摘要
我国现已成为世界上黑木耳的主要出口国与消费国，然而木耳的质量安全性一直是我国木耳走向国际市场的最大障碍，镰刀菌是木耳在栽培和生产过程中的常见病原菌，严重影响木耳的品质与安全性。建立一种实时现场快速的识别检测与控制技术是产业急需。本研究以木耳为载体，以木耳中的镰刀菌为目标菌株，建立了基于傅里叶变换红外光谱技术（FT-IR）和傅里叶变换近红外光谱技术（FT-NIR）的木耳中镰刀菌的快速识别检测方法，通过系统试验，建立了木耳中常见病原菌尖孢镰刀菌的脉冲强光杀菌技术方法，实现了对尖孢镰刀菌的快速有效低温杀灭控制。主要内容及结果如下： （1）基于FT-IR技术建立了镰刀菌对木耳侵染程度的定性定量分析方法。首先，为了解决由光散射、基线漂移和样品的不均匀性所产生的光谱噪声等问题，对采集到的光谱数据进行了Savitzky-Golay平滑、乘性散射校正（MSC）与二阶导数处理。其次，使用主成分分析法（PCA）对样本的主成分得分进行提取，并根据镰刀菌对木耳的侵染程度进行了聚类趋势分析。再利用线性判别分析（LDA）实现对接种不同镰刀菌种的木耳样品与不同储存阶段的木耳中镰刀菌的生长状况的定性鉴别。最后，构建偏最小二乘回归（PLSR）模型对木耳中的菌落总数进行定量分析。结果表明，FT-IR光谱技术不仅可以快速鉴别受不同镰刀菌侵染的木耳样品，还可有效区分不同霉变程度的木耳样品，得到的总体判别正确率在82.5%以上。将FT-IR技术与PLSR结合实现了对木耳中菌落总数的定量预测，在模型性能评价方面，Rp2达到了0.8428，RMSEP为0.292lg（CFU/g），RPD为2.81，具有较好的模型精度。结果表明，作为一种快速精确的分析技术，FT-IR技术可实现对木耳霉变的早期检测。 （2）基于FT-NIR技术建立了木耳受镰刀菌侵染程度的定性与定量分析方法。首先，为了解决基线漂移、样本不均匀引起的光谱噪声等问题，对所得到的光谱数据进行了MSC处理和二阶导数处理。其次，使用PCA对样本的主成分得分进行提取，依据镰刀菌对木耳的侵染程度进行相应的聚类趋势分析；再利用LDA实现对接种不同镰刀菌种的木耳样品及处于不同储存阶段的木耳中镰刀菌生长状况的定性鉴别。最后，构建PLSR模型对木耳中的菌落总数进行定量分析。结果表明，FT-NIR光谱不仅可用于快速区分受不同镰刀菌种侵染的木耳样品，还可有效鉴别不同霉变程度的木耳样品，得到的总体判别正确率均处于80%以上。将FT-NIR光谱与PLSR结合可对木耳中菌落总数进行定量预测，在模型性能评价方面，Rp2达到了0.8231，RMSEP为0.398lg（CFU/g），RPD为2.67，模型精度较优，具有一定的定量分析潜力。因此，将FT-NIR技术与化学计量学方法进行结合，可实现对木耳霉变的早期检测，从而为进一步开发食用菌品质与安全检测设备提供一定的参考价值。 （3）以木耳中常见病原菌尖孢镰刀菌为研究对象，采用脉冲强光对其进行了杀菌试验，探究了闪照距离和处理时间对尖孢镰刀菌孢子的杀菌效果，并使用扫描电镜观察脉冲强光处理前后孢子的微观形态。使用Linear模型、Weibull模型和Log-logistic模型对脉冲强光致死动力学曲线进行模型拟合，从而为木耳等食用菌中镰刀菌的杀灭等相关研究提供理论依据。结果表明，随着脉冲强光闪照距离的缩短与时间的延长，对尖孢镰刀菌孢子的杀菌效果相应增强。初始菌落数为5.02lg（CFU/mL）的孢子在闪照距离为5cm下处理260s可全部被杀死。相较于Log-logistic模型和Linear模型，Weilbull模型在拟合脉冲强光对尖孢镰刀菌的致死动力学过程中拟合度最好，其R2和Bf更接近于1，RMSE和Af更小。扫描电镜照片显示，脉冲强光可通过其高能的光热作用使得镰刀菌孢子的细胞壁遭到破坏，表面出现皱缩、变形、穿孔等现象，胞浆物质泄漏，从而导致菌体细胞死亡。
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