超声-脉冲电场协同作用对制糖钙盐积垢的防除研究

使用自制的超声场-脉冲电场协同防垢装置对CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2等3种糖厂主要积垢的生成溶液进行处理,研究其对这3种积垢防除效果,并通过正交试验确定最佳工艺参数。结果表明:超声场-脉冲电场对CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2积垢的防除率分别达到70.38%、51.74%及65.73%;最佳防垢工艺参数对CaCO3为超声功率100 W、脉冲电压3 kV、作用时间2 min;对CaSO4为超声功率100 W、脉冲电压3 kV、作用时间3 min;对Ca3(PO4)2为超声功率110 W、脉冲电压3 kV、作用时间2 min。     

脉冲超声辅助提取灵芝多糖的试验研究

以灵芝饮片为原料,用脉冲超声辅助提取灵芝多糖,由单因素试验和正交试验确定的最佳提取工艺参数为超声功率1500W、液料初始温度80℃、提取时间90min、液料比50︰1mL/g、脉冲超声间歇时间1s、工作时间3s。在此条件下,灵芝多糖的提取率为3.39%。与传统水提法相比,在液料初始温度和液料比取值相当的情况下,用脉冲超声辅助提取,多糖的提取率提高了26.02%,提取时间缩短了50%。     

脉冲微波对大米寄生曲霉致死效应的研究

以大米污染物寄生曲霉为研究对象,分析了脉冲微波剂量、脉冲宽度、微波总时间、间歇时间对寄生曲霉生长、细胞通透性以及表面形态的影响及规律,以期为大米储藏过程中寄生霉菌的微波控制提供理论依据。研究结果及结论如下:随着脉冲微波强度的增加,霉菌的蛋白质和核酸渗透量、电解质渗透率以及细胞内Ca2+的荧光强度呈先增大后减小的趋势,说明脉冲微波可引起寄生曲霉的细胞膜出现电穿孔,导致其细胞内物质溶出量突然增大,而且推测出脉冲微波灭霉的热效应和非热效应的临界条件为微波剂量5~7.5 W/g、脉宽200 ms、微波总时间20 s、间歇时间150 ms。超越临界条件,脉冲微波处理可导致寄生曲霉生长量显著降低,对其生长有明显的抑制作用。脉冲微波处理后寄生曲霉表面形态发生卷曲皱缩,进一步证实脉冲微波可改变寄生曲霉的细胞膜及其通透性。     

高强度电场对大肠杆菌细胞膜的影响及致死效应

研究了10、15、20、25、30和35kV/cm的高强度脉冲电场对大肠杆菌的杀菌效果及其对细胞膜结构的影响。结果表明,当电场强度超过20kV/cm,处理时间为200μs时,大肠杆菌细菌数量显著降低,同时采用流式细胞仪分选碘化丙啶(PI)标记细胞结果表明,电场强度超过20kV/cm,细胞膜受到破坏,通透性增强,PI标记细胞比例增加。     

超声辅助细胞转型的谷氨酸发酵工艺

为了进一步提高谷氨酸菌体细胞膜的通透性和谷氨酸产量,采用超声辅助谷氨酸发酵。通过单因素及正交实验研究,确定了最佳超声条件为超声时间50 s、振幅65%、间隔时间5 min,发酵起始,即开始超声处理至发酵8 h,结束超声。在最佳超声条件下进行谷氨酸发酵,菌体OD(600 nm)值为82. 5,提高13. 8%,谷氨酸产量为168 g/L,提高11. 3%,糖酸转化率为68. 2%,提高4. 3%,菌体转型时间由4 h提前至2 h。超声辅助谷氨酸发酵能够达到较好的效果,使发酵过程更加稳定。     

温度和压力对面包酵母细胞膜通透性的影响

以CO2和N2为加压介质,研究了温和压力(1.0 MPa)下加压时间对面包酵母CICC1447、CICC1339细胞膜通透性的影响。结果表明,在压力条件下面包酵母菌悬液的OD260、OD280和电导率增加,说明在温和压力作用下内溶物(核酸、蛋白质)、胞内电解液不断外渗,温和压力可以增强细胞膜的通透性。将酵母细胞在常压下培养至稳定期,制备菌悬液于1 MPa的压力条件下(N2为介质)分别处理1 h、3 h,以常压处理为对照,测定碘化丙啶(PI)与DNA结合产生的荧光强度。结果表明,加压后CICC1447的荧光强度比常压组分别提高了6%、13.56%;CICC1339的荧光强度比常压组分别提高了3%、7%,说明温和压力下酵母细胞膜通透性的变化与细胞膜结构受损相关,压力条件下细胞膜结构完整性受到损伤,导致细胞膜通透性增大。     

基于藻红蛋白提取的条斑紫菜脉冲超声破壁方法研究

以条斑紫菜为原料,研究反复冻融法、溶胀法和脉冲超声法等破壁方法对条斑紫菜藻红蛋白提取效果的影响。实验结果表明,采用反复冻融法得到的藻红蛋白提取得率较低。溶胀法破壁得到的藻红蛋白提取得率和纯度均较高,但所需时间太长。脉冲超声法破壁的最佳工艺参数为:对应一个脉冲的超声发出时间2s和间隙时间3s、超声处理时间60min、超声功率800W、料液温度20℃、料液比30mg/ml,对应的藻红蛋白提取得率为3.249%,纯度(OD561/OD280)为0.365,脉冲超声法所需时间短,处理量大,适合于工业化生产。     

苯乳酸对单增李斯特菌的细胞膜完整性和通透性的影响

苯乳酸(D-(+)-3-Phenyllactic acid,PLA)是近年来在多种发酵食品中发现的天然高效抑菌小分子。本文采用流式细胞术、荧光显微镜、扫描电子显微镜等方法,研究了苯乳酸对食源性致病菌单增李斯特菌(L. monocytogenes 10403s)细胞膜通透性和完整性的影响。结果表明,苯乳酸最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)作用于该菌1 h后,细胞的通透率达到最高。通过流式细胞仪观察发现,通透细胞数占细胞总数的90.6%,且细胞膜的完整性随着作用时间的延长破坏程度越明显,且在作用1 h后,达到91.9%的破坏率。荧光显微镜直观地展现了细胞的损伤比例。在苯乳酸与L.monocytogenes 10403s作用1、3和6 h后,扫描电镜观察细胞形态有不同程度的皱缩、变形、细胞表面出现一定的孔洞,作用6 h后的细菌出现断裂、抱团和粘连现象。苯乳酸能够影响L.monocytogenes 10403s的细胞膜的通透性和完整性,为其在食品保鲜领域良好的应用提供一定的理论基础。     

阶段性硬化固定化酵母细胞传质效果的研究

用海藻酸钠-PVA混合载体包埋制备固定化酵母细胞颗粒,比较了阶段性硬化和混合凝固剂同时硬化两种方法的固定化细胞颗粒的通透性及传质效果.电镜扫描和正交实验结果表明,阶段性硬化可提高固定化细胞颗粒的通透性及传质效果;最佳固定化条件为细胞颗粒在2%(w/w)CaCl2溶液成型后,立即在3%(w/w)的硼酸溶液中硬化24 h;固定化酵母细胞发酵过程产酒和机械性能的稳定.     

超声预处理对玉米蛋白可酶解性的影响

旨在采用超声预处理改善玉米蛋白的酶解性,研究了超声频率模式(单频、双频、定频和扫频)及频率参数对玉米蛋白酶解水解度及溶解率的影响,采用高效尺寸排阻色谱法对酶解液的分子质量分布进行了表征。研究发现,(68±2)kHz/(28±2)kHz双频扫频为最佳超声频率模式,优化试验获得超声预处理的最佳工作参数为:超声温度30℃、料液比1:20(g/mL)、超声处理时间40 min、扫频周期500 ms、超声功率密度80 W/L、脉冲超声的工作时间10 s和间歇时间3 s。在最佳超声频率模式及工作参数预处理的条件下,水解度和蛋白溶解率分别为23.6%和75.2%,较对照组(未经超声处理)分别提高了39.4%和54.7%,且酶解液具有更窄的分子质量分布范围。这表明超声预处理能促进玉米蛋白向多肽转化,尤其有利于分子质量为200~1 000 u的玉米蛋白肽的形成。     

茶皂素对食源性腐败酵母的抑菌能力及作用机理

该研究通过测定抑菌圈直径、最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration,MIC）和最低杀菌浓度（minimum bactericidal concentration,MBC）,评价茶皂素对酿酒酵母、鲁氏接合酵母及白色假丝酵母三种食源性腐败酵母的抑菌能力,并筛选出机理研究指示菌;进而通过考察时间-杀菌曲线、生物膜抑制率、菌体细胞形态、细胞膜通透性、细胞膜完整性、遗传物质以及蛋白泄露和胞内总蛋白等指标,阐述茶皂素抑菌机理。抑菌能力试验结果显示茶皂素对三种腐败酵母均有抑菌作用,其中酿酒酵母抑菌直径为16.00 mm,MIC和MBC分别为0.05、0.10 mg/mL,抑菌效果最为显著。以酿酒酵母为指示菌的抑菌机理研究结果表明：茶皂素可使菌体直接进入衰竭期;可显著抑制生物膜形成;可致菌体细胞发生不可逆转的塌陷扭曲;能破坏细胞膜完整性,增大细胞膜通透性,使胞内核酸和蛋白质大量泄露,还可干扰DNA正常合成,阻滞蛋白质合成表达。因此,茶皂素有望成为食品加工中针对食源性腐败酵母的一种天然食品防腐剂,该研究也可为拓展天然防腐剂在高渗食品中的应用提供理论依据。     

提高乙酸耐受性酿酒酵母JJJ1突变株构建及转录组学分析

目的 构建JJJ1突变株以提高酿酒酵母在发酵过程中的乙酸耐受性,提高发酵效率。方法 本研究采用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建酿酒酵母JJJ1Δ突变株,检测突变对酿酒酵母菌株的乙酸耐受性影响,基于转录组学分析突变株耐受乙酸的分子机制。结果 在含有5 g/L乙酸的液体培养基中,酿酒酵母JJJ1Δ存活率是野生型菌株的4.44倍,发酵72 h后酿酒酵母突变株JJJ1Δ的细胞生物量是野生型菌株的1.15倍,酿酒酵母JJJ1Δ的生长延滞期比野生型菌株缩短了30 h;转录组学研究表明,敲除JJJ1基因增强酿酒酵母的代谢、生物调控、膜流动性以及转运活性和电子转移活性,减少酿酒酵母细胞生理过程、细胞连接和拟核功能以及细胞结合功能。结论 敲除JJJ1基因的酿酒酵母突变株通过提高能量代谢和氨基酸合成,降低核糖体生物发生减少细胞生理活动,增强酿酒酵母菌株乙酸耐受性。     

高压静电场对酿酒酵母菌的作用研究

研究了高压静电场对酿酒酵母菌的作用,实验结果表明,高压静电场对酿酒酵母菌细胞的生长速率有影响。不同的电场强度、作用时间对细胞生长的速率有所不同。此外还分别从物理学、生物学的角度研究了高压静电场作用于酿酒酵母菌的微观机理。     

对羟基苯甲醛和阿魏酸对酿酒酵母理化特性的影响

研究木质纤维素水解液中的酚类物质对羟基苯甲醛和阿魏酸对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）GGSF16理化特性的影响。结果表明,经药物处理后酿酒酵母的糖代谢时间和乙醇发酵时间延长,胞外核酸、蛋白质和胞内海藻糖含量均显著增加（P＜0.05）,扫描电子显微镜图可以看出,原本完整光滑的细胞经对羟基苯甲醛和阿魏酸处理后细胞表面出现褶皱、粘黏、裂解现象,结合傅里叶变换红外光谱呈现的代表脂质、蛋白质、核酸等分子成分官能团的改变可以得出,对羟基苯甲醛和阿魏酸能够破坏酿酒酵母的细胞壁,增大细胞膜的通透性,从而使细胞内容物流出,导致细胞损伤。     

Inactivation of Saccharomyces cerevisiae suspended in orange juice using high-intensity pulsed electric fields

Saccharomyces cerevisiae is often associated with the spoilage of fruit juices. The purpose of this study was to evaluate the effect of high-intensity pulsed electric field (HIPEF) treatment on the survival of S. cerevisiae suspended in orange juice. Commercial heat-sterilized orange juice was inoculated with S. cerevisiae (CECT 1319) (10(8) CFU/ml) and then treated by HIPEFs. The effects of HIPEF parameters (electric field strength, treatment time, pulse polarity, frequency, and pulse width) were evaluated and compared to those of heat pasteurization (90 degrees C/min). In all of the HIPEF experiments, the temperature was kept below 39 degrees C. S. cerevisiae cell damage induced by HIPEF treatment was observed by electron microscopy. HIPEF treatment was effective for the inactivation of S. cerevisiae in orange juice at pasteurization levels. A maximum inactivation of a 5.1-log (CFU per milliliter) reduction was achieved after exposure of S. cerevisiae to HIPEFs for 1,000 micros (4-micros pulse width) at 35 kV/cm and 200 Hz in bipolar mode. Inactivation increased as both the field strength and treatment time increased. For the same electric field strength and treatment time, inactivation decreased when the frequency and pulse width were increased. Electric pulses applied in the bipolar mode were more effective than those in the monopolar mode for destroying S. cerevisiae. HIPEF processing inactivated S. cerevisiae in orange juice, and the extent of inactivation was similar to that obtained during thermal pasteurization. HIPEF treatments caused membrane damage and had a profound effect on the intracellular organization of S. cerevisiae.     

酿酒酵母的乙醇耐受性分子机理与全转录工程

研究酿酒酵母对乙醇耐受性的机理,对于发展乙醇生产有重要意义.酿酒酵母乙醇耐受性涉及到基因组水平上许多基因的复杂的相互作用,已知许多影响细胞膜的完整性和通透性、细胞壁结构、蛋白质构象,以及糖和氨基酸等的吸收等基因都与乙醇耐受性有关,与乙醇诱导相关的基因往往也与其他的环境因素如渗透压、热激、化学毒性、氧化压力等诱导的基因有关或重叠.因此,从基因转录动力学研究酿酒酵母乙醇耐受性并通过全转录工程构建乙醇耐受性工程菌己成为重要的研究热点.该文对近年来酿酒酵母乙醇耐受性分子机理以及全转录工程构建工程菌的研究作一综述,旨在为了解酵母乙醇耐受性机理和培育乙醇耐受性高产酵母菌株提供参考.     

超声对谷氨酸棒杆菌发酵L-异亮氨酸的影响

为解决谷氨酸棒杆菌发酵产异亮氨酸适应期较长,菌体细胞膜通透性差,异亮氨酸分泌速率慢的问题,实验通过在发酵罐内安装超声棒,探究超声对谷氨酸棒杆菌整个发酵过程中生物量及产酸的影响。研究从超声周期、超声功率、超声频率、超声时间和超声模式5个方面,探究了菌体生物量及产酸的最优条件。结果表明,使用80 W/L、18 kHz的超声波,在菌体适应期、对数生长期及平稳期分别超声2、6、1 h,超声模式设置为开10 s、停30 s,菌体发酵适应阶段缩短至2 h以内,菌体快速进入对数生长期,且对数生长期从2 h延续到24 h,直至40 h结束菌体活力依旧很强,最终菌体干重达到了41.0 g/L,比未超声提高了74.5%; L-异亮氨酸产量达到了39.0g/L,比未超声产酸量提升了69.6%。超声产生的微扰动有利于细胞增殖,同时产生的机械剪切作用增加了细胞膜的通透性,提高了产酸能力。     

The effect of osmotic dehydrofreezing on the role of the cell membrane in carrot texture softening after freeze-thawing

To understand the protective mechanism of the osmotic dehydrofreezing technique on carrot texture after freeze-thawing, two mechanical texture parameters, fracture stress related to the cell wall and initial modulus related to the cell membrane, as well as cell membrane water permeability using PFG-NMR were evaluated. In particular, to understand the role of the cell membrane in texture alteration, tissue in which the cell membrane was exposed to chloroform vapor was used. Although dehydrofreezing protected texture from freezing damage, the effect was only observed with respect to fracture stress, with exhibited values close to those for raw tissue. However, there was no protective effect on initial modulus and water permeability, in which values did not differ from those of cell membrane-free tissue. More specifically, osmotic dehydrofreezing had no effect on the cell membrane induced by freeze-thawing.     

海藻糖与酿酒酵母乙醇耐受性相关性的研究进展

为了得到具有高富锌能力的酵母菌,该研究以面包来源的酵母菌DLY28为出发菌株,重复驯化后筛选获得一株优良耐锌酵母,并通过单因素试验及响应面试验对其富锌培养基进行优化。结果表明,通过驯化筛选得到一株优良耐锌酵母S7,其富锌的最优培养基组成为蔗糖含量82 g/L、胰蛋白胨含量26 g/L、锌含量404 mg/L。在此最优条件下,富锌酵母S7的锌吸附量为18.79 mg/g,生物量（OD600 nm值）为1.49。该研究为富锌酵母的生产以及食品有机锌的开发应用提供理论依据。     

Interaction of SMKT, a killer toxin produced by Pichia farinosa, with the yeast cell membranes.

SMKT (salt-mediated killer toxin), a killer toxin produced by the halotolerant yeast, Pichia farinosa, kills yeasts of several genera, including Saccharomyces cerevisiae. To elucidate the killing mechanism of SMKT, we examined the interaction of SMKT with membranes using liposomes. Leakage of calcein from calcein-entrapped liposomes was observed in the presence of SMKT. Destruction of liposomes was observed by dark-field microscopy. Comparison of intact S. cerevisiae cells with SMKT-treated cells by dark-field microscopy indicated that the spherical cell membrane is disrupted by SMKT. Using sodium carbonate extraction, we obtained direct evidence for the first time that SMKT is associated with the membrane of sensitive cells. Our results indicate that SMKT kills sensitive S. cerevisiae by interacting with the yeast cell membrane.