《Chemical Engineering and Processing - Process Intensification》：Process Intensification in Soybean Processing with Safe 222?nm UVC: A Sustainable Approach to Fungal Decontamination and Quality Preservation during Long-Term Storage
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远紫外（222 nm）辐照可有效抑制大豆储存期间真菌污染，降低总真菌计数74.7%-89.6%，完全消除曲霉和青霉，并显著减少镰刀菌等污染。处理后大豆酸度、脂酶活性等指标下降15%-25%，蛋白质溶出和发芽率仅轻微降低，验证了该技术兼顾杀菌与品质保留的潜力。
Silvia Leticia Rivero Meza | Lázaro da Costa Ca?izares | Larissa Alves Rodrigues | André Tozello | Maurício de Oliveira
巴西南里奥格兰德州佩洛塔斯联邦大学农业工业科学与技术系，邮编96010-900
摘要
大豆中的真菌污染对食品安全和工业加工构成了重大威胁，因此迫切需要安全且可持续的消毒技术，这些技术能够在提高加工效率的同时减少对化学处理的依赖。本研究评估了远紫外光（222纳米）照射（T1：2.24 W m?2，806.4 J m?2；T2：6.22 W m?2，2239.2 J m?2）在消毒储存180天的大豆以及保持其物理化学性质方面的有效性。远紫外光照射使总真菌数量分别减少了74.7%（T1）和89.6%（T2）。曲霉菌和青霉菌被完全抑制，而T2处理对镰刀菌（减少了80–100%）、根霉菌（减少了73.3–88.9%）和枝孢菌（减少了76.9–85.7%）的抑制效果更为显著。180天后，与未处理对照组相比，T2处理的样品酸度降低了约27%，脂肪酶活性降低了15%，电导率降低了17%，浸出固形物降低了25%，表明其储存稳定性得到了改善。可溶性蛋白质和发芽率仅略有影响（4%），大豆颜色保持不变，根长增加了约30%。这些结果表明，远紫外光（222纳米）能够在保持大豆物理化学和生理特性的同时有效控制真菌。
引言
巴西是世界上最大的大豆生产国，在全球农业产业中占据重要地位。2024/25种植季，该国种植了4735万公顷大豆，平均产量为每公顷3621公斤，总产量达到1.7147亿吨[1]。这些数据不仅反映了种植面积的扩大，也体现了近几十年来技术和管理方面的进步，从而提高了生产效率，进而增加了在储存过程中有效控制真菌的需求。此外，气候变化给生产链带来了新的挑战，直接影响了大豆质量。干旱或降雨过多，加上成熟期间的高湿度和温度波动，促进了真菌生长，加速了代谢过程，并增强了水解酶和氧化酶的活性，导致大豆中含有较高水平的污染物[2][3][4]。因此，迫切需要开发安全可持续的技术来确保大豆在储存过程中的品质和安全性。
真菌污染是全球食品安全和质量的重大威胁之一。丝状真菌不仅在收获前后会破坏农产品，还会产生霉菌毒素，对人类和动物健康造成危害，并造成严重的经济损失。传统的控制方法依赖于杀菌剂和化学防腐剂。然而，随着对化学物质使用的限制以及对清洁标签和可持续食品需求的增加，迫切需要创新、非热处理且环保的消毒技术。近年来，物理方法（如冷等离子体、脉冲光和紫外线照射）在控制多种食品中的真菌和霉菌毒素方面显示出潜力[5]。
其中，222纳米的紫外线-C辐射因其抗菌效果和对人体安全的双重优势而成为特别有吸引力的选择[6,7]。222纳米的紫外线照射主要影响人体角膜的上皮层，表明其适用于有人员存在的食品环境中[8][9][10]。因此，222纳米的远紫外光可以作为一种有前景的食品消毒工具，符合通过确保生产安全、消除化学物质需求、简化下游操作以及保持食品品质来提高加工效率的原则[11,12]。
大多数关于222纳米远紫外光的研究集中在空气、水和表面的消毒上，特别是针对细菌和病毒的灭活[6,7]。远紫外光（222纳米）对多种病原体有效，包括耐甲氧西林的
金黄色葡萄球菌、
铜绿假单胞菌和
肺炎克雷伯菌，无论是在硬质表面（如不锈钢和塑料）还是多孔材料（如医院织物）上，以及在手术环境中[13][14][15]。此外，该技术还被用于医院消毒（对抗SARS-CoV-2）和通过降解微量污染物来处理废水[16][17][18]。
然而，其在食品系统中的应用仍然有限。迄今为止，222纳米远紫外光主要在草莓上进行了测试，结果表明其效果是传统254纳米紫外线-C的3到10倍，能有效抑制真菌病原体（灰葡萄孢、无色盘孢菌、胶孢壳菌属）和节肢动物害虫[19,20]。远紫外光在食品系统中的有效性主要取决于照射时间和剂量，需要优化这些参数以确保持续的抗菌效果同时保持食品品质。222纳米的远紫外光被蛋白质和核酸强烈吸收，在生物材料中的穿透深度极浅。这一特性对于粮食储存非常有利，因为真菌污染主要发生在粮食表面，从而能够高效灭活微生物，同时将内部种子结构和生化储备的损伤降到最低[7]。因此，本研究旨在探索使用222纳米远紫外光进行粮食储存的创新方法，这是一种清洁、安全且可扩展的技术，适用于大豆产业，以评估其在真菌消毒方面的效果及其对储存粮食物理化学性质的影响。
从工艺工程的角度来看，远紫外光（222纳米）照射是一种可扩展且模块化的技术，可以很容易地集成到现有的粮食处理基础设施中。由于准分子灯的紧凑结构，这种方法特别适合在输送粮食到储存设施的传送带上进行在线应用，无需化学物质、热处理或额外的加工步骤。
实验样本
本实验使用了Glycine max品种P95R95大豆。这些大豆在巴西南里奥格兰德州Santa Vitória do Palmar的Granja Agropecuária Canoa Mirim S/A手工收获。收获后，对大豆进行清洗以去除杂质和异物，并干燥至水分含量均匀为13%。干燥后的大豆被均质化并分成四份，以获得具有代表性的样品，然后进行远紫外光（222纳米）处理。远紫外光（222纳米）照射
222纳米紫外线-C对储存大豆中真菌消毒的效果
对储存的大豆进行了两种远紫外光（222纳米）处理（T1和T2）。在T1处理中，大豆暴露在2.24 W m?2的辐照强度和806.4 J m?2的剂量下；在T2处理中，大豆暴露在6.22 W m?2的辐照强度和2239.2 J m?2的剂量下。表1显示了储存开始时、90天和180天时，经过远紫外光（222纳米）处理和未处理的大豆中的真菌菌落数量。图1a用于可视化这些数据
结论
本研究表明，与未处理样品相比，222纳米紫外线-C照射在长期储存过程中有效减少了真菌数量，并保持了大豆的物理化学品质。远紫外光（222纳米）处理使总真菌数量分别减少了74.7%（T1）和89.6%（T2），在所有处理组中均完全消除了曲霉菌和青霉菌。在T1处理中，镰刀菌减少了84.4%，而在T2处理中在90天和180天时被完全消除。根霉菌也表现出...
CRediT作者贡献声明
Silvia Leticia Rivero Meza：研究、数据分析、数据整理、撰写（审阅和编辑）、初稿撰写。
Lázaro Ca?izares：研究、数据分析、数据整理、初稿撰写。
Larissa Rodrigues AlvesAndré TozelloMaurício de Oliveira资助
本研究得到了EMBRAPII InovaAgro Unit/UFPEL（EMBRAPII，项目编号PINV-2207.0002）和巴西国家科学技术发展委员会（CNPq，项目编号140569/2023-5）的支持。
