利用搅拌辅助的脉冲光处理技术增强水中大肠杆菌的灭活效果

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Enhanced inactivation of Escherichia coli in water using agitation-assisted pulsed light treatment

脉冲光（PL）处理作为非热技术对食品和水的安全有效，但液体中效果受光穿透和均匀性影响。研究通过调整搅拌速度、样本体积，发现高速搅拌（如1000rpm）显著降低灭活时间（D值从6.06秒降至2.96秒），而体积增大时需延长处理时间（100mL到400mL，D值从0.63秒升至4.40秒）。同时，多容器处理效果与单容器相当，表明优化搅拌速度和小体积或并行处理可提升PL效率，为scalable和energy-efficient的饮用水及液体食品处理提供可靠方案。

　　

摘要

脉冲光（PL）处理是一种有前景的非热技术，可用于确保食品和水的安全与质量。然而，其在液体中的效果会受到诸如光穿透减少和照射不均匀等挑战的影响，尤其是在处理较大体积的液体时。因此，有效的混合和优化的处理时间对于提高脉冲光的处理效率至关重要。在这项研究中，将含有大肠杆菌 K-12（EC1-5G）的无菌水进行了一系列脉冲光处理，以评估处理时间、搅拌速度和样品体积对微生物灭活的影响。研究采用了一阶动力学模型来计算D值（即微生物数量减少90%所需的时间）。在样品体积恒定为400毫升的情况下，提高搅拌速度显著降低了D值，从静态条件（0转/分钟）下的6.06秒降至1000转/分钟时的2.96秒。相反，在搅拌速度恒定为500转/分钟的情况下，随着样品体积的增加，D值也显著上升，从100毫升时的0.63秒升至400毫升时的4.40秒，这表明在较大体积的液体中需要更长的处理时间。有趣的是，同时处理多个容器得到的微生物灭活效果与单容器处理的结果相当。这些发现强调了优化搅拌速度、使用较小样品体积或同时处理多个容器对于提高脉冲光消毒效率的重要性。这些策略能够在保持操作效率的同时有效减少微生物数量。本研究突显了脉冲光作为一种可扩展且节能的饮用水处理及液态食品加工方法的潜力，为不同体积和条件下的微生物灭活提供了可靠的解决方案。