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主要作者及研究机构
本研究由Arife S. Kucukoglu、Gulin Hiz和Hakan Karaca共同完成。Arife S. Kucukoglu和Hakan Karaca来自土耳其Pamukkale大学食品工程系，Gulin Hiz则隶属于土耳其农业和林业部Denizli食品控制实验室。研究于2023年12月21日在线发表在《Food Chemistry》期刊上，文章编号为138235。

学术背景
本研究的主要科学领域是食品化学与食品加工技术，特别是针对香料（如牛至）的微生物污染和化学污染物（如吡咯里西啶生物碱，Pyrrolizidine Alkaloids, PAs）的处理方法。牛至作为一种广泛使用的调味品和药用植物，具有抗氧化、抗菌、抗炎等多种健康益处。然而，牛至在露天种植和干燥过程中容易受到微生物污染，并且在存储过程中可能受到昆虫侵害。此外，近年来研究发现牛至中可能含有高浓度的PAs及其N-氧化物（Pyrrolizidine Alkaloid N-Oxides, PANOs），这些物质对人体健康具有潜在毒性。因此，研究旨在评估不同热处理和非热处理技术对牛至中微生物、PAs/PANOs以及挥发性化合物的影响，为香料行业提供有效的去污染方法。

研究目标
本研究的主要目标是：
1. 评估蒸汽灭菌、γ-辐照、紫外线（UV）辐照和臭氧处理对牛至中微生物的灭活效果。
2. 研究这些处理技术对PAs和PANOs的降解作用。
3. 分析处理技术对牛至中挥发性化合物组成的影响。

研究流程
研究包括以下几个主要步骤：

1. 样品准备
   研究使用的牛至样品（Origanum vulgare L.）于2022年在土耳其Denizli地区种植，并由当地一家香料公司提供。样品经过传统日晒干燥后，分成不同部分用于后续处理。

2. 处理方法

   • 热处理：使用蒸汽灭菌法，将牛至样品在92°C下处理3分钟。
     
   • γ-辐照处理：使用钴-60源，分别以2.5、5.0和10.0 kGy的剂量对样品进行辐照。
     
   • UV辐照处理：使用254 nm波长的UV灯，对样品进行1、2、4和8小时的处理。
     
   • 臭氧处理：使用臭氧气体（浓度5900 ± 74 ppm）对样品进行1、2、4和8小时的处理。
     

3. 微生物分析
   通过平板计数法测定处理前后样品中的总需氧嗜温菌（Total Aerobic Mesophilic Bacteria, TAMB）、酵母-霉菌（Yeast-Mold）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的数量。

4. PAs/PANOs分析
   使用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量分析处理前后样品中的PAs和PANOs含量。

5. 挥发性化合物分析
   使用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）分析处理前后样品中挥发性化合物的组成。

6. 数据分析
   使用单因素方差分析（ANOVA）和Duncan多重范围检验对数据进行分析，以确定处理效果的显著性。

主要结果

1. 微生物灭活效果

   • 蒸汽灭菌和γ-辐照对微生物的灭活效果最为显著。蒸汽灭菌使TAMB数量减少1.5 log，γ-辐照（10 kGy）使TAMB数量减少2.14 log。
     
   • UV辐照和臭氧处理在较长时间（4-8小时）下也能显著减少微生物数量，但效果不如蒸汽灭菌和γ-辐照。
     

2. PAs/PANOs降解效果

   • 蒸汽灭菌导致PANOs向PAs的转化，但总PAs/PANOs水平仅减少5.5%。
     
   • γ-辐照和UV辐照对PAs/PANOs的降解效果不显著。
     
   • 臭氧处理显著降低了PAs/PANOs的含量，总降解率约为55%。
     

3. 挥发性化合物变化

   • 蒸汽灭菌导致挥发性化合物含量显著下降，特别是香芹酮（Carvone）和芳樟醇（Linalool）的损失率超过90%。
     
   • γ-辐照对挥发性化合物的影响较小。
     
   • UV辐照和臭氧处理显著改变了挥发性化合物的组成，并导致一些新化合物的形成。
     

结论
本研究表明，蒸汽灭菌和γ-辐照是灭活牛至中微生物的最有效方法，而臭氧处理则对降解PAs/PANOs具有显著效果。然而，臭氧处理以及蒸汽灭菌和UV辐照都会显著改变牛至中挥发性化合物的组成，可能影响其感官特性。因此，在实际应用中需要权衡处理技术对微生物灭活、化学污染物降解以及产品品质的影响。

研究的意义与价值
本研究为香料行业提供了一种有效的去污染方法，特别是针对PAs/PANOs的降解。此外，研究还揭示了不同处理技术对牛至品质的影响，为优化食品加工工艺提供了科学依据。

研究亮点
1. 首次系统评估了臭氧处理对牛至中PAs/PANOs的降解效果。
2. 揭示了蒸汽灭菌导致PANOs向PAs转化的机制。
3. 提供了不同处理技术对牛至中挥发性化合物影响的详细数据。

其他有价值的内容
研究还指出，未来需要进一步研究臭氧处理过程中生成的转化产物及其毒性，以确保处理技术的安全性。

这篇报告详细介绍了研究的背景、方法、结果和结论，为其他研究者提供了全面的参考。