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。     

瞬时高压对嗜热脂肪芽孢杆菌的杀灭效果

本文研究了不同作用压力和处理次数下瞬时高压（IHP）对嗜热芽孢杆菌的杀灭效果，以及食品基质对IHP杀菌的影响。结果表明：①瞬时高压作用对嗜热芽孢杆菌具有较好的杀灭效果，随着处理压力的提高，嗜热芽孢杆菌的致死率上升；提高进料温度，嗜热芽孢杆菌的致死率略有升高。进料温度10、25、40℃下分别处理一次时，随着处理压力从80MPa上升到120MPa，对嗜热芽孢杆菌的致死率分别从54．13％、53．81％、54．39％上升到74．12％、74．52％、74．96％。②瞬时高压对嗜热芽孢杆菌的致死率随着处理次数的增加而上升，且增加处理次数比提高作用压力的效果要好的多。室温（25℃）下，采用在100、110、120MPa下分别对样品处理3次，100MPa下处理三次的致死率分别为67，6％、74．13％、77．95％，110MPa下分别为71．34％、76．89％、80．74％，120MPa下分别为74．52％、79．58％、82．08％。③食品基质对瞬时高压下的菌体有保护作用，在一定浓度范围内，基质浓度愈高，对菌体保护作用愈强。在菌液中添加消毒豆奶，浓度为0、1.5、3、4．5、6g／100g，进料温度为25℃，工作压力分别为100、110、120MPa进行瞬时高压处理。结果100MPa下对菌体的致死率从67．60％下降到65．73％，110MPa下从71．34％下降到69．12％，120MPa下从74．52％下降到72．36％。     

高压热杀菌结合酸对枯草杆菌芽孢的杀灭作用

高压热杀菌(high-pressure thermal sterilization, HPTS)能够有效的杀灭食品中最难杀死的芽孢,研究表明,HPTS结合酸处理能取得更好的杀灭效果。为明确HPTS结合酸杀灭芽孢的机理,该研究调整芽孢悬浮液的pH值为1、4、7,于550 MPa结合25、65、75℃处理20 min。采用平板计数法、紫外分光光度法、流式细胞术和傅里叶红外变换光谱对HPTS结合酸处理后枯草杆菌芽孢的杀灭率、紫外吸收泄漏量、内膜通透性及芽孢成分变化进行研究。结果表明,随着pH值降低,HPTS结合酸对芽孢的杀灭作用明显增强,芽孢最多被杀灭了6.25 lgCFU/mL;紫外吸收泄漏量及内膜通透性都显著增加;同时芽孢内膜磷脂相态发生转变,膜脂流动性增加;蛋白质二级结构变化,导致蛋白变性;核酸物质变性,皮层肽聚糖和细胞壁结构改变。综上,酸处理是辅助HPTS杀灭芽孢的有效手段,两者具有良好的协同杀菌作用。     

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。     

食品基质成分对瞬时高压杀灭枯草芽孢杆菌效果的影响

本文研究了瞬时高压对枯草芽孢杆菌的杀灭效果,以及不同pH和不同食品基质成分（蛋白质、蔗糖）对瞬时高压杀菌效果的影响。实验表明：瞬时高压作用对枯草芽匏杆菌具有一定的杀灭效果,随着处理压力的提高,枯草芽孢杆菌的致死率上升;提高进料温度对其杀灭效果也有所改善,但效果不明显;瞬时高压对枯草芽孢杆菌的致死率随着处理次数的增加而上升,且提高处理次数比提高压力的效果更明显。此外,酸性和碱性条件下较中性下更有利于瞬时高压杀菌;蛋白质和糖类对菌体有一定的保护作用,在一定浓度范围内,随着加入物浓度的提高,对菌体保护作用越强。     

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。     

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.     

HPTS结合Nisin对枯草杆菌芽孢的杀灭机理

为了探究高压热杀菌技术(high-pressure thermal sterilization,HPTS)结合不同质量浓度乳酸链球菌素(Nisin)对枯草杆菌芽孢的杀灭效果和作用机理,采用平板计数法、紫外分光光度法、流式细胞术及傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)对处理后芽孢的存活率、核酸类物质泄漏量、内...     

外界因子对超高压杀灭枯草芽孢杆菌效果的影响

超高压是一种有效的灭菌消毒技术。本研究通过鉴别设计(scfeening design)法对影响超高压杀菌效果的外界因子，如：压力、温度、保压时间、升压速度、卸压速度进行了关键因子考察与评价，试验结果表明：温度、压力、保压时间对灭活枯草芽孢杆菌影响显著，升压速度和卸压速度对灭活枯草芽孢杆菌影响不显著。     

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。     

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.     

热压结合处理对低温火腿中耐压腐败菌的抑制作用

本文主要探究热压结合处理(50 ℃,350 MPa保压10 min)对低温火腿中绿色魏斯菌和肠膜明串珠菌的抑制作用。通过薄层平板计数法对热压结合处理的杀菌效果进行判断,使用流式细胞技术判断细胞的生理状态,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电镜(transmission electron microscope,TEM)观察细胞形态结构的变化,利用紫外分光光度法测定热压结合处理对细菌细胞膜通透性的影响。结果表明:经热压结合处理后,绿色魏斯菌和肠膜明串珠菌的存活率分别为-4.74和-6.61lg(CFU/mL),其生长变得迟缓,对数期生长速率降低。扫描电镜结果显示热压结合处理对两种菌的形态造成明显的变形,透射电镜结果显示细胞内部出现团状聚集和透电子区。热压结合处理对细胞膜产生损伤,细胞膜通透性变大,导致细胞外紫外吸收物质也极显著增加(p<0.001),细胞处于亚致死状态。热压结合处理会对细胞膜产生一定的形变及损坏,使得细胞内核酸和蛋白质流出,同时细胞内部也会发生蛋白变性和细胞质皱缩,达到抑制耐压菌生长繁殖的目的。     

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。     

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。     

Oscillatory Compared with Continuous High Pressure Sterilization on Bacillus stearothermophilus Spores

TO ESTABLISH a sterilization method with minimal heating, the effect of high pressure on bacteriostasis was studied using thermoduric spores of Bacillus stearothermophilus. After exposure to 800 MPa for 60 min at 60°C, the spore count decreased from 10⁶ to 10²/mL. However, exposure to the same pressure at room temperature did not cause significant change in spore numbers. The synergistic effect of high pressurization on the bacteriostatic action of sucrose fatty acid ester at low concentration (< 10 ppm) was pronounced with sucrose palmitic acid ester but not with sucrose stearic acid ester. Oscillatory pressurization was more effective for spore sterilization. Six cycles oscillation of 5-min pressurization with 400 MPa at 70°C decreased the spore count from 10⁶ to 10²/mL, and with 600 MPa, complete sterilization was achieved.     

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。     

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。