喷雾冷冻耦合过氧乙酸抗菌系统对冷藏哈密瓜表面大肠杆菌的灭活效果研究

为解决鲜切果蔬冷链环节中病原菌灭活技术瓶颈，路易斯安那州立大学研究团队开发了集成抗菌剂的喷雾冷冻系统，通过Phase Doppler-Particle Anemometry测定喷嘴雾化特性（液滴Sauter平均直径10.97±0.47μm，速度9.73±0.05m/s），证实80ppm过氧乙酸处理可使哈密瓜表皮大肠杆菌ATCC 25922在7天冷藏中降低1.67 log CFU/cm2，为冷链全程微生物控制提供新方案。

　　

新鲜农产品在供应链中面临的微生物污染问题日益严峻，哈密瓜等瓜类作物因表面多孔结构更易藏匿大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌。传统化学清洗方法存在两大痛点：常温处理会破坏冷链连续性，而低温环境又导致常用消毒剂（如氯制剂）失效。美国农业部资助的研究团队另辟蹊径，将喷雾冷冻技术与过氧乙酸（PAA）特性相结合——这种广谱抗菌剂在0-40℃均能保持活性，完美匹配冷链温度需求。

研究团队通过相位多普勒粒子分析仪（Phase Doppler-Particle Anemometry）精确测定双流体喷嘴产生的雾化参数，发现液滴索特平均直径（SMD）在中心线170mm处稳定在10.97±0.47μm，速度达9.73±0.05m/s，这种微米级高速雾化能有效穿透哈密瓜表皮沟壑。在7天4℃贮藏实验中，处理组不仅实现1.67 log CFU/cm²的大肠杆菌灭活效果，还通过微生物群落分析和品质检测证实该技术不会破坏瓜体固有微生态与商品性状。

【关键技术】

1. 采用Phase Doppler-Particle Anemometry进行喷嘴雾化特性分析

2. 构建包含空气压缩机、制冷机组和PAA储罐的集成化喷雾冷冻系统

3. 以ATCC 25922标准菌株建立人工污染模型

4. 通过平板计数法评估微生物灭活效果

【研究结果】

• 喷嘴雾化特性：液滴SMD沿中心线呈递减趋势，近喷嘴处最大直径19.02±0.29μm，横向分布显示喷雾均匀性良好（10.72-12.30μm）。

• 微生物灭活效果：80ppm PAA处理组在第7天仍保持1.67 log CFU/cm²的减菌量，显著优于对照组（p<0.05）。

• 品质影响：处理组与对照组的可溶性固形物、硬度和色泽参数无统计学差异（p>0.05）。

这项发表于《Journal of Food Engineering》的研究开创性地将物理冷冻与化学灭菌相结合，其价值在于：首次系统验证过氧乙酸在冷链温度下的抗菌效能，开发的喷雾冷冻系统可直接整合到现有预冷生产线，为解决从田间到餐桌全链条的微生物污染控制提供了可工业化应用的技术方案。研究团队特别指出，该技术对李斯特菌等耐冷菌的灭活效果将是下一步重点研究方向。