JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究

王博华 ,  薛冬 ,  董闪闪 ,  白艳红

王博华, 薛冬, 董闪闪, 等. 介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
引用本文: 王博华, 薛冬, 董闪闪, 等. 介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
WANG Bohua, XUE Dong, DONG Shanshan and et al. Inactivation effect and mechanism of dielectric barrier discharge plasma against Listeria monocytogenes[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
Citation: WANG Bohua, XUE Dong, DONG Shanshan and et al. Inactivation effect and mechanism of dielectric barrier discharge plasma against Listeria monocytogenes[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003

介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究

    作者简介: 王博华(1998-),男,河南省周口市人,郑州轻工业大学硕士研究生,主要研究方向为肉制品加工与安全控制。E-mail:wangbh1212@163.com;
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(32072356)
    河南省重大公益专项项目(201300110100)

  • 中图分类号: TS201.3

Inactivation effect and mechanism of dielectric barrier discharge plasma against Listeria monocytogenes

  • Received Date: 2022-04-25
    Accepted Date: 2022-07-24

    CLC number: TS201.3

  • 摘要: 采用扫描电子显微镜(SEM)、流式细胞分析、荧光染色等方法研究介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的杀灭效果及对其细胞形态、细胞膜变化、胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平等的影响。结果表明:经放电功率为20.8 W的DBD等离子体处理80 s后,L.monocytogenes菌落数从初始8.26 lg CFU/mL降低至1.30 lg CFU/mL,其胞内ROS相对水平显著升高了9.5倍(P<0.05);DBD等离子体处理会破坏L.monocytogenes的细胞形态,增强细胞膜通透性并使其发生去极化,且细胞损伤程度随处理时间的延长而显著增加;经DBD等离子体处理后,生理盐水的pH值显著降低,氧化还原电位(ORP)、NO3-、NO-2和H2O2浓度均显著升高。DBD等离子体杀灭L.monocytogenes的作用机制是其可损伤细胞膜、诱导氧化应激损伤等。
    1. [1]

      刘辉,任婧寰,伍雅婷,等.2018年全国食物中毒事件流行特征分析[J].中国食品卫生杂志,2021,33(1):114-117.

    2. [2]

      王雯雯,相启森,白艳红.UV-LEDs技术在食品杀菌保鲜领域中的应用研究进展[J].轻工学报,2022,37(1):46-54.

    3. [3]

      WU D,FEREIDOUN F,ALIRI E B M,et al.Microbial response to some nonthermal physical technologies[J].Trends in Food Science&Technology,2020,95:107-117.

    4. [4]

      相启森,刘秀妨,刘胜男,等.大气压冷等离子体技术在食品工业中的应用研究进展[J].食品工业,2018,39(7):267-271.

    5. [5]

      BOURKE P,ZIUZINA D,BOEHM D,et al.The potential of cold plasma for safe and sustainable food production[J]. Trends in Biotechnology,2018,36(6):615-626.

    6. [6]

      相启森,董闪闪,郑凯茜,等.大气压冷等离子体在食品农药残留和真菌毒素控制领域的应用研究进展[J].轻工学报,2022,37(3):1-9.

    7. [7]

      EKEZIE F G C,SUN D W,CHENG J H.A review on recent advances in cold plasma technology for the food industry:Current applications and future trends[J].Trends in Food Science&Technology,2017,69:46-58.

    8. [8]

      DASAN B G,BOYACI I H.Effect of cold atmospheric plasma on inactivation of Escherichia coli and physicochemical properties of apple, orange, tomato juices,and sour cherry nectar[J].Food and Bioprocess Technology,2018,11(2):334-343.

    9. [9]

      相启森,张嵘,范刘敏,等.大气压冷等离子体在鲜切果蔬保鲜中的应用研究进展[J].食品工业科技,2021,42(1):368-372.

    10. [10]

      陈玥,李书红,孟琬星,等.常压冷等离子体对食源性腐败菌失活作用机制研究[J].食品研究与开发,2021,42(5):71-76.

    11. [11]

      LI M L,LI X A,HAN C,et al.Physiological and metabolomic analysis of cold plasma treated fresh-cut strawberries[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2019,67(14):4043-4053.

    12. [12]

      DONG S S,FAN L M,MA Y F,et al.Inactivation of polyphenol oxidase by dielectric barrier discharge (DBD) plasma:Kinetics and mechanisms[J].LWT-Food Science and Technology,2021,145:111322.

    13. [13]

      XIANG Q S,LIU X F,LI J G,et al.Effects of dielectric barrier discharge plasma on the inactivation of Zygosaccharomyces rouxii and quality of apple juice[J].Food Chemistry,2018,254:201-207.

    14. [14]

      ROSENBERG M,AZEVEDO N F,IVASK A.Propidium iodide staining underestimates viability of adherent bacterial cells[J].Scientific Reports,2019,9:6483.

    15. [15]

      KIM D K,KIM S J,KANG D H.Bactericidal effect of 266 to 279 nm wavelength UVC-LEDs for inactivation of Gram positive and Gram negative foodborne pathogenic bacteria and yeasts[J].Food Research International,2017,97:280-287.

    16. [16]

      PAN Y Y,CHENG J H,LV X Y,et al.Assessing the inactivation efficiency of Ar/O2 plasma treatment against Listeria monocytogenes cells:Sublethal injury and inactivation kinetics[J]. LWT-Food Science and Technology,2019,111:318-327.

    17. [17]

      AKAGAWA M,SHIGEMITSU T,SUYAMA K.Production of hydrogen peroxide by polyphenols and polyphenol-rich beverages under quasi-physiological conditions[J].Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,2003,67(12):2632-2640.

    18. [18]

      ALI M,CHENG J H,SUN D W.Effect of plasma activated water and buffer solution on fungicide degradation from tomato (Solanum lycopersicum) fruit[J].Food Chemistry,2021,350:129195.

    19. [19]

      LIAO X Y,LI J,MUHAMMAD A I,et al.Application of a dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma (Dbd-Acp) for Eshcerichia coli inactivation in apple juice[J].Journal of Food Science,2018,83(2):401-408.

    20. [20]

      CHEN C Z,COOPER S L.Interactions between dendrimer biocides and bacterial membranes[J].Biomaterials,2002,23(16):3359-3368.

    21. [21]

      BOOYENS J,THANTSHA M S.Fourier transform infra-red spectroscopy and flow cytometric assessment of the antibacterial mechanism of action of aqueous extract of garlic (Allium sativum) against selected probiotic Bifidobacterium strains[J].BMC Complementary and Alternative Medicine,2014,14:289.

    22. [22]

      GUEDES J P D,DE SOUZA E L.Investigation of damage to Escherichia coli,Listeria monocytogenes and Salmonella enteritidis exposed to Mentha arvensis L.and M.piperita L.essential oils in pineapple and mango juice by flow cytometry[J].Food Microbiology,2018,76:564-571.

    23. [23]

      KALYANARAMAN B,DARLEY-USMAR V,DAVIES K J A,et al.Measuring reactive oxygen and nitrogen species with fluorescent probes:Challenges and limitations[J].Free Radical Biology&Medicine,2012,52(1):1-6.

    24. [24]

      朱育攀.大气压低温等离子体对金黄色葡萄球菌的杀菌效应研究[D].郑州:郑州大学,2019.

    25. [25]

      PAN Y Y,ZHANG YCHENG J H,et al.Inactivation of Listeria monocytogenes at various growth temperatures by ultrasound pretreatment and cold plasma[J]. LWT-Food Science and Technology,2020,118:108635.

    26. [26]

      GONZALEZ-AGUILAR G A,WANG C Y,BUTA J G.Maintaining quality of fresh-cut mangoes using antibrowning agents and modified atmosphere packaging[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2000,48(9):4204-4208.

    27. [27]

      SU X,TIAN Y,ZHOU H Z,et al.Inactivation efficacy of nonthermal plasma-activated solutions against newcastle disease virus[J].Applied and Environmrntal Microbiology,2018,84(9):E02836-17.

    28. [28]

      THIRUMDAS R,KOTHAKOTA A,ANNAPURE U,et al.Plasma activated water (PAW):Chemistry, physico-chemical properties, applications in food and agriculture[J].Trends in Food Science&Technology,2018,77:21-31.

    29. [29]

      LUKES P,DOLEZALOVA E,SISROVA I,et al.Aqueous-phase chemistry and bactericidal effects from an air discharge plasma in contact with water:Evidence for the formation of peroxynitrite through a pseudo-second-order post-discharge reaction of H2O2 and HNO2[J].Plasma Sources Science&Technology,2014,23(1):015019.

    30. [30]

      LIAO X Y,SU Y,LIU D H,et al.Application of atmospheric cold plasma-activated water (PAW) ice for preservation of shrimps (Metapenaeus ensis)[J].Food Control,2018,94:307-314.

    31. [31]

      KAUSHIK N K,GHIMIRE B,LI Y,et al.Biological and medical applications of plasma activated media,water and solutions[J].Biological Chemistry,2019,400(1):39-62.

    32. [32]

      CABISCOL E,TAMARIT J,ROS J.Oxidative stress in bacteria and protein damage by reactive oxygen species[J].International Microbiology,2000,3(1):3-8.

    1. [1]

      崔冰冰 , 周彦芳 , 朱宸言 , 李可 , 陈博 , 杜曼婷 , 赵电波 , 白艳红 . 等离子体活化水处理对类PSE鸡肉分离蛋白氧化和消化特性的影响. 轻工学报, 2025, 40(6): 20-30. doi: 10.12187/2025.06.003

    2. [2]

      甘晓锟 , 陈坤锥 , 申迎宾 , 张磊 , 李湛 . 鹿茸菇多糖对免疫抑制小鼠免疫及肠道菌群的作用. 轻工学报, 2025, 40(6): 54-66. doi: 10.12187/2025.06.006

    3. [3]

      周军 , 黄俊清 , 杜婷婷 , 秦金梦 , 张思威 , 孙世彪 , 孙新城 . 1株沙门氏菌噬菌体的分离鉴定及其抑菌效果研究. 轻工学报, 2026, 41(1): 59-68. doi: 10.12187/2026.01.006

    4. [4]

      贾晨阳 , 张帆 , 刘兰茜 , 王光路 , 杨雪鹏 . 一株高耐受粗甘油枯草芽孢杆菌的分子机制研究. 轻工学报, 2025, 40(5): 44-54. doi: 10.12187/2025.05.006

    5. [5]

      李文瀚 , 刘紫韫 , 姜瑜倩 , 李喜宏 , 班兆军 . 臭氧处理对红灯樱桃保鲜效果的影响. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    6. [6]

      李文瀚 , 刘紫韫 , 姜瑜倩 , 李喜宏 , 班兆军 . 臭氧处理对红灯樱桃保鲜效果的影响. 轻工学报, 2025, 40(4): 52-59. doi: 10.12187/2025.04.006

    7. [7]

      郭向阳 , 王璐璐 , 马景可 , 金珂婷 . 超声波降解多糖的作用表现、影响因素及机理研究进展. 轻工学报, 2025, 40(4): 41-51. doi: 10.12187/2025.04.005

    8. [8]

      万帅 , 刘前进 , 席高磊 , 陈彪 , 张洁 , 臧翔宇 , 芦昶彤 , 李耀光 . 烟气基质下烤甜香韵天然香料与合成香料间香味相互作用研究. 轻工学报, 2026, 41(3): 88-97. doi: 10.12187/2026.03.009

    9. [9]

      李亮辉 , 徐芳 , 邓曦 , 吴艺圆 , 林少玲 . 姜黄素-酪胺共晶介导的光动力技术对冷藏三文鱼的保鲜作用. 轻工学报, 2026, 0(0): -.

    10. [10]

      陈红 , 杨淑君 , 刘梦瑶 , 张义平 , 王海磊 . 巴氏杀菌对枯草芽孢杆菌芽孢灭活效果的影响. 轻工学报, 2026, 41(2): 32-39,63. doi: 10.12187/2026.02.003

    11. [11]

      张新龙 , 赵尔婉 , 黄家乐 , 冯媛 , 于国锋 , 许春平 . 基于美拉德反应的红茶茶末烟用香料的制备及加香效果研究. 轻工学报, 2024, 39(6): 57-69. doi: 10.12187/2024.06.007

    12. [12]

      吴启贤 , 陈子杰 , 崔要强 , 伍锦鸣 , 赵谋明 , 任胜超 , 冯云子 . 不同产地烟叶碱提香料卷烟加香效果及化学成分差异分析. 轻工学报, 2025, 40(1): 98-106,119. doi: 10.12187/2025.01.012

    13. [13]

      杨焕彬 , 曾庆培 , 佘艺敏 , 孙欣 , 王晓庆 , 刘晓丽 . 玉米醇溶蛋白/姜黄素/曲酸复合膜对冷藏鸡肉保鲜效果的影响. 轻工学报, 2025, 40(3): 10-18. doi: 10.12187/2025.03.002

    14. [14]

      张志平 , 张翅 , 苏怡馨 , 张荣亚 , 马亚萍 , 张悦 , 刘民昌 , 文武 . 灵芝复合酶液关键酶特性分析及其在烟梗增香提质中的应用. 轻工学报, 2026, 41(3): 120-131. doi: 10.12187/2026.03.012

    15. [15]

      廖付 , 田雨农 , 李庆祥 , 李石头 , 许利平 , 白冰 , 赵振杰 , 何文苗 . 巨豆三烯酮前体物的合成及其热解性能. 轻工学报, 2025, 40(5): 82-90. doi: 10.12187/2025.05.010

    16. [16]

      苏赞 , 曹源 , 孙建生 , 胡志忠 , 邹克兴 , 刘鸿 , 龙章德 , 许春平 . 菌酶协同发酵前后低次烟叶香气差异性分析. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    17. [17]

      王祯 , 许怡娟 , 刘晨 , 宋凯 , 魏进彬 , 臧志鹏 , 胡威 , 毛多斌 . 基于宏基因组学技术的发酵陕西烟叶混合菌开发. 轻工学报, 2025, 40(6): 87-97. doi: 10.12187/2025.06.009

    18. [18]

      苏赞 , 曹源 , 孙建生 , 胡志忠 , 邹克兴 , 刘鸿 , 龙章德 , 许春平 . 菌酶协同发酵前后低次烟叶香气差异性分析. 轻工学报, 2025, 40(6): 77-86. doi: 10.12187/2025.06.008

    19. [19]

      冯颖杰 , 齐文渊 , 刘文召 , 张婷婷 , 杨金初 , 杨宗灿 , 朱丽 , 黄申 . 烟草糖苷降解菌筛选及糖苷酶挖掘. 轻工学报, 2026, 41(3): 109-119. doi: 10.12187/2026.03.011

    20. [20]

      胡仙妹 , 于美逍 , 杨雪鹏 , 张展 , 尹献忠 . 木醋杆菌和酿酒酵母混菌发酵对烟用细菌纤维素品质的影响. 轻工学报, 2024, 39(6): 84-92. doi: 10.12187/2024.06.010

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  16
  • 文章访问数:  6672
  • 引证文献数: 0
文章相关
  • 收稿日期:  2022-04-25
  • 修回日期:  2022-07-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索
王博华, 薛冬, 董闪闪, 等. 介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
引用本文: 王博华, 薛冬, 董闪闪, 等. 介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
WANG Bohua, XUE Dong, DONG Shanshan and et al. Inactivation effect and mechanism of dielectric barrier discharge plasma against Listeria monocytogenes[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003
Citation: WANG Bohua, XUE Dong, DONG Shanshan and et al. Inactivation effect and mechanism of dielectric barrier discharge plasma against Listeria monocytogenes[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 17-24,54. doi: 10.12187/2023.03.003

介质阻挡放电等离子体对单增李斯特菌的杀灭效果及作用机制研究

    作者简介:王博华(1998-),男,河南省周口市人,郑州轻工业大学硕士研究生,主要研究方向为肉制品加工与安全控制。E-mail:wangbh1212@163.com
  • 郑州轻工业大学 食品与生物工程学院/河南省冷链食品质量与安全控制 重点实验室, 河南 郑州 450001
基金项目:  国家自然科学基金项目(32072356)河南省重大公益专项项目(201300110100)

摘要: 采用扫描电子显微镜(SEM)、流式细胞分析、荧光染色等方法研究介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的杀灭效果及对其细胞形态、细胞膜变化、胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平等的影响。结果表明:经放电功率为20.8 W的DBD等离子体处理80 s后,L.monocytogenes菌落数从初始8.26 lg CFU/mL降低至1.30 lg CFU/mL,其胞内ROS相对水平显著升高了9.5倍(P<0.05);DBD等离子体处理会破坏L.monocytogenes的细胞形态,增强细胞膜通透性并使其发生去极化,且细胞损伤程度随处理时间的延长而显著增加;经DBD等离子体处理后,生理盐水的pH值显著降低,氧化还原电位(ORP)、NO3-、NO-2和H2O2浓度均显著升高。DBD等离子体杀灭L.monocytogenes的作用机制是其可损伤细胞膜、诱导氧化应激损伤等。

English Abstract

参考文献 (32) 相关文章 (20)

目录

/

返回文章