產氣莢膜梭菌是一種革蘭氏陽性、厭氧、產孢細菌,廣泛存在于土壤、污水系統以及溫血動物的腸道中(Hassan, Elbourne, Tetu, Melville, Rood, & Paulsen, 2015)。產氣莢膜梭菌會產生超過20種毒素,其中腸毒素和β毒素是導致食物中毒、壞死性腸炎和致命感染的主要原因(Gohari, Navarro, Li, Shrestha, Uzal, & McClane, 2021; Heida, et al., 2016)。據估計,在美國,產氣莢膜梭菌每年導致約一百萬例食源性疾病,其中肉制品是主要的傳播媒介(Park, Park, & Yoon, 2014; Scallan, et al., 2011)。由于具有多層外結構,產氣莢膜梭菌的內孢子能夠在營養耗盡、巴氏殺菌溫度、低pH值和高壓等極端條件下存活并保持休眠狀態(Georget, et al., 2015; Paredes-Sabja, Sarker, Setlow, Setlow, & Sarker, 2008)。當環境條件適宜時,這些孢子會萌發成營養細胞并迅速繁殖。盡管超高溫是目前最有效的商業孢子滅菌方法,但它不可避免地會損害食品的營養價值和感官特性(Barbosa-Cánovas, Medina-Meza, Candogan, & Bermúdez-Aguirre, 2014; Cebrián, Condón, & Ma?as, 2017)。因此,迫切需要開發溫和而有效的替代策略來控制熟肉制品中的產氣莢膜梭菌孢子。
目前用于非熱滅活細菌孢子的方法主要分為兩類:物理處理(包括超聲波、電場和化學物質)(Liang, et al., 2024; T. T. Lin, Bian, Sun, Wang, Liu, & Wang, 2022; L. H. Wang, Pyatkovskyy, Yousef, Zeng, & Sastry, 2020)和萌發抑制策略。在后者中,首先誘導耐熱孢子萌發,這一過程在不同物種和菌株之間存在差異。然后在它們更敏感的營養狀態下將其滅活(Lyu, et al., 2023; Sarker, Akhtar, Torres, & Paredes-Sabja, 2015)。因此,進一步了解產氣莢膜梭菌的獨特萌發機制和途徑對于開發針對性的商業滅菌方法至關重要。高壓(HHP)是一種成熟的溫和處理技術,能夠誘導大多數細菌物種的孢子萌發,但它對梭菌目菌株的孢子萌發效果較差(Akhtar, Paredes-Sabja, Torres, & Sarker, 2009; Kim, Shahbaz, Cho, Lee, & Park, 2021)。雖然已經開發了如壓力循環和HHP輔助熱處理等組合策略來克服這一問題,但HHP的高設備成本、批次操作模式和有限的食品適用性限制了其在食品滅菌中的廣泛應用(Evelyn & Silva, 2016; Fekraoui, et al., 2021)。
作為一種新興技術,大氣介質阻擋放電冷等離子體(DBD-CP)因其非熱處理、快速進展、經濟高效以及可集成到連續生產中的優勢而被提出用于孢子滅活(Bourke, Ziuzina, Boehm, Cullen, & Keener, 2018; Nasiru, et al., 2021)。CP的殺菌效果主要依賴于等離子體激活過程中產生的大量活性氧和氮物種(ROS/RNS)(Deng, Shi, & Kong, 2006; Sarangapani, Patange, Bourke, Keener, & Cullen, 2018)。次要機制還包括紫外線(UV)輻射、帶電粒子和蝕刻效應(Lopes, Mota, Gomes, Delgadillo, & Saraiva, 2018; Mandal, Singh, & Singh, 2018)。這些因素共同作用會損害孢子的內膜和關鍵萌發相關蛋白,最終導致孢子滅活(Liao, et al., 2019; S. W. Wang, Doona, Setlow, & Li, 2016)。Tseng, Abramzon, Jackson, & Lin(2012)報告稱,使用氦氣作為載體氣體進行大氣CP處理時,產氣莢膜梭菌 ATCC 3624孢子在聚苯乙烯微板中的D值為2.66分鐘。然而,目前尚不清楚CP誘導的損傷是否會導致孢子萌發。為了探索協同效應并盡量減少CP對食品基質物理化學和感官品質的潛在不利影響,引入了表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)作為天然輔助劑。EGCG是一種主要存在于茶葉中的多酚類次生代謝物,其特征是含有酯鍵連接的沒食子酰基(S. Wang, Wang, Li, Zhang, & Chen, 2025)。作為食品保存中的生物活性成分之一,EGCG的抗氧化能力和廣譜抗菌活性歸因于其多酚成分的高反應性(Y. L. Lin, et al., 2024; Y. L. Lin, Xuan, Fabrice, Yu, Huang, & Zhang, 2025; S. Wang, et al., 2025)。
本研究的目的是探討CP和EGCG處理對產氣莢膜梭菌孢子的影響,并優化鹽烤雞肉基質中的關鍵參數。通過計數孢子、評估耐熱性變化以及測定吡啶-2,6-二羧酸(DPA)的釋放來評估滅活效果。通過顯微鏡觀察和確認了類似孢子萌發的反應。為了評估載體基質對CP和EGCG抗菌活性的影響,分別在鹽烤雞肉(一種模型食品系統)和PBS溶液中接種了產氣莢膜梭菌孢子,并在處理后進行了計數。最后,還分析了鹽烤雞肉在儲存過程中經過CP和EGCG處理后的化學性質和感官品質的變化。