《Food Research International》:Exploration on the application potential of DUV-LED in fresh rice noodles: Spoilage characteristics of
Bacillus cereus-group spoilage isolate, inactivation and the impact in the model
编辑推荐:
•已证实 BCSI(蜡样芽孢杆菌群腐败分离株)对米粉模型具有腐败作用•BCSI 加速了米粉模型的变色和风味劣变•DUV-LED 有效灭活了 BCSI 孢子并抑制其生长•DUV-LED 是提高新鲜米粉安全性的潜在策略引言新鲜米粉作为一种传统主食,凭借其柔软而有弹性的质地和消费便
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已证实 BCSI(蜡样芽孢杆菌群腐败分离株)对米粉模型具有腐败作用
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BCSI 加速了米粉模型的变色和风味劣变
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DUV-LED 有效灭活了 BCSI 孢子并抑制其生长
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DUV-LED 是提高新鲜米粉安全性的潜在策略
引言
新鲜米粉作为一种传统主食,凭借其柔软而有弹性的质地和消费便利性,在亚洲乃至全球广受欢迎。由于其天然无麸质,比基于小麦的替代品更容易被麸质敏感消费者接受。然而,新鲜米粉在生产、分销和储存过程中面临重大的食品安全挑战。其高水分含量和丰富的营养成分为微生物增殖创造了有利条件,特别是在室温下生产、分销和储存时。因此,它们极易受到食源性病原体的污染,导致保质期缩短并带来相当大的健康风险 (Wu et al., 2026; Zhang, Shan, & Yi, 2025)。
在食源性病原体中,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)群是与新鲜米粉相关的最普遍病原体之一 (Mohammadi et al., 2024)。研究表明,蜡样芽孢杆菌能产生多种毒素,引起急性胃肠道疾病,并对公共卫生构成严重威胁。此外,蜡样芽孢杆菌的生长不仅损害食品安全,还导致新鲜米粉感官属性(包括颜色、风味和质地)的严重劣变 (Dong et al., 2023),从而降低其食用价值。蜡样芽孢杆菌产生的孢子表现出极强的耐热性和化学抗性,使其能够在恶劣条件下存活。此外,蜡样芽孢杆菌采用生物膜形成作为另一种生存策略,以增强其对环境压力的耐受性。此类生物膜难以完全根除,导致食品加工设施中持续存在污染 (Huang et al., 2020)。近年来,频繁报道与新鲜米粉中蜡样芽孢杆菌相关的食源性疾病暴发事件 (Guo et al., 2021),迫切需要实施有效的控制措施。
传统的微生物控制方法(如热处理)虽然在某种程度上有效,但往往对米粉质量产生负面影响。热处理破坏了分子间氢键,损害了凝胶网络的结构完整性,导致新鲜米粉质地软化以及机械性能和烹饪质量的劣变 (Wang et al., 2024)。同时,消费者越来越追求清洁标签产品,并逐渐降低对防腐剂的接受度。因此,开发一种高效、温和且环保的新型灭菌技术势在必行。深紫外发光二极管 (DUV-LED) 技术作为一种新兴的非热灭菌方法,已被证明能迅速灭活 SARS-CoV-2 气溶胶 (Ueki et al., 2022),并在提高生物膜灭活效率方面显示出显著潜力 (Wan et al., 2024)。DUV-LED 发射短波紫外线 (220–280 nm),直接作用于病毒或细菌的 DNA,有效破坏其结构,从而实现快速灭菌 (Takamure et al., 2022)。与传统的紫外线源相比,275 nm DUV-LED 具有结构紧凑、能耗低、无汞特性以及精确可调节的辐照输出等特点,使其成为食品保鲜中一种有吸引力的非热灭菌技术。迄今为止,大多数 DUV-LED 相关研究采用标准微生物菌株,而 DUV-LED 与传统 UVC 针对从新鲜米粉中分离的固有腐败细菌之间的系统比较仍然有限。此外,很少有研究同时评估 DUV-LED 处理的新鲜米粉在储存期间的杀菌效率及随后的质量演变。因此,本研究探讨了 DUV-LED 在新鲜米粉保鲜中的潜力。
针对上述研究空白,本研究旨在探索一种有效的非热保鲜策略,以控制新鲜米粉中的固有腐败分离株。具体目标为:(1) 表征不同制造商刚生产的新鲜米粉的初始细菌群落,并从五种商业新鲜米粉中分离固有腐败 BCSI,进一步研究其在新鲜米粉基质中的生长特性和腐败能力;(2) 比较 275 nm DUV-LED 与传统 UVC 对分离出的腐败菌株的灭活性能,并揭示 DUV-LED 处理的优势和潜在机制;(3) 验证 DUV-LED 处理在调节储存期间新鲜米粉模型微生物演替和保持质量方面的功效。本工作为 DUV-LED 非热消毒应用于高水分大米产品提供了基础数据支持。
章节摘要
样本和试剂
四个批次的刚生产的新鲜米粉从长沙(中国湖南)的四个制造商(HL, JY, XX, YZ)收集,用于微生物群落分析,旨在探索不同来源产品间初始细菌组成的差异。对于细菌分离,从不同的当地超市购买了另外五个新鲜米粉样本,以模拟消费者在日常生活中购买的可商购产品。培养基、化学试剂和
新鲜米粉的细菌群落结构
分析了四个商业品牌(HL, JY, XX 和 YZ)新鲜米粉的细菌群落组成,分别在门、属和种水平上(图。错误!未找到引用源。)。在门水平上,假单胞菌门(Pseudomonadota)是所有样本中的优势门,占据了细菌群落的绝大多数,相对丰度分别为 HL 49.0%、JY 99.0%、XX 70.0% 和 YZ 79.0%(图 1A)。拟杆菌门(Bacteroidetes)是第二丰富的门,特别是
结论
本研究证明 BCSI 是新鲜米粉的腐败分离株,显著损害感官和颜色质量。与传统 UVC 相比,从多个角度验证了 DUV-LED 在 BCSI 的生长、孢子萌发、生物膜数量、亚致死损伤和膜通透性方面的有效性。在米粉模型中,DUV-LED 显示出减少细菌和保持外观稳定的优势。DUV-LED 处理提供了一种高效的
CRediT 作者贡献声明
Sijie Zhang: 写作 – 初稿,软件,调查。 Hong Zhu: 监督,概念化。 Cuiping Yi: 写作 – 审查和编辑,资源,资金获取。
利益冲突声明
作者声明,他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系,这些利益或关系可能看似影响了本论文报告的工作。
致谢
本工作得到了 国家重点研发计划 (2025YFD2100103-1)、湖南省重点研发计划项目 (2025JK2033) 和 湖南省自然科学基金 2026 年度青年学生基础研究项目 (2026JJ90196) 的支持。
Sijie Zhang|Hong Zhu|Cuiping Yi