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本研究以青霉菌和灰霉菌作为作用靶标,利用自制的试验装置,研究低温射频等离子体对青霉菌和灰霉菌的杀菌作用,并通过对等离子体处理霉菌孢子显微结构的观察以及菌体细胞细胞壁、菌液PH和电导率等生理生化指标的测定,对低温射频等离子体的作用机理进行了研究。试验结果如下:
1.从贮藏苹果中分离出2株霉菌:青霉菌(Penicillium)和灰霉菌(Botrytis cinerea),作为试验菌种。
2.采用平板计数法测定低温射频等离子体处理青霉菌和灰霉菌的活菌数,通过响应面试验得出两种等离子体处理霉菌的最佳条件,青霉菌:作用功率200W、作用时间4.5min、极距4cm,杀菌率可达99.68%;灰霉菌:作用功率200W、作用时间5min、极距3cm,杀菌率可达99.18%。
3.SEM观察到经等离子体处理的青霉菌和灰霉菌细胞壁均已破裂,并已干瘪。由此推理认为等离子体作用于霉菌导致霉菌细胞壁破裂,引起细胞内的物质外泄,改变了细胞外物质的成份。
4.Bradford法检测到经该等离子体处理过的青霉菌和灰霉菌细胞外蛋白质的含量随着等离子体处理时间的延长呈上升趋势。试验结果佐证了细胞破裂且胞内物质泄漏到胞外的推论。
5.等离子体处理青霉菌和灰霉菌菌液发现二者的pH均随着等离子体处理时间的延长而大幅度下降,电导率不断上升。推测可能是等离子体处理霉菌后细胞破裂,细胞内的酸性物质泄漏到细胞外,对菌液的pH产生了影响,而且等离子体作用于菌液引发的化学反应也会造成pH下降,使细胞内外的生化失衡性进一步增强,从而加剧了霉菌细胞破裂直至死亡。
6.淀粉和霉菌细胞壁的主要成份都是多糖类物质,因此用低温等离子体处理淀粉溶液来推测杀菌机理。由淀粉溶液的pH发生较大幅度的下降,被水解为葡萄糖等物质可以推断出低温射频等离子体导致霉菌菌液酸性增强,促使细胞壁物质发生水解,另外在等离子体高能电场及活性成份的共同作用下造成分子键的断裂,最终导致细胞壁破裂,细胞死亡。