本發(fā)明涉及食品和農產品殺菌，具體涉及一種鐮刀菌的殺菌方法及鐮刀菌失活的動力學模型的構建方法和應用。

背景技術：

1、鐮刀菌以寄生或腐生的方式生活，不僅會感染木耳，還容易侵染多種糧食作物、瓜果類等，引起萎蔫、穗腐、腐爛等病害。這些病害會導致農作物減產以及糧食污染，從而造成重大的經濟損失。除了危害農作物，一些鐮刀菌還會感染人體，引起局部壞死疾病以及感染，比如鐮刀菌感染會引起真菌性角膜炎、皮膚感染等。長期以來，鐮刀菌被認為是免疫功能正常個體局部感染和免疫功能嚴重低下者播散性感染的重要原因。為了減少鐮刀菌對農作物的危害以及對人體健康的影響，需要采取有效的策略來控制農產品中鐮刀菌的生長。

2、過去二十年時間里，對鐮刀菌的預防和控制主要集中在化學、生物和物理處理方法。大多數(shù)化學殺菌劑存在污染環(huán)境、農藥殘留、使病原體產生抗藥性等缺點。生物防治的生長抑制作用容易受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，并且大多數(shù)拮抗菌仍處于實驗室研究階段，在自然環(huán)境中繁殖能力較弱，抑制作用有限，這些局限性制約了在實際生產中的應用。物理方法具有高效殺菌、無污染無殘留等優(yōu)勢，得到了青睞。

3、高壓處理(hpp)是近年來在農業(yè)和食品工業(yè)中出現(xiàn)的一種很有前途的殺菌技術，在550mpa、溫度為45℃的高壓下處理20min，玉米中的禾谷鐮刀菌被全部殺滅。不同劑量的輻照可以有效地抑制玉米籽粒禾谷鐮刀菌的生長，在7.5kgy時，禾谷鐮刀菌的生長被全面消除。在100mj?cm-2的2d?uv-c處理下，瓊脂表面的禾谷鐮刀菌減少了88.8％；接種了禾谷鐮刀菌的玉米籽粒經過1000mj?cm-2的3d?uv-c處理后，玉米籽粒上的鐮刀菌減少了62％。但是上述物理方法存在成本高、操作困難、造成食物營養(yǎng)損失以及感官品質下降等缺點，因此迫切需要找到一種能夠有效預防和控制鐮刀菌且安全、高效的新型方法。

技術實現(xiàn)思路

1、為提供一種有效預防和控制鐮刀菌的方法，本發(fā)明提供了一種鐮刀菌的殺菌方法及鐮刀菌失活的動力學模型的構建方法和應用，本發(fā)明利用介質阻擋放電(dbd)低溫等離子體預防和控制鐮刀菌，高效、快速、安全。

2、本發(fā)明提供了一種鐮刀菌的殺菌方法，將待殺菌的樣品置于dbd等離子體反應裝置中，調節(jié)電壓為60-80v，處理80-140s，所述待殺菌的樣品中感染有鐮刀菌，利用dbd等離子體反應裝置產生的dbd等離子體殺滅樣品中感染的鐮刀菌。

3、進一步地，所述dbd等離子體反應裝置的放電介質為空氣。

4、進一步地，處理時間為140s。

5、進一步地，所述待殺菌的樣品為感染有鐮刀菌的木耳。

6、進一步地，所述鐮刀菌包括f.moniliforme和f.verticilliordes。

7、本發(fā)明還提供了一種dbd等離子體處理后鐮刀菌失活的動力學模型的構建方法，包括如下步驟：

8、利用所述的殺菌方法獲得不同電源電壓下dbd等離子體對真菌鐮刀菌的第一殺菌效果數(shù)據(jù)，利用所述的殺菌方法獲得不同孢子初始濃度下dbd等離子體對真菌鐮刀菌的第二殺菌效果數(shù)據(jù)；

9、根據(jù)第一殺菌效果數(shù)據(jù)建立鐮刀菌在不同電源電壓下的第一殺菌曲線，根據(jù)第二殺菌效果數(shù)據(jù)建立鐮刀菌在不同孢子初始濃度下的第二殺菌曲線；

10、利用biphasic?shoulder模型對第一殺菌曲線和第二殺菌曲線進行擬合分析，得到如下動力學模型：

11、

12、式中：n表示等離子體處理后，存活的孢子數(shù)，cfu/ml；n0表示孢子的初始濃度，cfu/ml；t表示處理時間，s；f表示初始種群中對應于對處理更敏感的亞種群的比例；1-f表示初始種群中對應于對處理更耐受的亞種群的比例；kmax1表示殺菌曲線第一段的最大殺菌速率，s-1；kmax2表示殺菌曲線第二段的最大殺菌速率，s-1。

13、本發(fā)明還提供了利用dbd等離子體在木耳殺菌中的應用，利用所述的dbd等離子體反應裝置，在電壓為70v，處理時間為140s的處理條件下釋放的dbd等離子體，使得木耳上的鐮刀菌孢子被全部殺滅。

14、進一步地，所述鐮刀菌為f.verticilliordes。

15、進一步地，dbd等離子體反應裝置在電壓70v，處理時間140s條件下釋放的dbd等離子體破壞了鐮刀菌的細胞壁和細胞膜，處理過程中使得待測樣品環(huán)境酸化，促進殺菌。

16、進一步地，電壓為70v，處理時間為140s條件下木耳上的鐮刀菌孢子殺滅量為6.21log10(cfu/g)。

17、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

18、1、本發(fā)明提供的方法能夠簡單、快速高效的殺滅鐮刀菌，尤其是在電壓為60-80v，處理80-140s，效果最佳，處理木耳時電壓為70v處理140s使得鐮刀菌孢子被全部殺滅。

19、2、本發(fā)明提供了一種介質阻擋放電(dbd)低溫等離子體預防和控制鐮刀菌的方法，高效、快速、安全、低溫及能殺死多種微生物，在食品加工行業(yè)有著光明的應用前景。

20、3、本發(fā)明利用dbd低溫等離子體對鐮刀菌進行殺菌，建立殺菌模型，確定殺菌機理，并再木耳中進行實際操作，能實現(xiàn)高費效比、使用便捷、成本低、殺菌時間短。

技術特征：

1.一種鐮刀菌的殺菌方法，其特征在于，將待殺菌的樣品置于dbd等離子體反應裝置中，調節(jié)電壓為60-80v，處理80-140s，所述待殺菌的樣品中感染有鐮刀菌，利用dbd等離子體反應裝置產生的dbd等離子體殺滅樣品中感染的鐮刀菌。

2.根據(jù)權利要求1所述的鐮刀菌的殺菌方法，其特征在于，所述dbd等離子體反應裝置的放電介質為空氣。

3.根據(jù)權利要求1所述的鐮刀菌的殺菌方法，其特征在于，處理時間為140s。

4.根據(jù)權利要求1所述的鐮刀菌的殺菌方法，其特征在于，所述待殺菌的樣品為感染有鐮刀菌的木耳。

5.根據(jù)權利要求4所述的鐮刀菌的殺菌方法，其特征在于，所述鐮刀菌包括f.moniliforme和f.verticilliordes。

6.一種dbd等離子體處理后鐮刀菌失活的動力學模型的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.dbd等離子體在木耳殺菌中的應用，其特征在于，利用權利要求1所述的dbd等離子體反應裝置，在電壓為70v，處理時間為140s的處理條件下釋放的dbd等離子體，使得木耳上的鐮刀菌孢子被全部殺滅。

8.根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于，所述鐮刀菌為f.verticilliordes。

9.根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于，dbd等離子體反應裝置在電壓70v，處理時間140s條件下釋放的dbd等離子體破壞了鐮刀菌的細胞壁和細胞膜，處理過程中使得待測樣品環(huán)境酸化，促進殺菌。

10.根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于，電壓為70v，處理時間為140s條件下木耳上的鐮刀菌孢子殺滅量為6.21log10(cfu/g)。

技術總結
本發(fā)明涉及食品和農產品殺菌技術領域，具體公開了一種鐮刀菌的殺菌方法及鐮刀菌失活的動力學模型的構建方法和應用，將待殺菌的樣品置于DBD等離子體反應裝置中，調節(jié)電壓為60?80V，處理80?140s，所述待殺菌的樣品中感染有鐮刀菌。本發(fā)明所采用的DBD低溫等離子體殺菌方法操作簡單、安全、高效、成本低等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：袁亞宏,岳田利,孫宇涵,王媛,馮克偉,甘媛
受保護的技術使用者：西北大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10