高压CO2对枯草芽孢杆菌杀菌模型及其优化

以枯草芽孢杆菌为主要研究对象,杀灭对数值为衡量高压CO2杀菌效果的指标.在单因素实验基础上,选取压力、温度和保压时间为自变量,杀灭对数值为响应值.通过响应面方法中的Box-Behnken模式,研究各自变量及其交互作用对杀灭对数值的影响,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型.确定最佳条件为压力30MPa,温度48℃,时间90min,实际测得的枯草芽孢杆菌杀灭对数值为5.22,与模型预测值5.44相比,实验平均相对误差为2.32％;采用响应曲面优化法建立的回归模型准确可行,优化得到的工艺参数可以应用.     

高压CO2酸化杀菌机理的研究

以大肠杆菌及其低活性P-ATPase型和F-ATPase型大肠杆菌为研究对象,通过对比实验初步研究高压CO2杀菌过程的酸化机理。结果表明,高压CO2对突变型大肠杆菌的致死效果比对正常型大肠杆菌的致死效果都要好,H+-ATPase的活性对杀菌效果具有显著性影响,说明在高压CO2杀菌过程中,由于CO2气体渗透入细菌的细胞内,使胞内发生酸化,致使细菌死亡。     

高压CO2处理对枯草杆菌芽孢杀灭及协同作用的影响

选用枯草芽孢杆菌为研究对象,以磷酸盐缓冲液为基质,研究高压(5～25MPa) CO2协同热处理对其芽孢杀灭作用的影响。结果表明：20MPa高压CO2处理前在45℃预热处理30min时枯草芽孢杆菌芽孢的失活率达到了3.84个数量级,单纯20MPa高压CO2处理30min时枯草芽孢杆菌芽孢的失活率达到2.44个数量级。采用连续式和间歇式两种不同的施压方式考查其对枯草芽孢杆菌芽孢的灭活及萌发影响,结果表明：10MPa、50℃连续30min高压CO2处理对枯草芽孢杆菌芽孢的杀灭使其数量下降了0.67个数量级,间歇施压 (低压10MPa施压10min,高压30MPa施压10min)循环1次时枯草芽孢杆菌芽孢的失活率达到2.55个数量级。选择添加3种组合的营养发芽诱导因子考察在不同的压力条件下(10MPa 30℃、10MPa 50℃、30MPa 30℃、30MPa 50℃)与高压CO2处理相结合对芽孢发芽的影响。结果表明：添加的营养发芽诱导因子在低压(10MPa)时的诱导作用不如高压(30MPa)时明显。     

高压热杀菌结合葡萄糖对枯草芽孢杆菌芽孢的杀灭效果

作者研究了葡萄糖结合高压热杀菌（HPTS）处理对枯草芽孢杆菌芽孢的杀灭效果及其内膜的影响,通过平板计数法、电导率测定、流式细胞术分析及傅里叶变换红外光谱分析等对枯草芽孢杆菌芽孢的灭菌效果、离子释放量、内膜通透性及膜结构稳定性进行了研究。结果表明：在600 MPa、75 ℃条件下,芽孢死亡量达到4.64个对数值,而在添加了质量分数60%的葡萄糖溶液后,芽孢的死亡量减少了约2个对数值。随着葡萄糖质量分数的升高,芽孢的离子释放量显著下降（P<0.05）;流式细胞术结果显示在600 MPa、75 ℃结合质量分数60%葡萄糖溶液处理下样品的阳性区域（M2）占比为92.88%,这表明芽孢内膜通透性显著增加（P<0.05）;通过分析样品在3 000~ 2 800 cm-1波段的傅里叶变换红外光谱,发现与单独HPTS处理相比,添加葡萄糖可以使芽孢内膜的—CH₂/—CH₃官能团吸收峰明显减弱,葡萄糖可有助于维持芽孢内膜结构的稳定性。由此可知,葡萄糖含量对HPTS灭活枯草芽孢杆菌芽孢的效果有重要影响。     

高压CO2技术杀菌灭酶效果及其机理研究进展

CO2具有独特的理化性质和经济性,在食品工业中得到了广泛的应用。高压CO2技术作为一种新型的非热力杀菌技术引起了重视,本文主要介绍了高压CO2技术对微生物的杀灭效果和对酶钝化作用的研究进展及其相关机理。     

高压热杀菌灭活枯草杆菌芽孢的作用研究

为探究高压热杀菌(HPTS)对枯草杆菌芽孢灭活的影响,采用200 MPa结合25,65,75 ℃;550 MPa结合25,65,75 ℃;保压时间:20 min处理枯草杆菌芽孢,通过平板技术法、紫外分光光度法、流式细胞术、红外光谱法分析HPTS处理前、后芽孢的存活浓度、紫外吸收泄露量、内膜通透性、芽孢成分。结果显示:HPTS处理后,芽孢的存活浓度显著降低(P＜0.05),紫外吸收泄漏量增大,芽孢内膜受损,芽孢内膜通透性增强。傅里叶红外光谱结果显示:HPTS处理前、后枯草杆菌芽孢的差异主要表现在蛋白质、脂质、核酸、多糖4种成分及其结构发生变化,如蛋白质二级结构从有序向无序转变,蛋白质稳定性降低。HPTS可有效破坏芽孢内膜的水分子通透屏障,改变芽孢膜脂质、蛋白质、核酸、多糖结构,从而使芽孢的抗性降低,影响芽孢的代谢,使芽孢灭活。本研究结果为HPTS灭活枯草杆菌芽孢提供理论依据,促进HPTS方法在食品加工中的应用。     

高压热杀菌处理时D-果糖对枯草芽孢杆菌芽孢灭活的抑制机制

研究高压热杀菌(high-pressure thermal sterilization, HPTS)处理时D-果糖对枯草芽孢杆菌芽孢灭活的抑制作用。HPTS处理压力为200、600MPa,处理温度为25、65、75℃,处理时间为 20min, D-果糖质量分数为0、15%、30%、60%。使用流式细胞术检测处理前后芽孢内膜的损伤情况,采用傅里叶红外光谱对处理前后芽孢蛋白质和内膜脂质进行分析,以揭示蛋白质结构与内膜脂质相态的变化。HPTS处理后芽孢内膜通透性增大,内膜完整性受损,然而随着添加的D-果糖质量分数的升高,芽孢内膜脂质的相态由液晶态逐渐转变为凝胶态,内膜稳定性增加、通透性降低、完整性提高,且芽孢蛋白质的有序二级结构的含量增加。不添加D-果糖时,600MPa、75℃处理20min后,芽孢死亡了5.31 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD₆₀₀下降到0.41,2,6-吡啶二羧酸(2,6-pyridinedicarboxylic acid, DPA)泄漏率达93.56%,内膜受损的芽孢比率达到80.95%,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别下降到16%和17%;而当添加的D-果糖质量分数提升到60%时,相同条件的HPTS处理后,芽孢存活数量上升了1.69 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD₆₀₀上升了0.09,内膜受损的芽孢比率减少了20.74个百分点,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别回升到25%和28%。D-果糖抑制了HPTS处理对芽孢结构的破坏和孢内关键物质的泄漏,且这种作用与D-果糖质量分数呈正相关。     

采用高压CO2气体灭活啤酒酵母的试验研究

本文对啤酒酵母溶液采用高压CO2气体杀菌过程进行了试验研究。试验表明，向啤酒酵母溶液中通入高压CO2气体，对啤酒酵母有明显的杀灭作用。CO2气体压力、通气时间、酵母溶液浓度、微孔气体分配管孔径等参数对杀菌效果有明显影响。在1MPa的CO2压力下，通气4min，即可达到37．2％的杀菌率。     

高压CO2杀灭大肠杆菌的杀菌机理研究

通过检测大肠杆菌体内H+-ATP酶的活性、利用氨基酸自动分析仪测定萃取物的氨基酸成分、扫描电镜对处理前后的大肠杆菌进行观察,比较考察高压CO2对大肠杆菌菌粉和菌悬液的杀菌效果。结果表明:高压CO2杀灭大肠杆菌不是由某一机理单独作用的,而是由机械破裂致死机制、萃取机制和酸化机制共同作用的结果。     

脉冲强光对枯草芽孢杆菌NG-2灭活机理

采用脉冲强光对枯草芽孢杆菌NG-2及芽孢进行灭活并研究其机理。在脉冲强光辐照枯草芽孢杆菌NG-2菌体及其芽孢后,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察形态特征变化,利用紫外分光光度法测定细胞内物质含量,利用荧光光谱法检测细胞内Ca~(2+)浓度和非特异性酯酶活力。结果表明,辐照距离为5 cm,闪照频率为5次/s,辐照15 s时,脉冲强光对NG-2菌体及其芽孢灭活率超过50%;辐照40 s时,脉冲强光对NG-2菌体及其芽孢灭活率超过99.98%。辐照枯草芽孢杆菌及芽孢后菌体结构损伤,芽孢壁破裂,细胞内核酸、蛋白质、Ca~(2+)和2,6-吡啶二羧酸含量显著减少,非特异性酯酶活力降低,研究结果为脉冲强光对枯草芽孢杆菌及芽孢灭活机理提供理论依据。