曲霉在20 h~76 h為對數(shù)生長期,此時(shí)真菌已經(jīng)適應(yīng)了環(huán)境,培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)非常充足,生長環(huán)境及條件也很好,生長率以幾何級(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,生長環(huán)境變差,培養(yǎng)基中的營養(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)基中的生長期分為3個(gè)階段:停滯期(0~35 h),對數(shù)生長期(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)基中生長最快,對數(shù)生長期約開始于12 h~20 h,到約60 h時(shí)進(jìn)入第二生長過渡期;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)入對數(shù)生長期。在上述研究中,黑曲霉、煙曲霉的生長曲線與本研究時(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。處在對數(shù)生長期的真菌,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,對外界具有較強(qiáng)的抵抗能力,對數(shù)生長后期活菌數(shù)與總菌數(shù)基本接近,因此選擇對數(shù)生長后期的真菌進(jìn)行UV-C照射,以此來探討UV-C對真菌的滅活規(guī)律。

2.2 UV-C照射時(shí)間對黑曲霉、煙曲霉殺菌效果的影響

UV-C照射時(shí)間對黑曲霉、煙曲霉殺菌效果和致死率見圖2、表1。

圖2 UV-C照射時(shí)間對黑曲霉、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℃,相對濕度>95%,處理20 min,以達(dá)到有效的害蟲檢疫要求[21]。此外,還有研究表明,對紅貴妃芒果進(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γ⒐M(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,最適生長溫度為37℃,最高生長溫度為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埂熐?,需要提高芒果熱處理溫度,但過高溫度處理又會(huì)對芒果產(chǎn)生熱傷害,造成表皮發(fā)黑、快速腐爛[23]。由此可見,UV-C用于滅活芒果表面黑曲霉、煙曲霉的優(yōu)勢較熱激處理明顯,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,照射劑量的增加,黑曲霉、煙曲霉的存活率對數(shù)也隨之下降,UV-C對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0~15.04 kJ/m2范圍內(nèi)的UV-C較為不耐受。對于黑曲霉而言,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,在一定條件下,UV-C對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,其斜率卻逐漸減小,其存活率對數(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,對微生物具有殺滅作用[24-25]。與黑曲霉相比,煙曲霉對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,由多種酚類和吲哚類單體組成,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)黑曲霉的存活率對數(shù)變化較小,甚至趨于平緩,極大可能是由于黑色素對黑曲霉的保護(hù)作用。然而隨著照射時(shí)間的延長,黑色素因氧化而分解,保護(hù)能力被削弱,黑曲霉存活率對數(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,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,這也說明了不同菌、同種菌的不同個(gè)體對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UV-C更敏感。

Log-Logistic模型對黑曲霉、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應(yīng)的時(shí)間對數(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應(yīng)的時(shí)間最短,最易被殺滅。

Weibull模型對黑曲霉、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,存活率對數(shù)下降減緩趨勢,黑曲霉、煙曲霉對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,4個(gè)模型都不能同時(shí)對黑曲霉、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、煙曲霉為研究對象,研究UV-C對黑曲霉、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)長的照射后,其存活率對數(shù)呈下降趨勢;煙曲霉對0~15.04 kJ/m2范圍內(nèi)的UV-C較為不耐受;黑曲霉對UV-C的耐受能力大于煙曲霉,0~15.04 kJ/m2范圍內(nèi)黑曲霉的存活率對數(shù)雖然總體下降,但在5.04 kJ/m2~7.48 kJ/m2范圍內(nèi)其對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,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Log-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)測準(zhǔn)確,可以大大節(jié)約時(shí)間成本。通過這兩個(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、煙曲霉存活率對數(shù)的安全范圍內(nèi),來計(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^度而引起的果蔬貯藏性的變化。

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