一种复合光敏剂及光驱动杀菌的方法技术

本发明专利技术属于食品安全领域，提供了一种复合光敏剂，成分包括煅烧三聚氰胺海绵和可溶性二价铁盐。这种复合光敏剂在蓝光照射下照射可以对沙门氏菌进行光驱动杀菌处理。本发明专利技术还公开了一种杀灭致病菌和腐败菌的方法，步骤包括：(1)将可溶性二价铁盐、煅烧三聚氰胺海绵与待处理样品混合在黑暗中孵育；(2)用蓝光照射，对沙门氏菌进行光驱动杀菌处理。本发明专利技术的复合光敏剂和方法能够提升光驱动杀菌效果，有效杀灭多种食源性致病菌例如沙门氏菌、单增李斯特菌，和腐败菌如希瓦氏菌，处理时间短，操作简便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种复合光敏剂及光驱动杀菌的方法


[0001]本专利技术涉及食品安全领域，具体为杀灭致病菌(沙门氏菌、单增李斯特菌等)和腐败菌(希瓦氏菌)的方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高，人们在饮食上更加注重食品安全，食品安全已成为全球性的公共安全卫生热点话题。在众多食品安全事故中，食源性致病菌是引起食源性疾病的首要原因，其对人类安全健康造成极大威胁，是食品安全问题的重大隐患。沙门氏菌是全球范围内危害公众健康的主要食源性致病菌，
[0003]据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首，其裂解后可释放耐热力很强的内毒素。沙门氏菌主要存在与肉类，奶类，果蔬等食物中。在肉及其制品的沙门氏菌检出率美国为20％—25％、日本检查进口家禽的污染率为10.3％，国内肉类沙门氏菌检出率在1.1％—39.5％。因此，沙门氏菌给食源性疾病的控制和预防带来了新的挑战。
[0004]目前食品行业的杀菌手段主要分为两类，即传统的热杀菌技术和新型的非热杀菌技术(如超高压、脉冲电场、脉冲强光、辐照和微波等技术)。传统的热杀菌技术在食品行业中应用早、技术成熟且杀菌较彻底，能保证食品在微生物方面的安全，但会破坏食品的营养成分、组织结构、色泽和食品产品的风味。虽然现有的一些非热杀菌技术满足了消费者对食品安全与品质的双重要求，但它们往往存在着设备投入和运行成本高、能源消耗过大以及对冷链运输条件要求较高等缺点。因此，研发具有经济环保、绿色安全、广谱高效，并且能最大限度保持食品营养成分、组织结构和产品色泽等特性的光驱动杀菌技术正逐渐成为食品工业研究热点。
[0005]有研究认为现有的技术缺点为光驱动技术对革兰氏阴性菌的杀灭效果不理想。例如Zehao Li等人以煅烧三聚氰胺海绵(AMS)为光敏剂，使用300w的氙灯作为光源，在使用60mw/cm2的辐照度照射40min后，观察到沙门氏菌的去除率为98.1％，降低1
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2Log CFU/mL(Zehao Li,Xinling Wang,Ningning Xu,Yao Xiao,Lili Ma,Jinyou Duan.Cost
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effective and visible
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light
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driven melamine
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derived sponge for tetracyclines degradation and Salmonella inactivation in water[J].Chemical Engineering Journal,2020,394.)。除了上述的一点外，现有技术使用的光照波长还会对人体造成伤害。例如，Buchovec等人以ALA为光敏剂，以400nm波长的LED灯为光源，在使用20mw/cm2的辐照度提供24J/cm2的剂量时，观察到沙门氏菌种群减少了4到6log CFU/mL(Buchovec I,Vaitonis Z,Luksiene Z.Novel approach to control Salmonella enterica by modern biophotonic technology:Photosensitization[J].Journal of Applied Microbiology,2009,106(3):748
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754.)，但其使用的400nm波长的光源，会对人体有很大的伤害。
[0006]因此，开发普通可见波长光源照射下绿色安全、低碳环保的新型光动力技术，大幅度提高光驱动杀菌效果，符合新时代条件下我国经济社会发展需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于绿色的复合光敏剂，高效杀灭的致病菌(例如沙门氏菌、单增李斯特菌等)和腐败菌(例如希瓦氏菌)的光驱动杀菌方法，尤其是用于食品杀菌。LED灯由于其性能稳定，结构简单，操作方便，安全可靠，成本低廉，且不受外界光照干扰，光照均匀，光热效应小，光照时间可精确控制的优良特性，已被广泛应用。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种复合光敏剂，其成分包括煅烧三聚氰胺海绵和可溶性二价铁盐。
[0009]所述煅烧三聚氰胺海绵的制备方法为，三聚氰胺海绵在300
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450℃下煅烧，优选的，煅烧温度为350
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375℃，本专利技术的一个优选实施方式中，煅烧温度为350℃。
[0010]煅烧时间1
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5h，优选为2h；升温速率为5
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15℃/min，优选为10℃/min。
[0011]所述煅烧三聚氰胺海绵和可溶性二价铁盐中铁离子的重量比为1：0.4
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12.5，优选的，重量比为30：7
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2：3；更优选为1：0.3
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0.4。
[0012]上述复合光敏剂用于灭菌，尤其是杀灭致病菌(例如沙门氏菌、单增李斯特菌等)和腐败菌(例如希瓦氏菌)。经过对普通可见波长光源的优化，发现在波长为455
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460nm的蓝光驱动下复合光敏剂光动力有效地杀灭了食源性致病菌(沙门氏菌等)和食品腐败菌等。
[0013]一种光驱动杀菌的方法，步骤包括：
[0014](1)将二价铁离子(可溶性二价铁盐)、煅烧三聚氰胺海绵与待处理样品混合在黑暗中孵育；
[0015](2)用蓝光照射，对沙门氏菌进行光驱动杀菌处理。
[0016]优选的，步骤(1)，在黑暗中孵育的时间为20
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60分钟，更优选为35
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45分钟；在本专利技术的一个优选实施方式中，在黑暗中孵育时间为40分钟。
[0017]步骤(2)所述光照时间为30
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120分钟；优选为40
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90分钟，更优选为40
‑
60min。
[0018]优选的，步骤(2)所述蓝光波长范围为455
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460nm。
[0019]优选的，步骤(2)蓝光的光能量密度为45
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65mW/cm2，优选为50
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60mW/cm2，本专利技术的一个优选实施方式中，光能量密度为56mW/cm2。
[0020]优选的，步骤(2)中，以蓝色LED灯为光源。
[0021]待处理样品为固体时，将待处理样品与含有二价铁离子、煅烧三聚氰胺海绵的溶液混合。
[0022]待处理样品为液体时，将待处理样品与含有二价铁离子、煅烧三聚氰胺海绵的溶液混合，或者向待处理样品中加入二价铁离子和煅烧三聚氰胺海绵。
[0023]步骤(2)的混合体系中的二价铁离子浓度为0.4
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2mg/mL，更优选为0.7
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1.5mg/mL；在本专利技术的一个优选实施方式中，混合体系中的二价铁离子浓度为0.7mg/mL。
[0024]步骤(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合光敏剂，其特征在于，成分包括煅烧三聚氰胺海绵和可溶性二价铁盐。2.权利要求1所述的复合光敏剂，其特征在于，所述煅烧三聚氰胺海绵的制备方法为，三聚氰胺海绵在300
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450℃下煅烧，煅烧时间为1
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5h，升温速率为5
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15℃/min。3.权利要求2所述的复合光敏剂，其特征在于，所述的煅烧温度为350
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375℃。4.所述煅烧三聚氰胺海绵和可溶性二价铁盐中铁离子的重量比为1：0.4
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12.5。5.权利要求1
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4任一项所述的复合光敏剂用于杀灭致病菌或腐败菌。6.一种光驱动杀菌的方法，其特征在于，步骤包括：(1)将可溶性二价铁盐、煅烧三聚氰胺海绵与待处理样品混合在黑暗中孵育；(2)用蓝光照射，对待处理样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬敬，石千黛，赵勇，刘海泉，陈璐，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：