光动力灭活在食品杀菌保鲜中的研究进展

范宇航，周雅菲，刘昊天，陈 倩，刘 骞，孔保华*

（东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

随着人们生活方式和食品消费习惯的转变，人们的健康意识不断提升，食品安全问题逐渐引起了大众的重视。国家食品安全风险评估中心指出，2021年中国大陆食源性疾病暴发事件中微生物性致病因子导致的发病人数最多，占53.05%[1]。细菌、真菌、病毒等微生物都会导致食品污染，进而缩短食品货架期，甚至是食源性中毒[2]。减少食品中致病和有害微生物数量、保障食品质量与安全已经成为不可忽视的全球性问题。

化学杀菌和加热杀菌是两种主要的传统食品保鲜技术。化学杀菌是指通过添加化学与生物抑菌剂来杀死微生物或抑制微生物的生长繁殖，抑菌剂种类包括卤素类、氧化剂类以及杂环类气体[3]。实际操作中过度使用抑菌剂可能会导致细菌产生耐药性，甚至危害人体健康[4-5]。加热杀菌易破坏食品中的热敏性蛋白质，导致营养成分的损失，无法满足人们对营养健康的需求，因此近年来超声波、冷等离子体等新兴非热物理杀菌技术不断涌现，并已逐渐应用于食品、医疗等各个领域。

与传统杀菌技术相比，非热物理杀菌技术可以更好地保持食品营养与感官特性，其中光动力灭活（photodynamic inactivation，PDI）更是被视作一种有效的细菌灭活策略。PDI也称光动力疗法或光动力杀菌，它是利用光和光敏剂（photosensitizer，PS）来达到抑制微生物生物活性的目的，具有杀菌效果好、成本低、对环境友好、安全等优点。PDI技术为食品工业提供了新的发展方向，运用PDI技术延长货架期将是未来食品保质保鲜领域的研究热点。基于此，本文阐述了PDI技术的基本原理和主要组成，对食源性微生物及其相关特征进行了介绍，并分析了PDI的具体抗菌机理，最后总结了PDI在食品中的应用情况，以期使PDI技术在食品的抑菌和保鲜领域中得到更多的关注。

1 光动力灭活概述

1.1 基本原理

光敏化过程主要由3 个部分组成，包括PS、光源和分子氧（3O2）。PDI的基本原理如图1所示。基态光敏剂（0PS）在光源的激活下会跃迁为单重态（1PS*）。1PS*是不稳定的，容易在荧光发射条件下再次转换为基态的形式。系间窜越是指处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的非辐射跃迁的过程。1PS*也可以系间窜越成相对稳定的激发三重态（3PS*），3PS*通过磷光释放多余的能量可以再次回到基态。在3PS*状态下会发生两类反应：I型反应机制为3PS*与周围的有机物和基态氧反应，从它们中获得电子，生成活性氧（reactive oxygen species，ROS），如过氧化氢（hydrogen peroxide，H2O2）、超氧阴离子（O2-•）、羟自由基（•OH）和单线态氧（1O2）等[6]。II型反应机制为3PS*将能量传递给三线态氧分子（3O2）反应生成单线态氧（1O2）。PDI过程是I型机制和II型机制的组合。在实际过程中，这两类机制常常同时存在。I型机制和II型机制反应产生的ROS以及自由基的混合物会引起生物分子氧化和细胞损伤，在抑制微生物的生长过程中发挥重要作用[7-9]。Hamblin等[10]另外发现了采用补骨脂素和四环素作为PS以及添加无机盐能够增强灭活效果，基于此提出了一种非氧光灭活的III型光化学途径，可以有效应用到病毒和真菌灭活领域。

图1 PDI技术的基本原理示意图Fig.1 Basic principle of PDI technology

1.2 光敏剂

PS是指一种能够吸收光子而被激发的物质，它可以将吸收的光能传递给另一组分的分子，使其被激发，而它本身回到基态，它在PDI技术中扮演着最为重要的角色[11]。许多细菌和真菌天然含有内源PS，如卟啉和细胞色素等，但杀菌效果并不十分显著[12]。加入外源PS可以缩短PDI的照射时间或扩大有效波长的选择范围，从而提高PDI的效率和应用。开发和选择合适的PS已成为食品安全领域的研究热点之一。PS分类方法较多，按照时间发展顺序可以分为3 代：第一代为卟啉类化合物，第二代包括卟啉衍生物与金属酞菁、稠环醌类等化合物，相较于第一代其光敏期更短，作用的光波波长更长、作用深度更深[13]。第三代PS是在传统PS的基础上结合了相关特异性因子，进一步提高了PS的靶向作用和特异性[14]。近年来凭借来源稳定、毒副作用小、光效高等特点，天然PS已然成为食品保鲜领域应用最具潜力的PS种类[15]。但由于其受到波长范围、病源菌种类的限制，需要对天然PS进行一定的改造与修饰，包括纳米化[16]、多肽修饰[17]和糖基与糖肽修饰[18]。

1.3 光源

光源是PDI的组成部分之一，在光敏化过程中起到激活PS的作用，其发光波长、照光方式以及剂量直接决定了PDI的效果[19]。不同光源类型的发射波长和功率等特性上存在着一定的差异，在实际应用中需要考虑相关特性选择合适的光源。PDI的光源分为相干光源和非相干光源两类：相干光源一般是由激光器发射产生的，典型光源包括金属蒸汽激光器、氦氖激光器、氩离子激光器、Nd：YAG激光器、半导体激光器，其具有灭活效果良好、操作简便、耗能较低等优点，在PDI中取得了一定的应用。非相干光源主要包括白炽灯和发光二极管（light emitting diode，LED），其中LED是近年来快速发展的一种光源，已经呈现出替代激光的明显趋势。它不仅在发光效率、输出功率和稳定性等性能方面有所提升，而且价格低廉耐用、可与其他技术结合共同提高灭活效果[19]。在此基础上开发的无机LED、柔性LED与无线驱动LED已经应用到动物研究和医疗等领域。

2 食源性微生物及其特征

食品中的有害微生物主要来源于细菌、真菌和病毒。尤其是细菌或真菌，可以在生产、加工、运输及储存等不同的阶段污染食品[20]。在增殖过程中，一些污染菌可产生毒力因子和毒素等有害物质，进而会导致各种感染，诱发疾病[21]。细菌性污染是数量最多、涉及面最广的一类食品污染，具有易发性和普遍性的特点，其中金黄色葡萄球菌在细菌污染中占到了大多数。金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）属于革兰氏阳性和共生细菌，它可以在人体的皮肤、鼻孔和胃肠道中定植，通过接触或者呼吸道分泌物定植的方式污染食物，从而导致葡萄球菌性食物中毒，极少数情况下还会危及生命[22]。它的抗性很强，可以生长在温度范围为7.0～48.5 ℃（最适30～37 ℃）、pH值范围为4.2～9.3（最适7.0～7.5）和氯化钠质量分数高达15%的环境中，因此葡萄球菌性食品污染已经成为食品工业和医疗保健中一个无法忽视的问题。大肠杆菌（Escherichia coli）也是一种常见食源性疾病的病原体，它通过整合子、可传播质粒和转座子传播抗生素耐药性基因，这会对环境造成巨大的威胁，涉及到的污染对象包括农田、人体、食品和野生动物。尤其是血清型O157:H7，因其极强的传染性、致病性和病死率受到广泛关注，大肠杆菌O157:H7目前尚无有效的治疗方案。

产生霉菌毒素的真菌主要属于青霉菌、曲霉、镰刀菌和其他丝状霉菌。与细菌不同，真菌的细胞壁含有几丁质、葡聚糖、脂蛋白和一个中等通透性屏障。在相同条件下，真菌的抗性更强，产生的真菌毒素在生物合成后可以在食品中长期存在。真菌毒素污染范围广，具有致畸、致癌和致突变性等特点，普遍存在于农副产品和动物饲料中，全世界每年由于霉变污染真菌毒素引起的经济损失达到了数百亿美元[23]。400多个不同真菌毒素已被鉴定，当前主要研究的方向为黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、展青霉素和各种镰刀菌毒素。

由于难以进行细胞培养或培养后不呈现细胞病理效应，食源性病毒一直没有得到有效控制，对公共健康卫生造成了严重的威胁。病毒由核酸（一般为DNA或RNA）组成，包裹在衣壳的蛋白质外壳内。它的体积微小，直径在17～300 nm，通过粪口途径或畜禽产品载体传播，极少量就能导致机体发病。按照来源可以分为肠道食源性病毒和人畜共患的食源性病毒两类[24]。与细菌不同，病毒不能在食物中复制，因此受污染的食物作为媒介感染的能力取决于病毒稳定性和宿主敏感性。大多数流行病都与诺如病毒（norovirus）和甲型肝炎病毒（hepatitis A virus）有关，其次是戊型肝炎病毒（hepatitis E virus）、沙波病毒（sabo virus）、轮状病毒（rotavirus），也可能会对人类构成一定威胁。病毒的食源性疾病暴发通常与生食有关，如贝类、水果和蔬菜。病毒能够在植物、动物和人体中引起多种疾病，其中幼儿、老年人和免疫功能低下者因食源性病毒而患病的概率最高[25]。

除食源性致病性细菌、真菌和病毒外，螺旋体（spirochete）、弓形虫（Toxoplasma gondii）等致病病原体也会引起食源性疾病，危害人体健康。

食品中的常见污染物及其感染途径和食品媒介等内容见表1。

表1 食品中的常见污染物及其特点Table 1 Common contaminants in foods and their characteristics

3 光动力灭活在食品杀菌保鲜中的抑菌机理

PDI对于食源性微生物的主要抑菌机制包括破坏微生物结构和功能、氧化细胞内大分子物质、抑制群体感应、弱化毒力因子和破坏生物膜结构（图2）。

图2 PDI的主要抗菌机理示意图Fig.2 Mechanism of microbial inactivation by PDI

3.1 破坏微生物结构和功能

在光敏化处理中，细胞壁外部成分和细胞内细胞器都是PDI的潜在靶点，作为灭活这些微生物的作用位点。研究表明，PDI在PS的作用下会靶向对微生物细胞结构造成损伤，如质膜透化、细胞内容物流出等，促使微生物代谢紊乱和死亡[41]。Hyun等[41]研究了460～470 nm LED照射对琼脂培养基和包装切片奶酪的表面致病菌和腐败菌的抑菌效果，在4 ℃下460～470 nm LED照射4 d后通过透射电子显微镜观察到单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）（以下简称单增李斯特菌）细胞膜破裂和细胞质成分流出的完整过程（图3），发现单增李斯特菌的细胞损伤与RNA、蛋白质和肽聚糖代谢有关。

图3 透射电子显微镜下PDI处理单增李斯特菌结构的变化过程示意图[41]Fig.3 Transmission electron microscopic observation of the structural change of Listeria monocytogenes cells treated with PDI[41]

微生物的膜电位和呼吸等功能在光敏化过程中也会受到一定影响。Komagoe等[42]通过原位监测呼吸速率和膜电位的变化，分析卟啉介导的细菌膜功能的PDI作用，发现在1 kW钨放映灯和四(4-N,N,N-三甲基氨基苯基)卟啉（tetrakis(4-N,N,N-trimethylammoniumphenyl)porphyrin，TTMAPP）、四(4-N-甲基吡啶)卟啉（tetrakis(4-N-methylpyridinium)porphyrin，TMPyP）介导的PDI处理10 min对金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到了（39±5）%和（17±6）%，同时膜电位分别下降了（93±2）%和（72±4）%。

3.2 氧化细胞内大分子物质

作为所有微生物及其衍生物的主要成分，蛋白质、脂类和核酸等生物大分子在PDI过程中起到了生物靶标的作用。在光敏化过程中，利用可见光或近红外光激发PS产生单线态氧和其他ROS，这些ROS携带自由基或自由基离子，会作用于核酸、蛋白质和不饱和脂肪酸等生物大分子，引发细胞凋亡和损伤[43]。Bachmann等[44]在研究亚甲基蓝和115 W灯泡介导的PDI对HIV-1病毒的灭活作用时发现，PDI会对核心蛋白质、RNA和包膜等细胞组分造成破坏，在1 μmol/L亚甲基蓝和105 W/m2光照强度条件下，辐照时间超过32 min逆转录酶会完全失去活性。其他研究也证明一些毒力因子（脂多糖和蛋白酶）在光作用下效力会降低[45]。

3.3 抑制群体感应

细胞产生信号分子并释放到环境中，当环境中信号分子的浓度达到某一阈值后，细胞开启细胞密度依赖的特定基因的表达，这一机制称作群体感应。当前对于群体感应的研究主要集中在革兰氏阴性菌上，细菌通过群体感应作用产生和释放类激素分子——自诱导物，并积聚在细菌细胞的外环境中，其中信号分子分为酰基高丝氨酸内酯类分子、寡肽类分子、AI-2信号分子和其他的信号分子4 类[46]。PDI对于微生物群体感应的作用机制主要集中在相关表达基因和产生群体效应的信号分子上，作用效果往往受到细菌种类、PS浓度、光照剂量的影响。谭杨[47]在研究PDI处理铜绿假单胞菌时比较了10 mmol/L氨基酮戊酸、红光照射剂量108 J/cm2和20 mmol/L氨基酮戊酸、红光照射剂量108 J/cm2条件下基因（IasI、IasR、rhlI、rhlR）的表达水平，发现这4 种基因的表达水平均随着氨基酮戊酸浓度的增加而逐渐降低。Fila等[48]发现在单次光波长411 nm、120 W、9 600 s的LED介导的PDI条件下，大肠杆菌JM109 PSB536的rhl系统中N-丁酰基高丝氨酸内酯（N-butyryl-homoserine lactone，C4-HSL）信号分子活性下降了12.0%～63.7%，大肠杆菌JM109 PSB1142的las系统中N-3-氧代十二烷酰-L-同型丝氨酸内酯（N-3-oxododecanoyl-L-isoserine lactone，3-oxo-C12-HSL）信号分子活性下降了45.1%～82.4%。

3.4 弱化毒力因子

PDI可以减轻或消除毒力因子对于细胞的伤害。它可以调节基因表达，减少毒力因子的产生、减弱毒力因子的活性或将其直接灭活[49]。Bartolomeu等[50]研究在PS 5,10,15,20-四(1-甲基吡啶鎓-4-基)卟啉四碘化物的条件下，将从固体培养基中收集到的经第一个周期光动力灭活的3 株金黄色葡萄球菌（ATCC 6538、2065 MA和SA 3 MRSA）存活菌落进行连续9 个周期的PDI处理，发现PDI能够抑制毒力因子的表达，有效地灭活高毒株和低毒株金黄色葡萄球菌，且至少连续10 个周期治疗后不产生光抗性。Tan Yang等[51]利用10 mmol/L的5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，ALA）、630 nm红光LED、输出功率密度108 J/cm2、处理时间20 min条件下处理铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），结果表明，其毒力因子绿青苷和弹性蛋白酶的抑制率分别达到了49.4%和45.7%，与对照组相比具有显著性差异。毒力因子的抑制效果受到PS浓度和光照剂量的影响。Komerik等[52]使用PS甲苯胺蓝O和632.8 nm、35 mW氦氖激光器介导的PDI对大肠杆菌脂多糖悬浮液和铜绿假单胞菌蛋白酶上清液进行红光照射，发现PDI可显著降低脂多糖和蛋白酶的生物学活性，且该抑制效果与光能剂量和甲苯胺蓝O浓度呈剂量依赖性。Tubby等[53]研究PS亚甲蓝与665 nm激光联合灭活葡萄球菌毒力因子的能力，也发现亚甲蓝对V8蛋白酶、α-溶血素和鞘磷脂酶活性的抑制作用呈剂量依赖性。

3.5 破坏生物膜结构

生物膜是指由于细菌通常附着于物体表面，和胞外分泌物聚集形成的复杂的群落组织[54]。它在食品工业中普遍存在，如食品、设备表面（传送带、管道等）和包装材料（玻璃、聚苯乙烯等）。作为微生物污染的媒介，它能够保护病原菌与腐败菌免受环境胁迫、作为致病基因水平基因转移的热点、将原本良性的菌株转化为病原菌以及为抗微生物突变活动提供生态位[12]。近年来PDI在破坏污染物生物膜和抗菌中表现出了巨大的潜力，许多研究探讨了PDI在食品保鲜中的应用和发展趋势。Martinez等[55]使用不同颗粒浓度光活性金属卟啉掺杂的共轭聚合物纳米粒子和蓝光辐照剂量介导的PDI方案，针对9 种致病性细菌菌株进行测试，发现PDI可以有效破坏和根除高度相关的致病性细菌物种的生物膜，杀死作为固着细胞的超级细菌。PDI对于生物膜的作用机制包括破坏生物膜生物分子[56]、调节生物膜的基因表达[57]、破坏与降解胞外聚合物[58]、产生ROS[59]等。PDI抗生物膜效率主要受到光工程变量、PS的结构和剂量、生物膜类型（单/多种、厚度、结构等）、接触面（疏水性、电荷等）和食品环境因素的影响[12]。

4 光动力灭活在食品中的应用

PDI在食品保鲜中具有延缓果实衰老、防止食品腐败变质、提高食品营养品质、调节果实成熟时间等积极作用，其效果主要受到PS的理化性质、光照特性、食品基质、目标微生物等因素的影响。凭借其低成本、易于控制、灭菌效果好等优点，如今在粮食生产、园艺、农作物种植、渔业和畜牧业等领域已经得到了广泛的应用。表2是一些常见食品的PDI处理条件。

表2 一些食品的PDI处理条件Table 2 PDI conditions for some foods

4.1 水果和蔬菜

水果和生蔬菜是人类公认的疾病传播的媒介之一，如今已经成为了食源性疾病的第二大来源，其中包括大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌（Salmonella）和单增李斯特菌。水果在室温下贮藏期短，所以保持其新鲜度非常重要。水果对病原菌的易感性高，因此抑制其中的微生物是防止腐烂的关键因素。Lin Yilin等[65]使用50 μmol/L姜黄素和蓝色LED介导的PDI照射鲜切哈密瓜60 min后，发现鲜切哈密瓜的需氧微生物总数减少了1.8（lg（CFU/g））。同样地，Lin Yilin等[66]利用30 μmol/L姜黄素和LED光照射处理银耳30 min后，发现银耳中梭形杆菌数减少了1.99（lg（CFU/g））。PDI处理可以很好地保持果蔬的光泽度、硬度、水分和外观，延缓食品的褐变速度。果蔬在后熟阶段产生的酯类、醇类等芳香族化合物除了赋予其特定香味外还可以防止食品腐败。光作为调节植物二级代谢产物（如色素和风味）的主要环境因素，可以影响风味化合物的产生[67]。Wu Qixian等[68]发现火龙果经过100 lx红光照射后，第7天的1-己醇、β-芳樟醇、2-辛烯醛等挥发性物质会显著增加，有效减缓了果实衰老。在植物成长的过程中，酶控制蛋白质等大分子和维生素等小分子的合成与分解。其中多酚氧化酶是影响农产品外观的一种重要的酶，它的活性也与果蔬的颜色变化密切相关。光会通过产生二级代谢产物改变酶的活性，可用于抵抗外部的光氧化胁迫[69]。除此之外，果蔬的基因表达水平也会在此过程中受到影响，PDI可以达到加速成熟和延缓成熟的目的，进而调节果蔬的保质期。

4.2 肉及肉制品

动物源食品中富含水分、蛋白质和其他营养成分，容易受到多种来源的微生物污染。与果蔬相比，动物源食品保质期更短。若处理不当会加速蛋白质的降解、脂质和色素氧化，表面表现为食品的颜色、气味和表面黏度异常。肉类食品中最常见的微生物是金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和单增李斯特菌。Huang Jiaming等[70]研究了0.2 μmol/L姜黄素和0.54 J/cm2蓝色LED介导的PDI对鲑鱼的灭活效果，与避光对照组相比，PDI减缓了在25 ℃储存期间鲑鱼中单增李斯特菌的增殖速度，最大灭活数量达到了4（lg（CFU/g））（灭活率99.99%）。此外，PDI极大地延缓了pH值的升高和挥发性盐基氮的产生，延缓了游离脂肪酸的积累，减缓了蛋白质的降解和水分流失，从而保持了其质地和感官特性。肉制品在烹调过程中可以灭菌，同时这也会影响其营养价值，因此选择合适的烹调温度和烹调时间十分重要。Kim等[71]评估了405 nm的LED在不同温度光照条件下对熟鸡肉中沙门氏菌的影响情况，发现4 ℃和3.8 kJ/cm2LED照射条件下鸡肉中沙门氏菌的数量减少了0.8～0.9（lg（CFU/cm2）），而在10 ℃和20 ℃条件下不同大小菌株的沙门氏菌处理组的生长仅为受到抑制和减缓，这是由于4 ℃条件下LED照射导致沙门氏菌细胞无法修复DNA、RNA、蛋白质和细胞壁代谢有关的细胞损伤。在实际生产中为防止肉制品在运输贮藏等环节中受到污染，便于携带食用，在出厂前需要进行一定的包装，在这种情况下可以应用PDI进行有效灭菌。即使肉制品外覆盖透明包装材料也不会明显降低杀菌效果，适用于已包装食品中。

4.3 乳及乳制品

作为日常饮食之一，乳及乳制品为人类提供了丰富的蛋白、维生素、碳水化合物等营养成分。但是其极易腐败，容易受到各种微生物的污染。其中最常见的污染物包括大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌、荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）和单增李斯特菌等。牛奶暴露在光线中会促进脂肪氧化成醛和含硫氨基酸降解，这两者都会导致其产生异味。巴氏杀菌并不能杀死全部微生物，同时热处理还可能对牛奶的感官特性和营养价值产生不利影响，因此乳制品行业需要非热杀菌技术处理来帮助保存食品和消除嗜冷菌。Brothersen等[72]发现牛奶经VA、核黄素和4 000 lx LED辐照24 h后，挥发性化合物中的各种醛、醇、酮、酯的含量明显下降，牛奶风味得到了更好的保留。Saraiva等[73]将500 μg/mL姜黄素作为涂层应用到Minas Frescal奶酪中进行PDI（λmax＝450 nm，总能量剂量为4.86 J/cm2），发现PDI不仅对荧光假单胞菌具有良好的杀菌作用，还可以保持奶酪的硬度和咀嚼性，减少蛋白质的水解。PDI在乳及乳制品中已经被证实可以在有效灭活微生物的同时不影响食品品质、颜色外观和损伤细胞。

4.4 坚果及谷物

坚果和谷物等低水分活度食品中的食源性病原体长期处于休眠状态，在接触有利环境时会被唤醒从而变得活跃。PDI处理低水分食品改善食品保鲜效果的研究较少，但结果普遍表现出了积极效果。黄曲霉是食品和饲料中主要产生黄曲霉毒素的真菌之一，Temba等[74]研究了50 μmol/L姜黄素、420 nm、60 J/cm2外显子弧光灯介导的PDI对于受孢子污染的玉米粒的灭活效果，发现黄曲霉毒素B1的含量显著降低，平均为82.4 μg/kg，而未经处理的玉米粒在该条件下黄曲霉毒素B1含量高达305.9 μg/kg。并且在PDI处理中真菌分生孢子和菌丝的光灭活效率在温度15～35 ℃或pH 1.5～9.0的范围内不受到影响。Glueck等[75]观察到在姜黄素衍生物SACUR-3结合435 nm、33.8 J/cm2LED介导的PDI作用下，葫芦巴种子和绿豆中的大肠杆菌O157:H7数量减少了2～4 个对数值。由于光在食品表面的不均匀分布，食品的几何形状会影响PDI的灭活效果。当食品的形状趋近于球体，表面积较大时，可以考虑采用全方位照明的方案。对于复杂的三维几何结构，可以通过样品在单向光源的光场中的主动和直接旋转、光源的旋转或开发用于食品去污染的三维光源实现灭活。

4.5 饮料等液体食品

饮料等液体食品由于其高水分活度容易受到病原体的污染。为了延长保质期，传统方法采用添加化学防腐剂以减少微生物的繁殖与生长。近年来，随着无添加剂食品的需求增加，消费者对食品安全关注度日益增加，PDI作为一种新兴杀菌手段在液体食品应用中得到了关注。Cho等[76]评估了赤藓红B和100 W、0.4 mW/cm2氙灯介导的PDI对于番茄汁中大肠杆菌O157:H7、鼠伤寒沙门氏菌和单增李斯特菌的灭活效果，发现处理15 min后3 种细菌细胞数量分别减少了6.77、2.74、6.43（lg（CFU/mL）），而没有产生亚致死性损伤细胞。Ghate等[77]把不同血清型肠道沙门氏菌（Gaminara、Montevideo、Newport、Typhimurium和Saintpaul）接种到橙汁中，研究了波长460 nm蓝色LED、不同辐照度、不同温度介导的PDI效果，通过模型拟合生存曲线，证明了PDI在食品中的应用潜力和降低食品风险的可行性。此外，PDI能够减轻非酶褐变，显著降低果汁中的抗坏血酸含量。在进行PDI灭活时，应考虑优化液体食品的性质（粒径、浊度、颜色）、剂量、照射时间、温度等因素。未来可以探索将PDI与其他非热技术或温和的热处理相结合，以进一步提高灭活效果。

5 结 语

PDI技术作为一种新型的非热杀菌技术，可以对食品进行有效的微生物灭活和保鲜，弥补了传统杀菌技术可能对食品品质影响较大的局限性，能够有效控制食品中的微生物，可用于延长蔬菜、水果、肉类、坚果和饮料等食品的保质期，保持食品的营养和感官特性。而且PDI技术操作简单、成本低，不会使微生物产生抗药性，容易在食品工业中投入应用。近年来关于PDI对于微生物病原体和食品保鲜的研究普遍表现出了很好的效果，但大多数结果都是建立在实验室规模的研究中，缺少将实验结果转化并应用于食品工业生产。因此，在后续发展过程中可以开展PDI在工业过程的研究，为PDI在食品领域的大规模应用提供依据。总之，PDI的出现为食品保鲜提供了更多选择，能够促进食品行业的发展。