食源性致病菌對人類健康和食品安全構(gòu)成重大威脅。食品殺菌技術(shù)是食品科學(xué)一直以來的重要課題。脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)由設(shè)備產(chǎn)生光譜范圍100～1 100 nm的脈沖強(qiáng)光，涵蓋具有優(yōu)異殺菌效果的紫外光譜范圍（100～400 nm）和具有光熱效應(yīng)的紅外光譜范圍（800～1 100 nm），通過生物物理效應(yīng)、光熱效應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)對細(xì)菌完成滅活。脈沖強(qiáng)光具有穿透性強(qiáng)、覆蓋率高、操控簡便、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對食品中常見的病原微生物具有顯著的滅活效果。

脈沖強(qiáng)光殺菌的生物物理效應(yīng)主要包括導(dǎo)致細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)損傷、細(xì)胞器滲漏、蛋白質(zhì)流失，最終造成細(xì)菌死亡。光熱效應(yīng)主要以間接的方式通過菌液承載環(huán)境升溫導(dǎo)致細(xì)菌失去適宜的生長環(huán)境。

浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院的葉子晗、王文駿、劉東紅*等人首先依據(jù)VOS viewer軟件結(jié)合文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法對脈沖強(qiáng)光在殺菌領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，具體包括引文分析、共現(xiàn)分析和共引分析，從而挖掘出近5 年脈沖強(qiáng)光殺菌研究熱點(diǎn)，匯總近幾年文獻(xiàn)中脈沖強(qiáng)光殺菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)文獻(xiàn)所報(bào)道的實(shí)驗(yàn)方法與研究結(jié)論，對殺菌機(jī)理進(jìn)行聚類、分析、歸納并總結(jié)，系統(tǒng)全面地揭示脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)理的詳細(xì)邏輯。相關(guān)結(jié)果有助于對未來脈沖強(qiáng)光強(qiáng)殺菌機(jī)理的實(shí)驗(yàn)邏輯梳理，掌握脈沖強(qiáng)光技術(shù)最新研究動(dòng)向，并揭示可能存在的更深層次的脈沖強(qiáng)光作用機(jī)理。

1 文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析

本綜述和研究選取文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)庫來自于Web of Science核心合集。文獻(xiàn)檢索時(shí)采用的關(guān)鍵詞包括“pulsed light inactivation or pulsed light sterilization”。檢索時(shí)間范圍為2024年5月及之前，共篩選出1 075 條相關(guān)文獻(xiàn)并導(dǎo)出記錄為制表符分隔文件形式，保留完整記錄和引用參考文獻(xiàn)，利用VOS viewer進(jìn)行可視化分析。

1.1 引文分析

引文分析可以得到一個(gè)可視化的網(wǎng)絡(luò)圖，它可以幫助理解文獻(xiàn)之間的相互引用關(guān)系，以及這些關(guān)系如何隨著時(shí)間的推移而變化。圖1A、B基于文章所發(fā)表的期刊和文章本身兩個(gè)方面進(jìn)行了引文分析，圖1C則是基于期刊引文分析的一個(gè)時(shí)序分析。在有關(guān)期刊的分析中，可視化分析結(jié)果表明一共檢索到384 個(gè)不同刊物發(fā)表過脈沖強(qiáng)光殺菌相關(guān)文獻(xiàn)。進(jìn)一步篩選條件為單個(gè)期刊發(fā)表過相關(guān)文獻(xiàn)最低數(shù)目5 篇，共42 個(gè)刊物符合要求，圖片表征數(shù)量前35位的刊物名稱。根據(jù)不同期刊之間的互引關(guān)系，用不同顏色的節(jié)點(diǎn)和連線將全部結(jié)果聚類處理。其中，Innovative Food Science & Emerging Technologies雜志具有最多的46 篇相關(guān)文獻(xiàn)，文獻(xiàn)數(shù)量較高期刊之間互引次數(shù)在70 次之上。而時(shí)序分析結(jié)果表明近10 年節(jié)點(diǎn)較小、年份相近的期刊在圖1A中也屬于相近聚類，因此可以得出相關(guān)結(jié)論：脈沖強(qiáng)光殺菌領(lǐng)域的研究在剛剛進(jìn)入大眾視野的初始階段的研究相對較多，但隨著時(shí)間的推移，有關(guān)光脈沖殺菌的研究減少，原因可能是脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)理的作用位點(diǎn)、分子生物學(xué)作用等領(lǐng)域的研究難度較大，取得顯著性進(jìn)展較難。因此，關(guān)于光脈沖殺菌機(jī)制的研究值得深入探究。

以文章本身記錄為研究單位的結(jié)果顯示，Gómez-López等在2007年發(fā)表的文章被引次數(shù)最多。該篇文章十分全面地介紹了脈沖強(qiáng)光之于紫外輻照的區(qū)別和優(yōu)勢，概括了脈沖強(qiáng)光殺菌的影響因素、作用程度的衡量參數(shù)。并在當(dāng)時(shí)的研究進(jìn)展下概述了光化學(xué)、光熱兩種作用機(jī)理。最后該文章還依據(jù)食品種類不同，匯總了脈沖強(qiáng)光處理食品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和毒理性評價(jià)。但由于文獻(xiàn)時(shí)間較早，脈沖強(qiáng)光的參數(shù)和使用方法與現(xiàn)階段的出現(xiàn)較大區(qū)別。并且機(jī)理方面的研究還沒有涉及到抗氧化系統(tǒng)和作用通路等深層次內(nèi)容。即近幾年的研究內(nèi)容對近20 年及更早的研究來說已經(jīng)出現(xiàn)較明顯的改變和更新。

1.2 共現(xiàn)分析

共現(xiàn)分析是通過分析關(guān)鍵詞、術(shù)語或標(biāo)簽在同一文獻(xiàn)中的共同出現(xiàn)情況揭示研究熱點(diǎn)和知識結(jié)構(gòu)的方法。共現(xiàn)分析的結(jié)果圖通常是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖，其中節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞、術(shù)語或標(biāo)簽，節(jié)點(diǎn)之間的連線代表它們在同一文獻(xiàn)中的共現(xiàn)關(guān)系。

圖2是以作者關(guān)鍵詞（author keywords）為單位進(jìn)行研究。在全部的1 075 篇文獻(xiàn)中VOS viewer一共報(bào)告了2 584 個(gè)不同的關(guān)鍵詞，篩選出現(xiàn)次數(shù)10 次及以上的共40 個(gè)，其共現(xiàn)關(guān)系如圖2所示，節(jié)點(diǎn)大小表示出現(xiàn)次數(shù)，節(jié)點(diǎn)間連線強(qiáng)度表示共現(xiàn)次數(shù)。

根據(jù)圖2A反饋出的結(jié)果整體而言，以pulsed light為核心，向外擴(kuò)散，依據(jù)內(nèi)容可以分析出脈沖強(qiáng)光現(xiàn)階段研究涉及到的多個(gè)領(lǐng)域。有關(guān)食品非熱殺菌方法，脈沖強(qiáng)光和脈沖電場、超聲波、冷等離子體均有較高的共現(xiàn)次數(shù)。這意味著這些食品非熱殺菌處理可能存在機(jī)理上的協(xié)同作用，它們互相之間進(jìn)行聯(lián)合殺菌可能是未來較熱門的研究領(lǐng)域。有關(guān)實(shí)驗(yàn)菌種的匯總結(jié)果表明，大腸桿菌O157:H7、金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、沙門氏菌4 種較為常見食源性致病菌作為關(guān)鍵詞出現(xiàn)次數(shù)在10 次左右，沙門氏菌出現(xiàn)的次數(shù)最多，達(dá)30 次。這些結(jié)果表明脈沖強(qiáng)光在殺菌領(lǐng)域主要聚焦于有殺菌結(jié)果和對食品品質(zhì)影響這一層面，而有關(guān)實(shí)驗(yàn)機(jī)理的研究相對較少。關(guān)于脈沖強(qiáng)光的應(yīng)用，共現(xiàn)分析結(jié)果表明，“decontamination”“disinfection”“water treatment”等關(guān)鍵詞出現(xiàn)次數(shù)較多，出現(xiàn)次數(shù)在10～50 次不等。

從圖2B可以看到這些關(guān)鍵詞所屬時(shí)間較早，說明脈沖強(qiáng)光使用在這些領(lǐng)域已有一段時(shí)間，并且效果較為顯著，作為一種新式的非熱殺菌技術(shù)可以勝任于這些傳統(tǒng)殺菌處理需求。而在較臨近的時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)次數(shù)較高的作者關(guān)鍵詞有生物膜結(jié)構(gòu)（biofilm）、食品貨架壽命（shelf life）、酶滅活（enzyme inactivation）、威布爾模型（Weibull model）等，這些詞語也揭示了脈沖強(qiáng)光近幾年的研究逐漸傾斜向作用機(jī)理與食品實(shí)際應(yīng)用的方向。綜上，作者關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析可以用作線索分析一段時(shí)間內(nèi)某領(lǐng)域的研究趨勢，并預(yù)測未來可能存在的新研究方向。

1.3 共引分析

通過分析同時(shí)被引用的文獻(xiàn)揭示某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的研究結(jié)構(gòu)和研究動(dòng)態(tài)。在VOS viewer中進(jìn)行共引分析后，得到一個(gè)可視化的網(wǎng)絡(luò)圖，其中節(jié)點(diǎn)代表被引文獻(xiàn)，節(jié)點(diǎn)之間的連線代表共引關(guān)系?？梢酝ㄟ^共引分析發(fā)現(xiàn)某一領(lǐng)域內(nèi)的核心文獻(xiàn)，識別出潛在的合作者，或者追蹤研究主題的演變過程。

圖3A則是以文獻(xiàn)所在期刊為研究單位進(jìn)行的共引分析。每個(gè)期刊的引用次數(shù)最低為50 次，共133 種不同期刊符合篩選要求，圖片表征了前50 種。在VOS viewer給出的聚類中，International Journal of Food Microbiology、Innovative Food Science & Emerging Technologies、Applied and Environmental Microbiology分別為各聚類的中心，脈沖強(qiáng)光領(lǐng)域內(nèi)文獻(xiàn)被引次數(shù)在1 300 次之上。這個(gè)數(shù)據(jù)也可以為搜尋相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)提供更為精準(zhǔn)的范圍和檢索來源。

圖3B是以文獻(xiàn)為研究對象根據(jù)被引次數(shù)的可視化結(jié)果。每條文獻(xiàn)最低被引次數(shù)為25 次，所有共計(jì)35 118 次被引，其中99 條文獻(xiàn)記錄符合判定標(biāo)準(zhǔn)。圖3B中按照被引次數(shù)表征前50 條記錄。首先在這50 條記錄中，有3 篇文獻(xiàn)出自同一個(gè)研究單位，同時(shí)含有作者Gómez-López和Vicente，分別發(fā)表于2005年、2007年和2012年。分別研究影響脈沖強(qiáng)光滅活微生物的因素、脈沖強(qiáng)光在食品殺菌領(lǐng)域的研究進(jìn)展和輻照處理對番石榴和百香果花蜜的微生物滅活及品質(zhì)影響。其中，前兩篇文獻(xiàn)被VOS viewer分屬到兩根不同的聚類結(jié)果中，并均處在類別的核心位置，被引次數(shù)在200 次以上，與其他文獻(xiàn)的共被引強(qiáng)度也十分顯著，基本覆蓋了整個(gè)可視化結(jié)果圖。此外，Oms-Oliu等在2010年發(fā)表的兩篇文章，脈沖強(qiáng)光用于食品保鮮的處理和化學(xué)處理保鮮鮮切水果的最新研究進(jìn)展也具有較高的被引，并與Gómez-López等的文獻(xiàn)在較長的時(shí)間跨度上都具有密切的引用與被引關(guān)系。右側(cè)紅色聚類中，則是Rowan等在1999年發(fā)表，主要涉及脈沖強(qiáng)光滅活食品微生物研究進(jìn)展。在該聚類里此文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間較早，幾乎與后續(xù)所有文獻(xiàn)都存在引用關(guān)系。如上可以分別視為3 個(gè)聚類核心的3 個(gè)不同課題組。其發(fā)表的文章對脈沖強(qiáng)光殺菌領(lǐng)域都有較高影響力和參考價(jià)值。

上述結(jié)論為理解脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向提供了寶貴的信息，并且暴露出機(jī)制不明確、時(shí)間順序上前后差異較大、脈沖強(qiáng)光滅活機(jī)理研究錯(cuò)綜復(fù)雜等問題。后文將基于這些結(jié)果，從脈沖參數(shù)、處理方式與造成殺菌結(jié)果的差異等不同切入角度，探究現(xiàn)有文獻(xiàn)對殺菌機(jī)理的實(shí)驗(yàn)與表征，進(jìn)一步綜述脈沖強(qiáng)光作用機(jī)制和研究進(jìn)展。

2 脈沖強(qiáng)光工作參量與處理方式對殺菌效果的影響

根據(jù)對近10 年文獻(xiàn)匯總，發(fā)現(xiàn)食品研究領(lǐng)域內(nèi)對脈沖強(qiáng)光的使用主要呈現(xiàn)出3 種形式，直接照射菌液、照射食品表面或包裝材料以及食品中活性或毒性物質(zhì)，匯總?cè)绫?所示。根據(jù)匯總的結(jié)果來看，實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的影響脈沖強(qiáng)光滅活參量可分為兩類：其一是脈沖強(qiáng)光設(shè)備可調(diào)控參數(shù)，包括閃照次數(shù)、閃照頻率、單次閃照釋放的能量、被試物體到光源的距離等；其二是實(shí)驗(yàn)過程中被試菌株的控制參數(shù)，包括菌液初始濃度、菌液厚度、細(xì)菌種類等。在單一的實(shí)驗(yàn)中，這些影響因素與最終細(xì)菌存活率或物質(zhì)的活性、產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)都有較高的相關(guān)性。

在對不同食品致病菌對脈沖強(qiáng)光敏感度的研究方面，Jaiswal等在對鮮切西瓜的滅活中發(fā)現(xiàn)，常見食品致病菌中沙門氏菌對脈沖強(qiáng)光最敏感，導(dǎo)致降低（2.55±0.08）（lg（CFU/g）），而金黃色葡萄球菌的抵抗力最強(qiáng)，僅降低（1.87±0.24）（lg（CFU/g））。在影響滅活效率的因素中，閃照距離和總光通量最顯著。Qi Lige等在使用脈沖強(qiáng)光對蘋果汁中交鏈孢酚（AOH）、交鏈孢酚單甲醚（AME）和橘霉素（CIT）進(jìn)行降解后，發(fā)現(xiàn)隨著處理深度和處理距離的減小，AOH、AME和CIT的降解率顯著提高。在15、30 次照射頻率下，電容越高，銅綠假單胞菌的死亡率越高。Liang Jinglong等在研究強(qiáng)脈沖強(qiáng)光對食品加工中銅綠假單胞菌的殺菌效果時(shí)也指出，電容條件一定（650 μF和480 μF）的情況下，輻照頻率越高，殺菌率越高。同時(shí)，Gyawali等指出，脈沖強(qiáng)光對微生物的滅活受光強(qiáng)度、處理時(shí)間、波長、微生物類型、食物類型和燈與樣本之間的距離的影響，其中光強(qiáng)度的影響最大。

在實(shí)驗(yàn)過程中被試菌株的控制參數(shù)方面，菌液處理時(shí)其初始濃度、菌液深度、表面積都會影響最終滅活結(jié)果。Cai Rui和Ma Yali等大部分研究者在處理菌液時(shí)都采用60 mm培養(yǎng)皿裝載，菌液體積為3～5 mL，初始濃度為105～107 CFU/g，以此控制脈沖強(qiáng)光閃照的通量大小和菌液深度。涉及到使用特定食品的實(shí)驗(yàn)，從表1可以看出，絕大多數(shù)承載菌液的食品都會選擇液體食品，如蘋果汁、胡蘿卜汁等。這可能是因?yàn)楣腆w食品表面一般不規(guī)則，菌液接種后分布不均，接收到的脈沖強(qiáng)光處理通量也不均衡，這對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有影響。

此外，由于不同的脈沖強(qiáng)光實(shí)驗(yàn)儀器具有不同的參數(shù)設(shè)置方式，如輸入能量的表征方式包括光通量或單次閃照釋放的能量和輻照度以及電容等。這導(dǎo)致衡量被試物體接收到脈沖強(qiáng)光通量的標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一。就不同情況的殺菌結(jié)果來看，不同實(shí)驗(yàn)之間脈沖強(qiáng)光處理劑量和滅活結(jié)果之間對應(yīng)關(guān)系顯著性不明顯，沒有呈現(xiàn)出有規(guī)律的相關(guān)性。推測是受脈沖強(qiáng)光實(shí)驗(yàn)平臺本身的差異，如輸入電壓大小、單脈沖時(shí)長、實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及菌液厚度或液體食品的光學(xué)性質(zhì)等影響。值得注意的是，根據(jù)美國食品藥品監(jiān)督管理局的標(biāo)準(zhǔn)，使用脈沖強(qiáng)光要求照射劑量不超過12 J/cm2，以及保證對各類病原微生物達(dá)到105 CFU/g的有效滅活，同時(shí)考慮技術(shù)的能耗、瞬時(shí)性和廣譜性等優(yōu)點(diǎn)。但目前，研究人員在進(jìn)行脈沖強(qiáng)光殺菌時(shí)很少兼顧這一點(diǎn)，普遍存在為了達(dá)到滅活要求而使用過高劑量的現(xiàn)象，或因滅活效果過低，而僅只追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符。因此，后續(xù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理論研究需要考慮更為復(fù)雜多樣的實(shí)際情況。

3 脈沖強(qiáng)光殺菌的機(jī)理研究

目前針對脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)理的研究主要著重于3 個(gè)方面，第一個(gè)是脈沖強(qiáng)光的生物物理效應(yīng)，包括脈沖強(qiáng)光閃照后對細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)造成的損傷，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌或細(xì)胞器內(nèi)容物泄漏，從而導(dǎo)致細(xì)菌失活。表征方法主要是通過顯微鏡鏡檢和對細(xì)菌蛋白質(zhì)、核酸等內(nèi)容物含量測定。第二個(gè)是脈沖強(qiáng)光的光熱效應(yīng)，其本質(zhì)是光輻射造成細(xì)菌存活環(huán)境的升溫，從而造成細(xì)菌活性下降。然而，多數(shù)研究忽略了脈沖強(qiáng)光照射過程中產(chǎn)生的光熱效應(yīng)，并沒有研究進(jìn)行協(xié)同評估或?qū)φ铡Ｗ詈笫敲}沖強(qiáng)光照射產(chǎn)生的光化學(xué)效應(yīng)。主體部分是脈沖強(qiáng)光中處在紫外區(qū)域的光波造成胸腺嘧啶二聚體的形成，從而多靶點(diǎn)、多途徑地干擾DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致細(xì)胞死亡或失去繁殖能力。目前的研究也通常側(cè)重于另一方面，脈沖強(qiáng)光照射產(chǎn)生的ROS物質(zhì)，對細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)、代謝途徑等造成的一系列損傷導(dǎo)致細(xì)胞失活。3 種機(jī)理之間的關(guān)系如圖4所示。本節(jié)將從揭示原理的實(shí)驗(yàn)方法角度出發(fā)，綜述現(xiàn)有文獻(xiàn)對脈沖強(qiáng)光滅活機(jī)理的研究。

3.1 生物物理效應(yīng)

脈沖強(qiáng)光的生物物理效應(yīng)主要涉及到光物理效應(yīng)和光熱效應(yīng)，主要包括兩個(gè)方面：其一是閃照引發(fā)的強(qiáng)電磁場可以引起介質(zhì)中的電子和離子振蕩，產(chǎn)生機(jī)械壓力，這種壓力能夠破壞微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物泄漏，細(xì)胞死亡；其二是脈沖強(qiáng)光被生物組織內(nèi)吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致局部溫度迅速升高產(chǎn)生熱膨脹，形成壓力波進(jìn)而破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。同時(shí)，溫度的升高又可以促進(jìn)光物理效應(yīng)。此外，高強(qiáng)度脈沖光本身也可以導(dǎo)致細(xì)胞膜或其他生物結(jié)構(gòu)的破裂。

通過透射電子顯微鏡和共聚焦激光掃描顯微鏡等可以觀察到脈沖強(qiáng)光處理后細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的變化。Cai Rui等在利用脈沖強(qiáng)光對蘋果汁中的酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌營養(yǎng)細(xì)胞和芽孢進(jìn)行滅活實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)處理的細(xì)胞或孢子出現(xiàn)嚴(yán)重的形態(tài)學(xué)損傷，細(xì)胞膜完整性降低，導(dǎo)致胞內(nèi)電解質(zhì)滲漏。Zhu Yunlin等在探究脈沖強(qiáng)光對大腸桿菌滅活機(jī)理時(shí)得出結(jié)論：透射電子顯微鏡照片與掃描電子顯微鏡的結(jié)果相似，未經(jīng)處理的細(xì)菌完好，表面光滑，細(xì)胞膜完整；而受到脅迫處理的細(xì)菌不完整和破碎，磷脂雙分子層變形破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)不規(guī)則收縮和表面中空現(xiàn)象。相比之下，如果僅進(jìn)行輻照，膜結(jié)構(gòu)損傷就不會出現(xiàn)。如Prasad等使用紫外波段發(fā)光二極管（LED）處理低水分活度的鼠傷寒沙門氏菌，實(shí)驗(yàn)中的碘化丙啶排斥分析顯示LED處理沒有對細(xì)胞膜造成額外損害。由此可以分析出是脈沖作用帶來的物理效應(yīng)，從而損傷膜結(jié)構(gòu)。

膜結(jié)構(gòu)損傷會導(dǎo)致蛋白質(zhì)、DNA、ATP等生命活性物質(zhì)的泄漏。Ma Yali等在滅活蘋果汁中的酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌時(shí)，通過測定蛋白質(zhì)含量發(fā)現(xiàn)處理后菌液的蛋白質(zhì)量濃度由26.96 mg/mL升高至55.85 mg/mL，表明脈沖強(qiáng)光處理對脂環(huán)菌造成了傷害，導(dǎo)致細(xì)胞膜透性增加，胞內(nèi)蛋白質(zhì)嚴(yán)重滲漏。該實(shí)驗(yàn)還對胞外DNA含量進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)DNA含量均顯著升高，最多達(dá)到1.5 倍對照組含量，指出這種變化會隨著脈沖強(qiáng)光輻照劑量的增加而增加。Zhu Yunlin等還從胞內(nèi)蛋白含量和ATP含量的角度證明了內(nèi)容物的泄漏現(xiàn)象。脈沖強(qiáng)光處理組的蛋白質(zhì)量濃度為241 μg/mL，與對照組的357 μg/mL相比，處理后蛋白質(zhì)含量減少了32.49%。而ATP含量降低了59.47%。后續(xù)將繼續(xù)說明這種下降還受到脈沖強(qiáng)光對細(xì)菌代謝和抗氧化系統(tǒng)的影響，但目前可以證實(shí)脈沖強(qiáng)光對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的損傷，從而影響了細(xì)菌的活力和生存。

不同革蘭氏菌種也會對生物物理效應(yīng)產(chǎn)生影響。革蘭氏陽性細(xì)菌（G+）具有較厚的細(xì)胞壁，其主要成分是肽聚糖層。而革蘭氏陰性細(xì)菌（G-）的細(xì)胞壁較薄，肽聚糖層較薄。因此，脈沖強(qiáng)光對膜結(jié)構(gòu)的損傷和滅活效率也因?yàn)檫@種差異而顯示出不同。Pataro等在對果汁滅活時(shí)發(fā)現(xiàn)，脈沖強(qiáng)光敏感性的差異與革蘭氏陽性菌（李斯特菌）和革蘭氏陰性菌（埃希里希菌）細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成的不同有關(guān)。此外，Zeta電位可以用來評價(jià)分散系體積的穩(wěn)定性和電荷情況。Zhang Junke等在ROS對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌細(xì)胞活性和結(jié)構(gòu)完整性的影響研究中指出，與金黃色葡萄球菌相比，大腸桿菌具有更負(fù)的Zeta電位，而大腸桿菌的細(xì)胞表面疏水性強(qiáng)于金黃色葡萄球菌。這表明脈沖強(qiáng)光處理后，兩種細(xì)菌的細(xì)胞表面和泄漏物質(zhì)含量、細(xì)菌群落聚集體大小都顯現(xiàn)出明顯不同。從滅活的數(shù)據(jù)上來看，Pataro等在兩種果汁中滅活G-和G+菌的減少量分別為104 CFU/g和102.9 CFU/g，以及102.98 CFU/g和100.93 CFU/g。能確定所研究的不同微生物的脈沖強(qiáng)光敏感性差異的明確模式，但通常觀察到革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌更具抗藥性。

此外，脈沖強(qiáng)光對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的損傷也包含光化學(xué)效應(yīng)。比如Antonio Pellicer等在使用脈沖強(qiáng)光滅活食品中聚半乳糖醛酸酶時(shí)，發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，抑制ATP合成或ATP合酶活性，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP水平下降和細(xì)菌死亡，這支持了光化學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酶結(jié)構(gòu)變化的觀點(diǎn)。事實(shí)上，光脈沖的物理效應(yīng)與光化學(xué)效應(yīng)同步發(fā)生，相輔相成。受到脈沖強(qiáng)光脅迫的細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)損傷，同時(shí)內(nèi)部遺傳、抗氧化、代謝等系統(tǒng)紊亂或破壞，也一定程度促進(jìn)膜結(jié)構(gòu)損壞，流動(dòng)性下降，最后造成內(nèi)容物流失，含量發(fā)生變化。然而，脈沖強(qiáng)光處理兩種不同革蘭氏細(xì)菌顯微鏡鏡檢結(jié)果的比對還缺少相關(guān)文獻(xiàn)的研究，以及缺少從細(xì)胞膜流動(dòng)性、膜脂組成成分變化情況的角度進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。這方面將在后續(xù)光化學(xué)效應(yīng)綜述中進(jìn)一步說明。

3.2 光熱效應(yīng)

脈沖強(qiáng)光熱效應(yīng)來自于光的輻射作用。脈沖強(qiáng)光光譜范圍通常認(rèn)定是100～1 100 nm（或200～1 200 nm），其中紅外區(qū)（800～1 100 nm）可誘導(dǎo)產(chǎn)生光熱效應(yīng)。早期的文獻(xiàn)認(rèn)為，脈沖強(qiáng)光核心的機(jī)制是光熱效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)膜損傷，細(xì)胞內(nèi)容物泄漏，最終細(xì)胞死亡。Hilton等使用脈沖強(qiáng)光一定通量在5（制冷溫度）、20 ℃（室溫）和50 ℃條件下，實(shí)現(xiàn)的對大腸桿菌最大減排量分別為（6.06±0.24）、（6.41±0.57）（lg（CFU/g））和（7.58±0.53）（lg（CFU/g））。Pihen等對具有不同光學(xué)特性的5 種食品和2 種模型溶液進(jìn)行了處理，發(fā)現(xiàn)它們的光學(xué)特性與微生物的滅活和光熱效應(yīng)引起的溫度升高有關(guān)。他們建立的非等溫?cái)?shù)學(xué)模型有效地捕捉到了脈沖強(qiáng)光作用機(jī)理中的這兩個(gè)方面。

然而，隨著機(jī)理的進(jìn)一步深入研究，關(guān)于脈沖強(qiáng)光作用后溫度升高的討論逐漸減少，在處理時(shí)也較少考慮溫度變化情況，或使用水浴的方法維持恒定的溫度。Qi Lige等在研究脈沖強(qiáng)光對蘋果汁中活性物質(zhì)滅活作用時(shí)，在60 mm的培養(yǎng)皿周圍加入適量的碎冰以保持樣品的溫度。Hilton等在對胡蘿卜汁進(jìn)行殺菌時(shí)探討了紫外線在胡蘿卜汁巴氏殺菌中的適用性，以及與熱巴氏殺菌相比，紫外線對保質(zhì)期內(nèi)胡蘿卜汁品質(zhì)的影響。結(jié)果表明60 °C的紫外光處理（3.92 J/mL、3.6 min）使參考病原體減少超過5 個(gè)對數(shù)值，并顯著降低了腐敗酵母、細(xì)菌和細(xì)菌孢子存活率。

總地來說，脈沖強(qiáng)光光譜中紫外輻照所產(chǎn)生的熱效應(yīng)作用機(jī)理研究較少，除非大通量閃照，否則協(xié)同作用下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所表征的溫度變化幅度很小。因此大部分實(shí)驗(yàn)為了兼顧食品品質(zhì)和感官，通常不會閃照較長時(shí)間。脈沖強(qiáng)光殺菌主要原理和過程的研究還是要?dú)w因于光化學(xué)效應(yīng)和生物物理效應(yīng)，光熱效應(yīng)起輔助作用。

3.3 光化學(xué)效應(yīng)

現(xiàn)有研究中，針對脈沖強(qiáng)光被細(xì)菌DNA吸收以形成胸腺嘧啶二聚體，阻斷后續(xù)轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程，這一機(jī)理已經(jīng)被詳細(xì)闡明。本文主要針對當(dāng)下研究進(jìn)展，如圖5所示，以脈沖強(qiáng)光作用后ROS物質(zhì)的產(chǎn)生和破壞作用為核心，綜述這一領(lǐng)域的脈沖強(qiáng)光作用機(jī)理研究進(jìn)展。

3.3.1 膜流動(dòng)性和組成成分變化

脈沖強(qiáng)光對細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)的損傷是物理和化學(xué)效應(yīng)的協(xié)同作用，因此首先從細(xì)胞膜流動(dòng)性和膜脂組成成分的角度進(jìn)行綜述。膜脂肪酸（MFA）組成和含量可以用來判斷膜蛋白功能和流動(dòng)性狀態(tài)。Ma Yali等測定了脂環(huán)菌中含有的有7 種MFA，發(fā)現(xiàn)低劑量脈沖處理后飽和脂肪酸（SFA）略微下降，不飽和脂肪酸（USFA）和環(huán)丙烷脂肪酸（CFA）含量上升。大幅提高劑量后，SFA含量維持穩(wěn)定，CFA含量明顯下降，判斷可能是由于膜可以通過填充的SFA或剛性CFA，形成穩(wěn)定的細(xì)胞膜保護(hù)層。此外由于游離脂肪酸的增加，膜變得更加僵硬，流動(dòng)性降低，來應(yīng)對外在脅迫條件。Ramalingam等發(fā)現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和成分的變化可能會導(dǎo)致細(xì)胞的彈性模數(shù)降低。Bai Yun等在此基礎(chǔ)上使用動(dòng)態(tài)多目標(biāo)跟蹤（DMT）模型評估細(xì)胞表面與原子力顯微鏡探針之間的彈性力。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的金黃色葡萄球菌的DMT模數(shù)約為1 113 MPa，經(jīng)脈沖強(qiáng)光紫外波段和超聲處理后，DMT模數(shù)分別降至1 069 MPa和1 054 MPa。這一結(jié)果表明，脈沖強(qiáng)光紫外波段部分的脅迫作用可以導(dǎo)致細(xì)胞被膜彈性的降低。此外，還利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）測定了脈沖強(qiáng)光處理后膜結(jié)構(gòu)的化學(xué)構(gòu)型。FTIR圖的結(jié)果表明，在脈沖強(qiáng)光光譜的紫外波段，光化學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致胸腺嘧啶二聚體的形成，可以破壞細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)核酸，影響基因的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，阻礙生命活動(dòng)所必需的蛋白質(zhì)的合成，從而影響正常繁殖。

3.3.2 胞內(nèi)ROS物質(zhì)

脈沖強(qiáng)光在作用于菌液時(shí)，如圖5所示，光化學(xué)作用導(dǎo)致水分子光解，氧分子激發(fā)，在細(xì)胞外部首先產(chǎn)生ROS物質(zhì)，進(jìn)而攻擊細(xì)胞膜，誘導(dǎo)胞內(nèi)ROS物質(zhì)的形成。通常，脈沖強(qiáng)光閃照產(chǎn)生的ROS類型包括氧原子（O）、氫過氧化物（H2O2）、超氧陰離子（O2-）、單線態(tài)氧（1O2）和羥自由基（OH·）。其中，攜帶電荷的ROS物質(zhì)如超氧陰離子可以被細(xì)胞膜阻斷，但仍可以蝕刻細(xì)胞膜，攻擊細(xì)胞膜中的USFA，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，從而改變細(xì)胞膜的通透性；而過氧化氫和單線態(tài)氧等分子形式ROS則可穿透細(xì)胞膜，從細(xì)菌有氧呼吸中獲得電子，然后將其轉(zhuǎn)化為高度活性的氧化毒性自由基，誘發(fā)膜內(nèi)的ROS次級反應(yīng)。Prasad等在使用365 nm LED和395 nm LED 處理小鼠傷寒沙門氏菌后，細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生顯著增加。然而，從365 nm至395 nm光脈沖的波長改變對細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生沒有影響（P＝0.592 2）。Cai Rui等將實(shí)驗(yàn)對照組中的細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生量設(shè)定為1，施加6.75、13.50、20.25 J/cm2和27.00 J/cm2的脈沖強(qiáng)光照射后，樣品的ROS含量分別變?yōu)?.05、1.08、1.52和1.62。同時(shí)，細(xì)胞凋亡率隨ROS濃度的增加而降低。這是因?yàn)楫a(chǎn)生的ROS物質(zhì)攻擊抗氧化系統(tǒng)導(dǎo)致酶活下降，同時(shí)作為信號分子，調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)并干擾細(xì)胞代謝途徑各通路的調(diào)控。ROS也可以通過氧化削弱細(xì)菌細(xì)胞膜中的USFA，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜可塑性的變化和蛋白質(zhì)的破壞。這些ROS在攻擊細(xì)胞膜導(dǎo)致其破裂后，被釋放到細(xì)胞外部，還可能作為外源ROS進(jìn)一步加劇其他細(xì)胞凋亡。Zhu Yunlin等在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光處理停止一段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞滅活還在進(jìn)行，計(jì)數(shù)平板上菌落數(shù)量下降并且會維持?jǐn)?shù)小時(shí)。

此外，為了應(yīng)對ROS的脅迫，細(xì)菌進(jìn)化出兩種主要的抗氧化劑系統(tǒng)用于防御，包括抗氧化酶系統(tǒng)和非酶抗氧化劑系統(tǒng)。其影響機(jī)制在后續(xù)代謝途徑的干擾和抗氧化系統(tǒng)的損傷中進(jìn)一步闡明。

3.3.3 對細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)的影響

Pan Yuanyuan等在實(shí)驗(yàn)中曾指出，在細(xì)菌的對抗氧化的機(jī)制中，中心碳代謝（CCM）包含的途徑是關(guān)鍵，它是一種快速和適應(yīng)性的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這包括EMP、PPP和TCA 3 種核心的生化代謝途徑。Cheng Junhu等對脈沖強(qiáng)光作用下刺激產(chǎn)生的內(nèi)源ROS物質(zhì)對細(xì)菌細(xì)胞中心碳代謝通量的影響與重構(gòu)進(jìn)行研究，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示實(shí)際收到脈沖脅迫后基因的差異性表達(dá)，進(jìn)而描述脈沖脅迫對細(xì)胞代謝的影響。轉(zhuǎn)錄圖譜結(jié)果表明，細(xì)菌在面對外毒素ROS的氧化應(yīng)激時(shí)，會通過調(diào)節(jié)這些代謝途徑來適應(yīng)。PPP途徑中產(chǎn)生的NADPH是細(xì)胞抗氧化核心物質(zhì)，在維持細(xì)胞內(nèi)還原狀態(tài)和對抗氧化應(yīng)激中起著關(guān)鍵作用。而TCA循環(huán)是細(xì)胞呼吸的核心，在氧化應(yīng)激下可能會下調(diào)。EMP的活性可以根據(jù)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制這些重要代謝物的產(chǎn)生。例如，減少葡萄糖的攝取可以降低細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，同時(shí)減少ATP的消耗。通過上調(diào)PPP，細(xì)菌可以積累更多的NADPH，以增強(qiáng)抗氧化能力。此外，通過下調(diào)TCA循環(huán)，細(xì)菌可以減少氧化副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而減輕氧化應(yīng)激。

Bai Yun等在使用紫外光輻照金黃葡萄球菌后，通過轉(zhuǎn)錄圖譜以及基因本體論和京都基因與基因組百科全書鑒定分類后也發(fā)現(xiàn)，紫外線波段的光輻照可以干擾ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、氨基酸和脂肪酸代謝相關(guān)基因的表達(dá)，從而影響細(xì)胞膜的透性。還可以通過抑制糖代謝、肽聚糖合成、DNA結(jié)合、修復(fù)蛋白合成等相關(guān)基因的表達(dá)來干擾細(xì)胞的ATP合成、DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂等生理過程。而且紫外線輻射對這些基因表達(dá)的影響比超聲波處理更顯著。Wang Yan等在使用脈沖強(qiáng)光滅活炭疽霉菌時(shí)，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)圖譜也發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光通過影響DNA復(fù)制、能量和葡萄糖代謝、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜完整性、脅迫反應(yīng)（滲透壓和抗氧化系統(tǒng)）、運(yùn)輸和次生代謝抑制炭疽霉菌。

同時(shí)，這些對代謝系統(tǒng)、轉(zhuǎn)錄翻譯過程的影響也會進(jìn)一步干擾細(xì)胞本身抗氧化酶的合成以及活性的降低。脈沖強(qiáng)光脅迫后應(yīng)對脅迫的抗氧化酶系統(tǒng)主要包括過氧化氫酶、超氧陰離子歧化酶、過氧化物酶等。這些抗氧化酶插入并附著在細(xì)菌膜上，或位于細(xì)胞內(nèi)以對抗ROS的攻擊。因此，在脈沖脅迫后，抗氧化酶活性也隨著膜結(jié)構(gòu)和各個(gè)系統(tǒng)的損傷下降，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞抗氧化功能被破壞。

總地來說，脈沖強(qiáng)光的影響對細(xì)菌代謝的途徑是多方位、多靶點(diǎn)的。其核心是通過輻照產(chǎn)生胞內(nèi)毒性ROS物質(zhì)，作用到內(nèi)部的碳代謝途徑、能量系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及影響遺傳過程等，最終導(dǎo)致細(xì)菌失活。

4 脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用

4.1 新鮮果蔬（汁）

脈沖強(qiáng)光對新鮮果蔬汁的處理主要針對產(chǎn)品中可能存在的食品致病菌、霉菌及其產(chǎn)生的毒性化合物進(jìn)行，并且大部分實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)過程中會兼顧對食品感官特性的影響。總體來說可以達(dá)到一定程度的滅活標(biāo)準(zhǔn)，并且可以維持良好的食品品質(zhì)。

Mukhopadhyay等使用高強(qiáng)度脈沖強(qiáng)光和霧化甲酸相結(jié)合的新型殺菌技術(shù)，用于滅活沙門氏菌和維持櫻桃番茄的品質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)細(xì)菌數(shù)量下降到檢測限以下，且殺菌處理對番茄的食品感官特性的品質(zhì)因子無顯著影響。Qi Lige等使用脈沖強(qiáng)光對蘋果汁中交鏈孢酚等可能存留的毒性物質(zhì)滅活，降解率可達(dá)到70%左右。Basak等確定了達(dá)到軟椰汁巴氏殺菌效果所需的脈沖強(qiáng)光處理強(qiáng)度（通量為2 988 J/cm2）和滲透深度（4～5 mm），并在工業(yè)規(guī)模上驗(yàn)證了軟椰汁的連續(xù)脈沖強(qiáng)光巴氏殺菌過程可以在環(huán)形流動(dòng)反應(yīng)器或薄膜平板床室中進(jìn)行。

4.2 生鮮肉制品

脈沖強(qiáng)光對生鮮肉制品進(jìn)行處理時(shí)主要面臨脂肪氧化和處理深度不足的問題。脂肪氧化會導(dǎo)致肉制品感官、色澤等品質(zhì)下降，需要控制處理劑量。而由于肉制品內(nèi)部無法透光，所以處理僅考慮食品表面的層次。Zhang Jianyou等使用脈沖強(qiáng)光在4 ℃的條件下處理大黃魚，殺菌效率可以達(dá)到（86.27±4.32）%，貯藏期間，在一定的時(shí)間范圍時(shí)，質(zhì)地和感官評分明顯優(yōu)于為未理組，處理后大黃魚的貨架期可延長2～3 d。但處理劑量過高（500 J/脈沖）時(shí)，大黃魚會加快脂肪氧化，并產(chǎn)生一些硫磺和金屬氣味。Haughton等研究了脈沖強(qiáng)光對生雞肉及相關(guān)包裝和表面材料的去污效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)空腸彎曲桿菌、大腸桿菌和腸炎沙門氏菌的滅活可以分別達(dá)到3.56、4.69、4.60 個(gè)對數(shù)值。Ganan等對兩種即食干腌肉產(chǎn)品表面的單核細(xì)胞增生李斯特菌和鼠傷寒沙門氏菌的滅活效果進(jìn)行探究，并發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光處理在11.9 J/cm2通量條件下可以達(dá)到1.5 CFU/cm2和1.8 CFU/cm2的滅活數(shù)量。此外，實(shí)驗(yàn)中脈沖強(qiáng)光處理后的生雞肉儲存30 d期間內(nèi)沒有檢測到感官分析的變化，儀器顏色參數(shù)顯示出輕微的差異，表明脈沖強(qiáng)光處理不會影響即食干腌肉制品的安全性。

4.3 乳制品

乳制品營養(yǎng)價(jià)值高、蛋白含量豐富，但容易變質(zhì)，所以使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段對其保鮮殺菌極為重要。近些年，脈沖強(qiáng)光逐漸走進(jìn)乳制品殺菌技術(shù)的行列中。Siddique等研究不同通量（4～16 J/cm2）的脈沖強(qiáng)光處理對乳清蛋白分離物溶液的結(jié)構(gòu)和功能特性的影響，結(jié)果表明脈沖強(qiáng)光處理增加了總巰基、游離巰基以及蛋白質(zhì)羰基的濃度。隨著脈沖強(qiáng)光通量的增加，蛋白變性溫度和變性過程中的熱容降低。證明脈沖強(qiáng)光處理具有誘導(dǎo)乳清蛋白分離物分解和部分展開的潛力，從而改善它們的某些功能特性。Elmnasser等探究脈沖強(qiáng)光處理對β-乳球蛋白表面及發(fā)泡性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)，脈沖強(qiáng)光處理改變了β-乳球蛋白的物理化學(xué)性質(zhì)，這些變化主要包括β-乳球蛋白的表面流變學(xué)、表面張力、泡沫穩(wěn)定性和泡沫容量，增強(qiáng)了界面的整體強(qiáng)度，從而產(chǎn)生更穩(wěn)定的泡沫。Salazar等研究了不同脈沖紫外光通量（0.1～10 J/cm2）對商業(yè)牛奶蛋白（酪蛋白、乳清蛋白和乳球蛋白）和重組牛奶蛋白樣品的影響，并且證實(shí)脈沖強(qiáng)光可以使傳統(tǒng)的商業(yè)和重組乳制品過敏蛋白失活。

4.4 包裝材料

Gao Fei等通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M脈沖強(qiáng)光對沙門氏菌在不同的包裝材料表面形成生物膜滅活效果，證明了脈沖強(qiáng)光可以有效地滅活食品加工過程中接觸表面的沙門氏菌生物膜，并發(fā)現(xiàn)脈沖強(qiáng)光結(jié)合次氯酸鈉脅迫時(shí)對生物膜殺菌效果最好，同時(shí)為脈沖強(qiáng)光應(yīng)用于包裝材料上的工業(yè)化應(yīng)用提供了理論依據(jù)。Hua Zi等測定了脈沖強(qiáng)光對不銹鋼、聚氯乙烯、聚酯、低密度聚乙烯、橡膠等材料表面單核細(xì)胞增生李斯特菌的滅活效率，證實(shí)材料表面的不規(guī)則、不平整現(xiàn)象可導(dǎo)致滅活效率顯著下降，程度達(dá)到101～102 CFU/g?？傮w而言，脈沖強(qiáng)光滅活效率受到包裝材料表面情況的影響。越平整的表面接收到的脈沖強(qiáng)光通量越高，滅活效果越好。脈沖強(qiáng)光處理食品包裝材料的工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

5 結(jié) 語

脈沖強(qiáng)光作為一種新型的食品非熱殺菌技術(shù)，操作簡便，穿透力強(qiáng)，可以有效地降低食品表面致病菌含量，不對食品品質(zhì)造成明顯改變。本文比較了近10 年與更早時(shí)間內(nèi)脈沖強(qiáng)光研究重點(diǎn)的改變，分析了不同研究單位之間的共著、共引關(guān)系，總結(jié)并預(yù)測近幾年到未來一段時(shí)間脈沖強(qiáng)光研究的重點(diǎn)和發(fā)展趨勢。此外，較為直觀地將脈沖強(qiáng)光處理細(xì)菌時(shí)的方法和作用機(jī)理按分類進(jìn)行概括，可以更為清晰地區(qū)分各個(gè)層次作用機(jī)理之間的異同，為進(jìn)一步研究脈沖強(qiáng)光不同作用機(jī)制的協(xié)同效應(yīng)提供了依據(jù)。

然而，現(xiàn)有研究對脈沖強(qiáng)光殺菌效率影響參數(shù)的顯著性無法統(tǒng)一，一些獨(dú)特的機(jī)制如非熱滅菌方式造成的亞致死效應(yīng)、細(xì)菌對脅迫條件是否會產(chǎn)生耐受性等也缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，脈沖過程中ROS物質(zhì)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的具體作用靶點(diǎn)等研究內(nèi)容不足。因此，在未來針對脈沖強(qiáng)光作用機(jī)理的研究應(yīng)著重于以下幾個(gè)方面：一是探究光熱、生物物理和光化學(xué)3 種作用機(jī)制之間的協(xié)同作用，從而提高脈沖強(qiáng)光殺菌效率；二是通過實(shí)驗(yàn)匯總一套高效、標(biāo)準(zhǔn)、靈活的脈沖強(qiáng)光殺菌時(shí)的響應(yīng)參數(shù)，以及針對作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證體系；三是繼續(xù)開展對脈沖強(qiáng)光殺菌未探明機(jī)制的研究，從而完善在食品致病菌領(lǐng)域脈沖強(qiáng)光的研究。

引文格式：

葉子晗, 王文駿, 周建偉, 等.脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)理及其在食品領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2025, 46(4): 295-305. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240723-235.

YE Zihan, WANG Wenjun, ZHOU Jianwei, et al.Research progress on the mechanism of pulsed light sterilization and its application in food field[J].Food Science, 2025, 46(4): 295-305. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240723-235.

實(shí)習(xí)編輯：李雄；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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