引言
肉类食品不仅是消费者重要的营养物质来源，同时丰富的营养素也是微生物生长繁殖的良好培养基。当肉及肉制品的加工技术和贮藏方法不合理时，极易引起微生物的污染而导致其失去原有的营养价值，甚至会产生毒素，因此杀菌技术在提高肉类食品的营养价值和保证其安全性等方面至关重要。热杀菌方法灭菌效果明显，但是对食品的营养物质破坏较大。
1脉冲强光产生机理
脉冲强光杀菌技术是一种利用瞬时峰值能量极强的脉冲光辐射杀菌的新型技术，其发生装置主要由脉冲光源、升压模块、触发模块和储能电容组成，脉冲强光产生原理如图1所示。
虽然都是将电能转化为辐射能，但脉冲光源与一般光源最大的区别是同时具有阴极和阳极以及触发电极。常用的脉冲光源为管状的脉冲氙灯，由透紫外的石英管制成；两端封接有钨电极，外部缠绕多圈触发金属丝作为触发电极；灯内填充＜1atm的氙气。实际使用时，电源首先完成交直流转换，并在极短时间内对储能电容充电到特定电压。同时触发模块对触发电极施加数千伏的高压脉冲，使灯内填充的氙气发生预电离，然后电离产生的电子击穿形成宽度约几微米的轴向非均匀放电通道。气体电离后产生的电子在通道电场的作用下从阴极向阳极加速运动，促进气体进一步电离，导致电子数雪崩式增长。
2脉冲强光杀菌技术
2.1脉冲强光杀菌机理
脉冲氙灯的光谱功率分布，可见脉冲强光的波长可以覆盖200～1100nm宽波段，除了在紫外波段有很高的峰值，在可见区和近红外区也都有较高的辐射强度。因此脉冲强光的杀菌机理和一般的紫外杀菌不同，除了紫外波段起主要作用，其他波段也有一定的杀菌能力。这种协同效应使杀菌更全面彻底，且这种破坏作用不可逆。
综合现有研究，脉冲强光的杀菌机理主要包括以下三个方面。（1）光化学反应。脉冲强光光谱中的紫外波段可使核酸形成胸腺嘧啶二聚体，损坏细菌，破坏细胞内的遗传物质核酸，影响基因的转录和复制，阻碍生命活动必需蛋白质的合成，从而影响细胞的正常繁殖。脉冲强光既可以分解微生物细胞膜蛋白，导致细胞膜被破坏、变形，失去对细胞的屏障保护作用；也可以通过促使微生物内酶的分解生成大量的游离态蛋白，导致液泡膨胀，细胞破裂。（2）闪照热效应。脉冲强光光谱中的可见和红外部分对细菌细胞或孢子有热效应，导致了酶和其他细胞成分的钝化。高强度辐射光热作用导致细胞内水分蒸发膨胀，使细胞破裂。
2.2脉冲强光技术的杀菌机制
与连续的紫外光破坏DNA使微生物代谢紊乱而失活的杀菌机制不同，PL杀菌过程主要是通过光辐射作用于样品表面而产生的光化学效应，光物理效应和光热效应，以及三个效应的协同作用实现对微生物的彻底灭活。光化学效应：微生物细胞内的生物大分子物质吸收脉冲光后，合成嘧啶二聚体（主要是胸腺嘧啶二聚体），阻碍微生物细胞中DNA的自我复制；同时光辐射可破坏微生物细胞内蛋白酶的化学和空间结构，丧失特定酶的活性，实现对微生物的彻底灭活。光物理效应：脉冲强光作用于微生物时，可造成其细胞结构性损伤、使细胞的完整性丧失、细胞通透性增加，致使微生物死亡，实现灭活效果。
3PL杀菌技术在食品中的应用
3.1PL杀菌技术在果蔬中应用
新鲜果蔬因其水分含量大、糖分含量高、酸度较低等有助于微生物的生长繁殖，在储运过程中极易出现腐烂变质现象。果蔬在采收后利用PL进行杀菌处理，可以降低微生物污染风险，减少低温贮藏过程中的果蔬变质情况，保持果蔬的新鲜度，维持其初始的风味和色泽，并延长货架期。周婷婷等探究了PL处理对双孢蘑菇贮藏品质的影响。结果显示，PL处理能够有效延缓双孢蘑菇在贮藏期间的质量损失，保持双孢蘑菇的硬度，抑制双孢蘑菇过氧化物酶活性，延缓双孢蘑菇的褐变、脂质氧化以及总酚含量下降，以0.048J·cm-2脉冲光强度处理的双孢蘑菇具有最好的贮藏效果，贮藏第8天，总酚和维生素C含量分别较对照提高39.06%和53.63%。
3.2PL杀菌技术在肉类制品中应用
肉类制品在生产、加工、包装、运输等过程中均有可能被微生物污染，成为威胁消费者食品安全健康的隐患，因此，肉类制品的杀菌效果是影响肉制品品质的重要因素。PL处理可有效灭活肉制品中的细菌，防止交叉污染，同时对肉制品品质不会产生较大影响。刘娜等将PL和紫外照射耦合对腊肉进行处理并探究了脉冲强光（2、6、10、14、18cm）-紫外照射距离（3、7、11、15、19cm）、闪照时间（1、3、5、7、9cm）以及腊肉切片厚度（1、2、3、4、5mm）对杀菌效果的影响，结果显示，腊肉切片厚度为3mm、腊肉距脉冲光源6cm、距紫外光源15cm、闪照时间为5min时，腊肉样品的杀菌率可达99.67%。Fernández等研究了PL对Serrano和Iberian两种西班牙即食干腌火腿表面杀菌的效果。将李斯特菌接种在有真空包装的火腿切片表面，并用2.1、4.2和8.4J/cm2PL进行照射。在4℃和20℃储存期间，测定了过氧化物值和挥发性物质并进行感官分析。结果显示，PL处理能够灭活火腿表面的微生物，且对火腿的过氧化值及感官品质未产生影响。黄现青等探究了PL处理对冷却分割鸡胸肉的品质影响，并通过响应面设计对冷却鸡胸肉的杀菌参数进行优化。结果显示，冷却分割鸡胸肉的杀菌率在优化后的PL处理条件下达到90.03%，与未处理组相比，PL处理后的冷却鸡胸肉的货架期在0~4℃的贮藏温度下延长了1~2d，达到了预期目的。
4PL杀菌技术对食品包装材料杀菌效果
食品包装增加了食品存储、运输、零售、消费的便利性，同时也具有一定的阻隔作用，能够延长食品的保质期。目前，食品包装中使用较为广泛的材料主要有玻璃、金属、纸张、纸板和塑料等。从生产制造到食品加工中使用，包装材料可能会暴露于存在微生物的各种环境中，对食品的安全生产构成潜在风险，尤其是在无菌包装过程中，更易引起食品安全问题。目前，食品工业中的包装材料灭菌主要是通过化学消毒剂，如过氧乙酸和过氧化氢等，这些化学消毒剂极易残留在包装材料中，甚至对最终产品造成污染。因此，食品包装材料的新型杀菌技术开发对于食品行业的发展具有重要的意义，同时也引起了越来越多的关注。
结束语
脉冲强光是一种高效无残留的新型非热杀菌技术。其能在广泛杀灭多种致病菌的同时基本不改变食品及食品包材的性质，在提高食品安全性和延长食品保质期方面有巨大的应用潜力。而且PL处理成本低廉，更符合食品工业生产的需求。但PL处理也存在一些缺陷，例如：PL处理食品表面的通量范围限制没有明确规定，PL处理的食品包材应具有高透光率，PL不能处理含防光辐射添加剂的包材，食品的基质组成以及食品包材的不透明性限制PL处理的杀菌效率，将PL技术与其他保鲜技术集成是一个有趣的研究方向。
参考文献
[1]张瑞雪,张文桂,管峰,等.脉冲强光在食品工业中的研究和应用进展[J].食品科学,2017,38(23):305-312.
[2]周婷婷,曹少谦,张境,等.脉冲强光处理对双孢蘑菇贮藏品质的影响[J].核农学报,2020,34(5):994-1001.
[3]彭光华,王璐瑶,涂贻轩,等.复合增强脉冲强光保鲜鲜切荸荠技术研究[J].长江蔬菜,2019(4):72-76.
