杀灭芽孢杆菌的方法及机理的研究综述

芽孢杆菌在不利条件下产生内生芽孢,芽孢壁厚且对外界环境有较强抵抗力,常规杀菌方法不易将其杀灭。芽孢在食品中萌发形成营养细胞,严重降低食品安全性,威胁消费者健康。文章从芽孢杆菌在食品中产生的危害出发,对热杀菌、高压杀菌、气体杀菌、化学杀菌以及促萌发杀菌等方法进行分析,比较其杀灭芽孢杆菌的效果以及优缺点。并对其杀菌机理进行探讨,指出膜受体、离子通道、核蛋白以及酶类对芽孢杆菌的影响。以期为芽孢杆菌的研究和控制提供理论参考和技术支撑。     

非热杀菌技术杀灭食品中芽孢效能及机理研究进展

传统热杀菌会对食品品质产生不利影响,造成食品颜色变化、产生异味、营养损失等不良后果;非热杀菌技术是食品工业新型加工技术,处理过程中可以保持相对较低的温度,对食品的色、香、味以及营养成分影响较小;同时有利于保持食品中各种功能成分的生理活性,可以满足消费者对高品质食品的要求。芽孢在加工过程中抗性强,在食品中萌发和生长的潜力较大,因此,利用低热或非热灭菌技术对芽孢进行灭活是当前食品工业面临的严峻挑战和重要课题。本文综述现有非热杀菌技术（如高静压技术、高压CO2技术、低温等离子体技术、紫外辐射技术、高压脉冲电场技术等）独立处理或与其他处理技术相结合对芽孢灭活的效果及其机理,着重讨论其在食品行业中的应用以及芽孢灭活的分子机制,以期为生产安全食品、减少不同种类食品中微生物污染提供解决方案。     

细菌芽孢的形成、萌发及控制手段研究进展

细菌芽孢因其特殊的结构和生理过程,对各种杀菌处理有极强的抗性,常导致热杀菌食品腐败变质。因此,在食品工业中控制芽孢萌发或灭活芽孢具有重要意义。本文综述了细菌芽孢的结构及形成过程和产孢调控机制,芽孢萌发过程及芽孢萌发影响因素,在芽孢的控制技术方面列举了部分物理控制技术（如热处理、超声处理、高压处理、等离子体处理等）、化学控制技术（如表面活性剂、化学防腐剂等）和生物控制技术单独处理芽孢或与其他处理技术相结合对芽孢的灭活效果及相关机制,以期为开发更安全、高效的芽孢控制技术提供参考。     

低温等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展

芽孢是细菌的一类休眠结构,经常存在于食品当中,抗逆性强,难以灭活,给食品安全带来挑战。低温等离子体技术为近几年来逐渐发展起来的一种新型非热物理杀菌技术,通过激发气体产生多种活性成分对微生物进行灭活,杀菌效率高、作用时间短、环保无污染。本文综述了低温等离子体的产生原理、等离子体对芽孢内外结构的影响及影响芽孢灭活的因素等方面的相关内容,为处理食品中细菌芽孢提供了解决方案和技术支持,有利于推动低温等离子体在食品微生物杀菌领域的工程化应用。     

食品中芽孢杀灭新技术

芽孢抗性强,因此如何有效杀灭芽孢是食品灭菌的重要难题之一。芽孢的杀灭技术有多种,目前应用于食品中的芽孢杀灭新技术有高压杀灭、辐射杀灭、化学试剂杀灭和低温等离子体杀灭。     

蛋清溶菌酶对枯草芽孢杆菌芽孢萌发的影响

研究了在不同培养温度下溶菌酶对枯草芽孢杆菌芽孢萌发的抑制作用.溶菌酶浓度为0.5mg/mL,采用胰蛋白胨大豆营养肉汤培养基进行培养,用稀释平板计数法测定36h内的生长曲线.结果表明:在33℃条件下添加溶菌酶的处理组的迟滞期比对照组延长了8h,传代时间延长了15min;在25℃条件下,处理组的迟滞期比对照组延长了10h,传代时间延长了12min.到达稳定期后,处理组的菌落总数始终低于对照组水平.在10℃条件下,对照组芽孢的萌发也经历了较长的迟滞期,传代时间延长至194min;但在36h内处理组始终没有观察到芽孢萌发后的指数生长期,芽孢一直处于被抑制的状态.研究结果表明,溶菌酶对枯草芽孢杆菌芽孢的萌发具有明显的抑制作用,而且在低温条件下溶菌酶仍然具有抑菌活性.     

比利时科学家研究冷藏食品中蜡样芽孢杆菌定量性暴露评估模型

据sciencedirect数据库消息,2013年9月《国际食品微生物学杂志》杂志刊登一项比利时研究,研究人员建立了冷藏食品中嗜冷蜡样芽孢杆菌暴露定量评估模型。研究指出,冷藏食品中嗜冷蜡样芽孢杆菌无法经巴氏灭菌法完全杀灭并且可在低温环境中生长,对消费者具有潜在健康风险。     

超声协同诱导剂对枯草芽孢杆菌芽孢致死的作用

为延长食品货架期,实现中温条件下的芽孢杀灭,以枯草芽孢杆菌为对象,研究了超声处理、热处理和不 同种类诱导剂协同作用对枯草芽孢杆菌芽孢致死的最适条件。结果表明：采用温度60 ℃、功率600 W、频率25 kHz 的超声方式,辅以50 mmol/L L-丙氨酸和6 mmol/L肌苷共同作用,可以使芽孢萌发率达到98.23%。进一步改变超 声处理模式,同等条件下,采用900、600、300、100 W的功率递减超声处理,能够有效提高芽孢萌发时的处理效 率,实现体系内芽孢的大量萌发和杀灭,保证食品安全和品质。     

产气荚膜梭菌在食品中的危害及其控制研究进展

产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）是一种革兰氏阳性厌氧芽孢致病菌，广泛分布于环境、动物以及人类的胃肠道中，因能分解肌肉和结缔组织中的糖类并产出大量气体以及形成荚膜而得名。其对生长环境要求较低，是自然界中常见的致病菌。其芽孢是在环境胁迫（低温、干燥或营养缺乏等）下形成的一种微生物休眠体，具有极强的抗逆性，在食品杀菌过程中很难被灭活，是导致食品腐败变质的重要致病菌。因此，控制产气荚膜梭菌是食品研究领域普遍关注的问题。本文系统概述了产气荚膜梭菌的特性、危害及控制该菌及芽孢污染的物理、化学方法，并阐述了目前控制产气荚膜梭菌研究的热点，以期为进一步定向调控产气荚膜梭菌的危害、提高食品安全性、促进肉制品产业健康发展提供理论指导，对食品加工业具有重要的现实意义和实际应用价值。     

不同浓度芽孢萌发剂对肉毒梭菌芽孢萌发的影响

肉毒梭菌（Clostridium botulinum）及芽孢是真空包装、冷冻食品及罐装食品中的主要杀菌对象,其抗逆性强,生长速度快,而成为食品中毒的主要原因之一。本试验采用单因素试验和响应面分析法研究芽孢萌发剂L-丙氨酸和KCl添加浓度,处理温度和处理时间对肉毒梭菌芽孢萌发条件的影响,探究影响肉毒梭菌芽孢萌最适条件,并结合常压100 ℃,20 min杀菌,研究最终肉毒梭菌的杀灭效果。结果显示,当处理温度为75.5 ℃,处理时间为25.0 min,添加L-丙氨酸浓度为15.4 mmol/L,KCl浓度为0.53%时,芽孢萌发率最大,可达89.91% ± 1.31%,经过两次100 ℃杀菌20 min,肉毒梭菌杀灭率可达98%。研究结果可为食品工业中罐头的常温杀菌提供一定的技术指导。     

中温乳化肠中凝结芽孢杆菌芽孢萌发及热致死规律

从中温乳化香肠中筛选出一株凝结芽孢杆菌芽孢,以20种氨基酸、D-果糖、D-葡萄糖、氯化钾为萌发剂,通过相差显微镜及生长曲线测定仪测定600 nm波长下光密度值,研究该芽孢萌发规律,同时研究7种防腐剂对芽孢萌发效果影响及不同温度热胁迫处理后的芽孢致死率。结果表明:葡萄糖可以促进凝结芽孢杆菌芽孢萌发,增大其浓度对芽孢萌发率无影响;绘制了芽孢萌发率标准曲线,相关系数为0.977 8;亚硝酸钠、山梨酸钾、乳酸链球菌素(nisin)和脱氢乙酸钠对芽孢萌发无影响,乳酸钠、葡萄糖酸-δ-内酯和双乙酸钠可以抑制芽孢萌发;采用90℃及95℃对芽孢热胁迫致死效果较差,100℃热处理最高致死率可达92.09%,105~120℃热胁迫处理对该芽孢致死率在15 min内可以接近100%。     

不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢动态生长的影响

目的 研究不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)芽孢生长的影响及作用阶段。方法 本研究选取枯草芽孢杆菌芽孢为研究对象,考查了茶多酚、Nisin、亚硝酸盐、双乙酸钠、乙二胺四乙酸盐5种抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢存活量、萌发特性、内容物泄漏量、结构变化的影响。结果 5种抑菌剂均能降低枯草芽孢杆菌芽孢的存活率,且不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢生长的主要抑制阶段存在差异。其中乙二胺四乙酸盐、茶多酚在芽孢萌发阶段的作用效果相对较为显著,与芽孢悬浊液共孵育60 min后吸光度分别下降至90.61%、90.74%, 2,6-吡啶二羧酸释放量分别为21.18%、21.92%,孵育12 h后仍有部分芽孢保持“相亮”状态。亚硝酸盐、双乙酸钠、Nisin主要在萌发后发挥抑制作用,其中亚硝酸盐、双乙酸钠能使芽孢在后期生长过程中内膜通透性增大,并导致芽孢核内物质发生泄漏。拉曼光谱显示茶多酚、亚硝酸盐能够使得芽孢生长过程中蛋白质、脂质等成分及其结构发生变化,使萌发后的芽孢无法继续生长形成营养体。结论 乙二胺四乙酸盐、茶多酚在芽孢萌发阶段发挥主要作用,亚硝酸盐、双乙酸钠、Nisin在萌发后及营养...     

国外冷杀菌保鲜食品新技术

高压低温杀菌　日本味之素公司在６０℃条件下,使用６０００个大气压对食品进行杀菌处理,可将霉菌和芽孢菌的数量减少到原先的十万分之一。在２５℃条件下,使用６０００个大气压,处理２０分钟,可将土豆色拉、猪肉等食品的芽孢菌全部杀死。美国用高压低温对天然果汁进行杀菌处理,也取得满意的结果。该技术对肉食、果蔬或果汁,都不会破坏食品原有的成分结构和风味,而达到杀菌的效果。水中高压杀菌　美国、日本的一些饮料生产厂家,发明了在加工水中施压对天然果汁、豆奶等进行杀菌,不仅可以节约额外工序和能源,而且能使原料中的营养…     

超高压结合化学萌发诱导剂对枯草杆菌芽孢的灭活作用

采用化学萌发诱导剂(AGFK、肌苷、L-丙氨酸、DPA)来诱导枯草杆菌芽孢萌发,然后用超高压处理将萌发的芽孢杀灭,用平板菌落计数法、分光光度计和相差显微镜检测诱导剂对该芽孢的萌发诱导效果,并用透射电镜观察超高压处理前后芽孢内部结构的变化。结果表明:以上诱导剂能迅速诱导芽孢萌发,使用DPA时,芽孢萌发率约为95%,组合使用DPA和营养素时,芽孢萌发率约为87%,单独使用DPA时萌发率更高,这一特异现象表明目前关于芽孢萌发机制的认识还不完善。萌发后芽孢的内部结构变成了类似营养体的结构,再经压力处理后其内部结构严重受损,超高压结合化学萌发诱导剂能有效杀灭绝大部分芽孢。     

枯草芽孢杆菌中胞壁肽的分离纯化及其对芽孢的影响

胞壁肽是来源于细菌细胞壁中肽聚糖酶解后产物,具有促进芽孢萌发的生理功能。本文利用枯草芽孢杆菌为对象,通过酶解制备枯草芽孢杆菌中胞壁肽。利用反式高效液相色谱仪对制备的胞壁肽进行分离,并利用液相-质谱联用、傅里叶变换红外光谱、核磁共振方法对胞壁肽进行结构鉴定。还研究了胞壁肽对芽孢萌发的影响。结果表明:分离纯化后得到的胞壁肽最小结构单元为二糖三肽,胞壁肽可促进90%芽孢萌发。     

产气荚膜梭菌芽孢萌发剂筛选及其萌发特性研究

目的 研究产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens, C. perfringens)芽孢的萌发特性。方法 本研究以C. perfringens芽孢为研究对象, 研究L-丙氨酸、L-谷氨酰胺、L-赖氨酸、L-天冬酰胺(L-asparagine)、氯化钾(KCl)、钙离子与2,6-吡啶二羧酸(pyridine-2,6-dicarboxylic acid, DPA)的螯合物(a chelate of Ca2+ with DPA, Ca2+-DPA)、十二烷胺、L-asparagine和KCl的混合物(a mixture of L-asparagine and KCl, AK)、L-asparagine、D-葡萄糖、D-果糖和KCl的混合物(a mixture of L-asparagine, D-glucose, D-fructose and KCl, AGFK)、脑心浸液肉汤(brain heart infusion broth, BHI) 10种萌发剂对芽孢萌发的影响, 选取处理后芽孢DPA释放量、热抗损失、芽孢溶液吸光度(optical density at 600 nm, OD600)及微观图像的变化来表征芽孢萌发, 筛选出诱导C. perfringens芽孢萌发效果最好的萌发剂, 并对其浓度进一步优化。结果 AK是诱导C. perfringens芽孢萌发效果最好的萌发剂; 100 mmol/L AK与C. perfringens芽孢共孵育120 min时, C. perfringens芽孢溶液OD600下降至49.42%, 88.56%的DPA从芽孢核内释放, 1.76个log芽孢被随后的湿热处理杀灭, 在相差显微镜下由“亮相”变成“暗相”状态的芽孢数量最多; 比较不同浓度的AK诱导芽孢萌发的效果, 发现150 mmol/L AK 诱导C. perfringens芽孢萌发的效果最好, 其萌发率达63.17%。结论 AK诱导C. perfringens芽孢萌发的效果较好, 为揭示C. perfringens芽孢的萌发机制奠定理论基础, 同时为更高效、定向地防控肉制品中的C. perfringens提供科学依据。     

天然食品防腐剂乳酸链球菌素（Nisin）在肉类食品中的应用

乳酸链球菌素（Nisin）是一种安全高效的天然食品防腐剂。能有效的抑制引起肉类食品腐败的革兰氏阳性菌生长、繁殖，尤其对耐受低温灭菌的梭菌和芽孢杆菌有强烈的抑制作用。解决了肉类食品短时间低温灭菌的难题，并从根本上改善了食品的口感，成功的应用于各种高低温杀菌的肉类食品中，经济效益和社会效益显著。     

不同菌体肽聚糖对产气荚膜梭菌芽孢萌发的诱导作用

为了研究不同菌体肽聚糖对芽孢萌发的影响,本研究分别提取了产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,C. perfringens)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B. subtilis)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)细胞壁肽聚糖,以C. perfringens芽孢为研究对象,按照1:10、1:100、1:1000比例分别加入提取的三种菌体肽聚糖,并以芽孢浑浊度(OD_(600))、芽孢折光性、2,6-吡啶二羧酸(DPA)的释放量、热抗性损失等指标比较不同菌体肽聚糖对C.perfringens芽孢萌发的效果。结果显示,按照一定百分比分别加入三种菌体肽聚糖,1:10比例添加C. perfringens营养体肽聚糖诱导C. perfringens芽孢萌发效果最佳,在60 min后,其芽孢浑浊度(OD_(600))下降了31.71%,DPA释放率上升可达到38.29%;1:10比例添加B. subtilis营养体肽聚糖诱导C. perfringens芽孢萌发效果次之,其芽孢浑浊度(OD_(600))下降了24.92%,DPA释放率上升可达到30.84%;而不同比例S. aureus营养体肽聚糖对C. perfringens芽孢萌发均无显著影响。本研究可为进一步阐明肽聚糖诱导芽孢萌发的机制提供重要信息。     

超高压导致芽孢亚致死损伤进而提高芽孢热敏感性

分别使用150、350、550 MPa的压力在23℃下对枯草杆菌芽孢进行超高压处理,检测处理后芽孢样品的热敏感性、OD_(600)值和2,6-吡啶二羧酸(DPA)释放情况,并进行透射电镜观察。3个压力水平均能快速提高芽孢的热敏感性,150 MPa使得芽孢OD_(600)值降低、DPA显著释放、芽孢皮层明显水解、芽孢显著萌发。然而,使用350 MPa和550 MPa处理后,芽孢OD_(600)值变化和DPA释放不显著、芽孢皮层水解不明显、芽孢萌发不显著。研究结果表明:350 MPa和550 MPa处理导致了芽孢的亚致死损伤,而不是芽孢萌发,这种亚致死损伤增强了芽孢的热敏感性,并可能是高压热处理杀灭芽孢的原因之一。     

芽孢皮层裂解酶的提取与SDS-PAGE分析

使用2,6-吡啶二羧酸(DPA)、L-丙氨酸、肌苷等诱导芽孢萌发,从萌发液中提取芽孢皮层裂解酶。提取的芽孢皮层裂解酶经超滤浓缩后进行SDS-PAGE垂直板电泳分析。研究发现:DPA、L-丙氨酸、肌苷以及L-丙氨酸结合肌苷对枯草芽孢杆菌芽孢均有诱导萌发的作用,且DPA诱导枯草芽孢杆菌芽孢萌发效果最好。进行SDS-PAGE电泳时,进样量为15μL,分离胶浓度为10%的凝胶板跑出的蛋白条带分离的较好,凝胶板上有4条蛋白条带,通过蛋白质分子量标准曲线可得出,目标蛋白分子量大约分别为:61.10、48.64、43.25、31.28 k Da。本研究初步提取纯化了皮层裂解酶,为后继进一步提纯皮层裂解酶、研究HPTS对该酶活性和结构的影响提供试验材料,有助于阐明高压热处理下芽孢死亡的机理,推动HPTS技术在食品工业中的应用。