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　　摘要：目前我国食品安全问题形势严峻，加强食品安全方面的技术研究变得愈发重要。病原微生物污染作为食品安全事故的主要诱因，被视为食品工业快速、健康发展的重要威胁之一。传统的高温加工虽然能够有效杀死食源性病菌，但能耗高，食物营养损失大。开发安全、有效、快速、便捷，能最大程度保留营养成分的非热力杀菌技术，一直是食品科研人员的研究方向。非热力光动力技术作为一种有效灭菌技术应运而生，成为食品安全保障的一项新型技术。本文概述一种新型非热力灭菌技术-光动力灭菌技术及其在食品安全中的研究进展。

　　关键词：食品安全,食源性致病菌,非热力光动力灭菌技术

　　近年来，随着经济全球化进程的加快，食品安全已成为全球性的公共安全卫生热点话题。做好食品安全工作，加强食品安全保障具有重要的现实意义[1]。在众多食品安全事故中，食源性致病菌是引起食源性疾病的首要原因，其对人类安全健康造成极大威胁，是食品安全问题的重大隐患[2]。

　　对我国2004年至2013年食物中毒数据分析表明：微生物性食物中毒是引起食物中毒的主要原因，其中食源性致病菌导致的食物中毒事件是食物各类中毒事件总数的30%~90%，中毒人数占食物中毒总数的58%~72%[3]。在全世界所有的食源性疾病爆发的案例中，66%以上为食源性致病菌所致。

　　目前食品行业有效杀灭或抑制病原微生物的手段主要分为两类：一类是传统的热杀菌技术。热杀菌技术在食品行业中的应用早，技术成熟且杀菌较彻底，然而能耗高，且对食品原有风味、质构及营养的破坏较大;另一类是一些新型的非热杀菌技术，如抗生素灭菌技术、超高压、高压CO2、脉冲电场、脉冲强光和辐照等。

　　然而非热杀菌方法(如超高压、高压CO2、辐照、脉冲电场、脉冲强光等)装置设备昂贵，需要较高的前期投入，且对冷链运输条件要求较高，能耗过大[4]。此外，由于自然微生物群落的破坏，抗生素的毒副作用以及抗生素滥用，导致诸如“超级细菌”(Superbug)等抗生素抗性菌事件的爆发[5]。

　　因此，寻找新的安全有效、快速、经济环保、不产生耐药性且能最大限度保留营养成分的杀菌技术，一直是食品科技人员的研究目标。光动力灭菌技术能够有效杀灭靶细胞而不祸及邻近组织，选择合适的光敏剂应用到食品安全领域，已成为科学界的研究热点[6-7]。

　　国内外针对不同光敏剂对不同致病菌的光动力灭活效果已有大量的探索和应用，其中在血液制品消毒，食品安全杀菌等方面做了系统、全面的研究，安全性也得到论证。特定光敏剂是选择性富集在目标组织(如各种病源微生物)中，被特定波长的光源照射激活，产生大量活性态氧，并在分子氧的环境下，通过激发态光敏剂的传导，输送能量到周围的氧，产生活性更强的单态氧，作用于周围微生物的细胞壁、磷脂膜、核酸等细胞器，损伤目标组织，从而影响其正常生理功能，使微生物细胞损伤、坏死，对周围细胞和组织的特性不产生影响的一项新技术，称为光动力灭菌技术(Anti-microbialphotodynamictechnology，APDT)[8]。

　　在医学领域，光动力作用是一种广泛用于治疗各种肿瘤、龋齿和皮肤病的新型医疗技术，俗称光化学疗或光辐射疗法[9]。Wilson等[10]研究报道了光动力技术通过注射适量光敏剂到牙龈中，再选用合适光源光照，可快速杀死病菌、消除牙齿菌斑而不伤及周围正常牙周黏膜，治疗后病人只需简单漱口即可。

　　此外，在临床上针对各种肿瘤和非肿瘤性疾病均有广泛应用，如体表恶性肿瘤(皮肤癌、头颈部癌等)、乳腺癌、口腔癌、银屑病、视网膜黄斑变性、类风湿性关节炎等[11-12]，具有靶向性高，对正常组织影响小，毒副作用低，可重复治疗以及抗瘤谱较广等优点[13]。伴随高性能以及光敏毒性低的光敏剂、吸收光源及其专用设备的大力开发，光动力技术应用到食品安全领域已引起科学界的诸多关注。本文介绍一种新型食源性病菌的非热力光动力灭菌技术的定义、原理、作用机制和在食品安全领域的研究进展及应用现状。

　　1非热力光动力灭菌技术概述

　　1.1光动力灭菌技术原理

　　光敏剂选择性富集于特定的目标组织、特定波长的光源照射激发下，吸收光子的能量后从基态(S0)转变为单线态的激发态(S1)，光敏剂处于激发态的分子寿命极短(1~1000ns)，迅速转化为三重态的激发态(T1)，三重态光敏剂分子比单态的能量低，寿命长，有助于其将能量转到其它分子。三重态光敏剂与氧分子发生相互作用，并把能量传递给氧分子，形成的1O2和活性氧分子，通过氧化作用攻击细胞结构(如细胞膜或蛋白质)。当氧化损伤到达一定阈值后，细胞开始凋亡，直至死亡。光敏剂不会被降解，三重态光敏剂分子恢复到基态后且不发生任何化学变化，并能重复把能量传递给氧[14]。

　　1.2光动力灭菌技术作用机理

　　目前光动力技术的作用机理主要包括I型和II型两种反应机制：I型作用机制是三重态光敏剂直接与底物发生作用，导致自由基光氧化反应，主要是光敏剂上电子和氢离子的转移，在底物分子上产生离子而形成自由基，通过与氧发生反应，生成更高反应活性的氧化物质;II型作用机制通过三重态光敏剂与三线态氧分子发生作用，产生单线态氧(1O2)，具有亲电性的1O2是一种高反应活性的物质，通过作用于生物分子中的氧化敏感基团(如不饱和脂肪酸、蛋白质、核酸等)，从而破坏膜的正常结构及功能，影响细胞对正常生理活性物质的摄取，最终引起细胞死亡[15]。在实际的光动力作用过程中，这两种作用机制常同时出现。这两种机制所发挥的作用，往往取决于底物和光敏剂的特性和浓度，自由基的浓度及光敏剂与底物的作用力[16]。

　　2非热力光动力灭菌技术在食品安全领域的应用研究进展

　　2.1非热力光动力技术对食源性致病菌的灭菌研究

　　目前有记录的食源性致病菌已超过250种，最常见的临床症状是腹泻和呕吐。法国长期的食品安全追踪调查报告中报道，超过65%的食源性致病菌污染病例由细菌引起。1984年，Bertoloni等[36]首次发现光动力技术可有效杀灭细菌。

　　随后，Luksiene等[37]研究了5-氨基酮戊酸(5-aminoacidketone)对沙门氏菌的有效光灭活作用;Dahi等[38]选择rosebengalanion作为光敏剂，以沙门氏菌为目标组织，通过荧光反应技术观察光敏剂在沙门氏菌上的分布，发现其集中在细胞膜上，以细胞壁分布最密集。

　　金黄色葡萄球菌由于可在极端条件下生长，如较宽的温度范围(12~48.5℃)、pH值(4.2~9.3)和盐浓度(高达15%)，是引起食源性致病菌污染病例的一个重要诱因，而Golding等[39]证明了孔雀石绿异硫氰酸酯可有效灭活金黄色葡萄球菌。单增李斯特菌由于具有在极端环境下极强的生存力，自然界中广泛分布等特点，极易污染各类食品，而造成重大食品安全问题。目前已有研究证实光敏剂血啉甲醚(25μg/mL)和亚甲基蓝(0.5μg/mL)可以有效灭活99.99%的单增李斯特菌[40-41]。

　　3结论与展望

　　光动力灭菌技术对细菌具有较好的杀伤作用，方法简便，费用低。作为新型灭菌方法，有着与其它灭菌方法无法比拟的优点和发展前景。因此，在食源性病菌灭菌技术上会有更广泛的应用，是食品安全技术上的一大突破。目前，光动力杀伤作用仍处于前期探索阶段，还需要对光敏剂进行筛选和改良，探讨结构和活性之间的关系，寻找环保、绿色的光源，满足食品安全灭菌的应用需求，有效控制食源性疾病菌引起的食品安全事故。

　　参考文献

　　[1]王希杰.我国食品质量安全与全面质量管理探讨[J].食品安全导刊，2015(18)：32-33.

　　[2]杨春光，王宏伟，彭心婷，等.食品病原微生物快速检测技术研究进展[J].食品安全质量检测学报，2015，29(1)：41-47.

　　[3]罗海波，何来英，叶伟杰，等.2004—2013年中国大陆食物中毒情况分析[J].中国食品卫生杂志，2015，27(1)：45-49.

　　[4]任文霞，李建科.冷杀菌技术及其在食品中应用[J].粮食与油脂，2007(12)：22-23.

　　[5]陈执中，姜宁.新型“超级细菌”及抗菌新药的筛选[J].食品与药品，2010，12(6)：439-441.

　　[6]ASADPOURS，SOLEIMANIRADJ，ROSHANGARL，etal.Inactivationofpossiblefungalfoodcontaminantsbyphotosensitization[J].FoodTechnology&Biotechnology，2005，43(4)：335-341.

　　[7]MALIKZ，LADANH，NITZANY.PhotodynamicinactivationofGram-negativebacteria：problemsandpossiblesolutions[J].JournalofPhotochemistry&PhotobiologyBBiology，1992，14(3)：262-266.

　　[8]DOUGHERTYTJ，GOMERCJ，HENDERSONBW，etal.Photodynamictherapy[J].JNCI：JournaloftheNationalCancerInstitute，1998，90(12)：889-905.