高压热杀菌处理对枯草杆菌芽孢皮层裂解酶活力的影响

高压热杀菌处理(HPTS)下芽孢皮层肽聚糖水解是造成细菌芽孢死亡的重要原因,芽孢自身皮层裂解酶活力变化对皮层肽聚糖水解有直接影响。本文从枯草杆菌芽孢中提取了皮层裂解酶,先研究了磷酸钠浓度、pH、温度和压力对皮层裂解酶活力的影响,在此基础上研究了HPTS对该酶活力的影响。结果发现,皮层裂解酶的最适磷酸钠浓度为0.05 mol/L,当磷酸钠浓度为0.35 mol/L 时,皮层裂解酶活力较低;当pH为7时,皮层裂解酶活力最强,偏酸或偏碱性条件下,活力均有所降低;在4~44 ℃时皮层裂解酶均具活力,酶活变化无明显规律,但当温度升至68 ℃时皮层裂解酶基本失活;在150~530 MPa压力范围内,压力对皮层裂解酶活性基本无影响,然而HPTS处理时(530 MPa、68 ℃、15 min),皮层裂解酶基本失活,而皮层裂解酶是芽孢中唯一能特异性地水解皮层肽聚糖的酶,由此可推测HPTS处理下皮层肽聚糖发生了非酶水解。     

化学物质辅助超高压处理对枯草杆菌芽孢的作用

为研究化学物质辅助超高压处理(CAPS)对枯草杆菌芽孢的作用及其机理,采用150,350和550 MPa压力结合尼生素、溶菌酶、ε-聚赖氨酸或大蒜素处理枯草杆菌芽孢30 min,然后测定菌落总数变化。利用透射电镜和流式细胞仪研究超高压处理对枯草杆菌芽孢内部结构及内膜通透性的影响,结果表明:以上CAPS处理根本无法直接杀灭芽孢。在超高压处理下芽孢未彻底萌发,芽孢衣没有脱落,芽孢内膜未被损害。以上化学物质无法穿透芽孢衣或内膜这两个通透性屏障,进而杀灭芽孢。CAPS处理的芽孢在37℃培养3 h后,绝大部分芽孢彻底萌发,进而被化学物质杀灭。     

超高压番茄汁杀菌条件的优化研究

本研究通过响应面法(RSM)建立了超高压杀灭番茄汁中枯草芽孢杆菌(B.subtilis)AS1.1380的二次多项数学模型,验证了模型的有效性。同时利用模型的响应面及其等高线对影响超高压杀菌的关键因子温度、压力和保压时间及其相互作用进行了深入的探讨。优化出杀灭番茄汁中6个数量级枯草芽孢杆菌AS1.1380的工艺参数为:温度33.5℃,压力469.2MPa,时间14.0min。     

热协同超高压对不同介质中嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的灭活作用

以磷酸缓冲液及经过人工接种的牛乳、鸡腿菇和卤牛肉为对象,考察超高压协同热处理对嗜热脂肪芽孢杆菌灭活的影响,测定处理前后的细菌菌落总数。结果表明,嗜热脂肪芽孢杆菌的失活率依次为:牛乳>磷酸缓冲液>鸡腿菇>卤牛肉。处理组500/60℃、500/90℃、600/80℃,5min、10min,牛乳中失活率(-2.18,-2.82,-3.32)高于磷酸缓冲液中的失活率(-1.62,-2.78,-2.98);卤牛肉中的失活率低于鸡腿菇中的失活率。说明在热协同超高压杀灭嗜热脂肪芽孢杆菌过程中,牛乳中存在利于诱导芽孢发芽的物质,使芽孢失去原有的对热的抵抗力,而在鸡腿菇和卤牛肉中失活率较牛乳低是由于其水分活度较低,卤牛肉中的失活率低于鸡腿菇中的失活率是由于NaCl对芽孢有保护作用,增加了其对压力的耐受性。     

超高压和高温短时杀菌对樱桃汁品质的影响

比较了超高压(high pressure processing,HPP,550 MPa/2 min)和高温短时(high temperature short time,HTST,95 ℃/15 s)杀菌对樱桃汁中微生物、总酚、维生素C、花色苷、抗氧化能力以及感官品质的影响,并分析了4 ℃贮藏樱桃汁品质变化。结果表明:樱桃汁经过HPP和HTST杀菌后细菌总数小于100 CFU/mL、霉菌和酵母菌未检出,两者对樱桃汁均具有较好的杀菌效果;两种方式杀菌后樱桃汁中绿原酸和矢车菊素-3-芸香糖苷含量显著降低(p<0.05),HPP樱桃汁中绿原酸与矢车菊素-3-芸香糖苷保留率分别为95.4%±8.0%和77.7%±13.8%,显著高于HTST樱桃汁(p<0.05)。HPP对樱桃汁果胶、总酚、维生素C、天竺葵素-3,5二葡萄糖苷含量无影响,儿茶酚含量提高了4.6%;HTST降低了樱桃汁果胶、总酚、儿茶酚、维生素C、天竺葵素-3,5二葡萄糖苷的含量;两种果汁抗氧化能力无显著变化(p>0.05)。HPP樱桃汁在香气、滋味、颜色方面比HTST樱桃汁具有更好的感官品质。4 ℃冷藏期间,两种樱桃汁中细菌总数缓慢升高,但霉菌与酵母菌仍未检出;HPP樱桃汁中总酚、绿原酸、儿茶酚、维生素C、矢车菊素-3-芸香糖苷含量以及抗氧化能力均高于HTST樱桃汁。因此,HPP樱桃汁保持了更好的品质。     

高压处理对鲜牛乳中枯草杆菌芽孢致死效应的研究

采用压力、时间、循环处理次数相结合的方法,在较低的温度下,对鲜乳中枯草杆菌芽孢激活及致死效应进行了研究。在40℃条件下,200MPa低压处理5min,停压1min,再升至700MPa下处理5min,循环处理7次,可将鲜乳中枯草杆菌芽孢数减少到102～103cells/ml。     

超高压杀菌处理对乳品质的影响

超高压杀菌技术是一项冷杀菌技术,近年来已在食品工业中应用,叙述了超高处理技术及其对乳中微生物和乳成分的影响。     

超高压和高温瞬时杀菌对蓝莓汁品质影响的比较

主要研究了2种杀菌方式对蓝莓汁品质的影响。一种是550 MPa、5 min的超高压杀菌,另一种是121℃、5 s的高温瞬时杀菌。通过测定杀菌后蓝莓汁的菌落总数、悬浮稳定性、色差值、花色苷含量和理化性质等指标,证实超高压杀菌在杀菌的同时较好地保持了蓝莓汁原有的品质、色泽及营养。     

食品中产芽孢细菌的杀菌技术研究现状与趋势

食品中的产芽孢细菌具有较强的耐热和耐压性能,是食品杀菌工序的最大难题。随着国内外一些新型杀菌技术的出现,研究不同的杀菌技术对于食品中产芽孢细菌的杀菌效应,是目前国际上食品杀菌技术研究的前沿热点问题之一。本文通过对国内外相关研究报道的收集、总结与分析,阐述食品中产芽孢细菌杀菌技术的研究现状,探讨该领域的发展趋势。     

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。     

微热协同超高压处理杀灭芽孢杆菌芽孢效果的研究

采用比色法研究了微热协同超高压处理对枯草芽孢杆菌与嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的影响。结果表明,微热协同超高压处理芽孢能够显著提高芽孢2,6-吡啶二羧酸(DPA)的泄漏率(p<0.05)。处理组550、600MPa,50、60、70℃作用于枯草芽孢杆菌与嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢,破坏芽孢结构,通透性屏障破坏,导致DPA的泄漏。所泄漏的DPA与灭菌对照组(121℃,30min)相比差异不显著(p>0.05),主要是芽孢质中的DPA。说明微热处理协同超高压杀灭枯草芽孢杆菌与嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的原因可能是其物理结构的破坏。     

Continuous Versus Discontinuous Ultra‐High‐Pressure Systems for Food Sterilization with Focus on Ultra‐High‐Pressure Homogenization and High‐Pressure Thermal Sterilization: A Review

High‐pressure thermal sterilization (HPTS) and ultra‐high‐pressure homogenization (UHPH) are two emerging sterilization techniques that have not been implemented in the food industry yet. The two technologies apply different acting principles as HPTS uses isostatic pressure in combination with heat whereas UHPH uses dynamic pressure in combination with shear stress, cavitation, impingement, and heat. Both technologies offer significant benefits in terms of spore inactivation in food production with reduced thermal intensity and minimized effects on sensory and nutritional profiles. These benefits have resulted in relevant research efforts on both technologies over the past few decades. This state of the art of the discontinuous HPTS‐based and the continuous UHPH‐based sterilization concepts are assessed within this review. Further, various basic principles and promising future preservation applications of HPTS and UHPH for food processing, that are also applicable in the pharmaceutical, biochemical, and biotechnological sectors, are summarized. In addition, the applications and limitations of these technologies in terms of optimizations needed to overcome the identified challenges are emphasized.     

Inactivation Kinetics of Geobacillus stearothermophilus Spores in Water Using High-pressure Processing at Elevated Temperatures

ABSTRACT: Establishment of a high-pressure sterilization process requires data on pressure and temperature-dependent inactivation kinetics of target pathogenic, spoilage, or surrogate spore-forming bacteria in the food being tested. The objective of this study was to examine the response of Geobacillus stearothermophilus ATCC10149 spores to various temperature, time, and pressure combination treatments (500 to 700 MPa; 92°C to 111°C, 0.01 to 360 s). The pressure inactivation of spores was characterized at elevated temperatures under isobaric and isothermal conditions during the holding time using a laboratory-scale high-pressure unit. The inactivation kinetics was well described by the log-linear regression model. As expected, the rate of spore inactivation increased with increasing pressure and temperature. Decimal reduction times at constant pressure ( D _T,P values) varied from 29.4 to 108.8 s at 92°C, 17.4 to 76 s at 100°C, and 6.1 to 51.3 s at 111°C within the pressure range of 500 to 700 MPa. The resistance of spores to temperature and pressure was characterized with z_T and z_P values and compared with their resistance to conventional steam heating. The conventional thermal resistance of G. stearothermophilus species did not correlate to the thermal resistance at high pressure. The study provides kinetic data on the effects of pressure and temperature on the inactivation of a heat-resistant bacterial spore species under conditions applicable to the commercial processing of low-acid foods.     

超高压升/卸压过程对杀菌效果的影响研究进展

相比传统食品热杀菌技术,超高压杀菌技术不仅能达到良好的杀菌效果,还能保持食品原有的颜色、风味、营养等品质。为了保证超高压杀菌的可靠性与安全性,就需要对影响超高压杀菌效果的因素进行研究。以往的研究主要集中在压力、保压时间及温度等方面等因素,然而,一系列研究表明,超高压升/卸压过程也会影响杀菌效果。本文介绍了影响超高压杀菌效果的主要因素,重点介绍升/卸压过程对杀菌的影响,以期推进超高压杀菌技术在我国食品加工领域的应用。     

压致升温对凝结芽孢杆菌芽孢的影响

初步探讨了传压介质(葵二酸二辛酯)的压致升温对凝结芽孢杆菌芽孢的失活和损伤的影响。在500 MPa、20 min的条件下,初温为80℃时,磷酸缓冲液中的凝结芽孢杆菌芽孢的失活率最大达到-4.37个数量级。损伤率最大为99.998%;牛奶中失活率最大为-4.22个数量级,损伤率最大为99.990%。此外在试验条件下,由于压致升温导致的芽孢失活率的增加均在30%以上。因此传压介质的压制升温效应十分显著,若结合适当的压力、温度和保压时间使该效应得到合理的利用是非常有意义的。     

鱼肉肠的超高压杀菌工艺优化

研究鱼肉肠杀菌工艺处理压力、保压时间以及协同温度对微生物存活量的影响,并采用正交试验优化鱼肉肠的杀菌工艺条件。结果表明,在各因素中,处理压力是最重要的影响因素,温度次之,最后是保压时间。通过数据分析得出杀菌的最优工艺条件为处理压力400MPa、保压时间5min、协同温度30℃,在此条件下处理,鱼肉肠的菌落总数减少了97.25%,大肠菌群、霉菌和酵母菌致死率可达100%,致病菌在超高压处理前后均未检出。     

食品超高压杀菌技术

本文主要研究了食品超高压杀菌技术的原理及其最新进展,重点讨论了温度、pH值、水分活度、压力大小和加压时间、施压方式、微生物的种类和特性以及食物本身的组成等因素对超高压杀菌效果的影响。     

高静压协同热处理的升压过程对两种细菌芽孢的作用

由于不同高静压设备的升压速度不同且伴随着传压介质压致升温现象,应当考虑升压过程的影响.本实验以两种常见的低酸性食品耐热芽孢菌(凝结芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌)芽孢为对象,初步研究了超高静压协同热处理的升压过程对其失活、发芽、损伤方面的影响.结果显示:当较低压力(≤300MPa)和初温(≤60℃)时对该两种细菌芽孢的发芽有较大影响,卸压后已发芽而未失活的芽孢占压力诱导发芽率的百分比较大(最大可达90%左右);当较高压力(≥500MPa)和温度(≥80℃)时,两种细菌芽孢的失活率约为-1.5个数量级,且失活率、损伤率趋于接近.此外,对比常压下(0.1MPa)热处理与高静压协同热处理对芽孢的不同影响:压与热的协同对芽孢的失活、发芽影响明显大于常压热处理,但热仍是造成芽孢损伤的一个重要因素.     

高静压和热杀菌对桃汁香气成分的影响

比较高静压和热杀菌处理后对桃汁香气成分的影响。未处理前桃汁的香气成分主要包括乙酸、3-甲基戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醛等。高静压处理后酯类成分含量增加,其中乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯的含量相对未处理条件下分别增加了516.67%和40.91%,苯甲醛和壬醛各增加了219.78%和130.55%,新增了3,4-二甲基-2-己酮等4种酮类物质以及邻苯二甲酸二乙酯等酯类物质,醇类物质损失明显。热杀菌加剧了桃汁主要香气成分的变化,乙酸丁酯含量下降,丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸、3-甲基戊醇、苯甲醇等物质未检出,而2-癸烯-1-醇(油醇气味)成分的增加,使热杀菌后桃汁风味变差。可见,高静压比热杀菌更能有效保持桃汁的风味。