[发明专利]高频超声协同等离子体活化水处理的非热杀菌方法

说明书

本发明公开了一种高频超声协同等离子体活化水处理的非热杀菌方法，包括如下步骤：用等离子体发生装置对无菌水进行处理，得到等离子体活化水；待处理对象为液体，将待处理对象与等离子体活化水混合后开始高频超声处理；高频超声处理频率为581～1144kHz，高频超声处理功率为50～200W，处理时间为5～15min，处理温度为20～25℃。本发明将超声和等离子体活化水联用，有效避免了灭菌后药品残留的问题，同时可以在较短的时间内达到更好的杀菌效果。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种高频超声协同等离子体活化水杀菌的方法。

背景技术

大肠杆菌是革兰氏阴性杆菌，多以单一或两个的形式存在，无芽孢，多数有荚膜或微荚膜结构、有菌毛、有鞭毛。大部分大肠杆菌菌株为无害菌，但小部分的条件致病菌可在特定条件下产生强大的毒素引起人和动物发生严重疾病。如生肉制品、生鲜奶和受粪便污染的蔬菜中存在许多产志贺毒素的大肠杆菌，特别是大肠杆菌O157:H7，它所产的志贺毒素可引起恶心、呕吐、肠炎、严重腹痛和血性腹泻等症状，有些病例还会出现肾衰竭、溶血性尿毒症综合征等症状，严重者甚至会导致死亡。大肠杆菌O157:H7在外环境中生存能力强，能在零下20℃的牛肉糜中存活9个月；该菌对酸的抵抗力较强，在pH为4.0条件下可存活56天以上。

消费者对食品的要求越来越高，非热杀菌技术因其很大程度地保留了食品原有的风味和营养而受到越来越多的关注。近年来，等离子体活化水显示出在杀菌方面的优势，其内富含活性氧、活性氮等活性物质，活性氧可以作用于细胞壁中的肽聚糖、脂质双分子层中的脂肪酸和细胞膜的磷脂双分子层，裂解肽键并氧化氨基酸侧链，导致细胞壁破裂、细胞膜通透性改变甚至破裂，最终死亡；活性氮可抑制ATP的产生和酶活，影响铁离子的代谢途径而引起细胞损伤，最终导致细胞死亡。

超声波杀菌的主要机制被认为是空化效应。空化过程会产生的微小的空化泡，空化泡破裂形成许多新的小气泡，并产生局部高温高压、微流、微射流和自由基，自由基会侵蚀细胞壁结构，这些作用共同引起细胞的机械和化学损伤，最终导致细胞失活。机械效应也出现在超声处理的整个过程中，超声波的传递过程会引起液体介质的运动，分子之间不规则的相互碰撞挤压而产生剪切应力、湍流等，它们会让细胞壁变薄而更易受外界因素的干扰。

201710987312.X的发明《一种低温等离子体联合超声处理的非热杀菌方法》告知了以下方案：将金黄色葡萄球菌先经介质阻挡放电低温等离子体处理，然后再进行低频超声处理；该方法中所用的低温等离子体需要直接接触处理对象，由于等离子体是气体在高能量下电离产生的，其在处理样品时不可避免地产生热积累，且杀菌处理操作必须在设备上进行，对样品处理手段限制较大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种高频超声协同等离子体活化水的非热杀菌方法，用于杀灭大肠杆菌O157:H7，降低其生物危害，具有杀菌效果好、对环境友好的特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高频超声协同等离子体活化水处理的非热杀菌方法，包括如下步骤：

1)、用等离子体发生装置对无菌水进行处理，得到等离子体活化水；

2)、利用等离子体活化水进行高频超声处理(高频超声协同等离子体活化水处理处理)：

待处理对象为液体，将待处理对象与等离子体活化水混合后开始(立即开始)高频超声处理；

高频超声处理频率为581～1144kHz，高频超声处理功率为50～200W，处理时间为5～15min，处理温度为20～25℃。

作为本发明的非热杀菌方法的改进，步骤1)为：

将无菌水置于等离子体发生装置(等离子体表面处理设备)喷头下，启动高压射频发生器，以空气作为气源，中枢电极产生等离子体处理无菌水，从而得到等离子体活化水；