高静压对枯草芽孢杆菌芽孢的灭活作用的研究

摘要

本文以枯草芽孢杆菌ATCC6633为对象，采用高静压协同中温的方法，实验初步探讨了高静压对此菌种芽孢的萌发和灭活机制，比较研究了不同施压方式对芽孢的致死效应，为科学、高效利用高静压杀菌技术提供依据。主要研究内容和结果如下： 采用45℃，低压200MPa处理40min，芽孢萌发率可达76.42％，而单纯在45℃水浴中处理，萌发率不到50％。通过荧光分光光度计，检测到低压200 MPa处理10～40min后，(Tb-DPA)<'+>的相对荧光强度呈增大趋势。实验结果说明低压能够诱导芽孢萌发，使得大量DPA(吡啶二羧酸)从胞内释放出来。因此将DPA作为芽孢萌发的指示剂。 当向芽孢菌悬液中添加25mmol/L DPA后，萌发率显著提高至96.47％。DPA在芽孢萌发过程中起到重要的作用，外源添加DPA可以促进芽孢的萌发效果。同时也进一步提示了芽孢萌发的过程是先释放DPA，然后DPA激活了芽孢萌发有关的酶活，进而开始一系列营养代谢活动。 另外，研究了连续式和间歇式两种不同施压方式对枯草杆菌芽孢的灭活作用。实验设计了分阶段施压方式，即先低压200 MPa/5 min，再高压500 MPa/5 min，循环1～3次。结果表明，同200 MPa～500MPa连续施压30 min相比，间歇施压更有效地杀灭芽孢，循环一次即可达到83.9％的致死率，并缩短了处理时间。经扫描电镜观察，芽孢外壳出现凹陷、皱褶等形态变化，间歇法反复的升压、卸压产生强烈的机械剪切力，造成芽孢损伤，及内容物的泄漏，甚至死亡。

目录

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第一章绪论

1.1高静压杀菌技术概述

1.1.1基本概念

1.1.2杀菌原理

1.2高静压杀菌技术在微生物方面的应用

1.2.1高静压对微生物的作用

1.2.2高静压在微生物学方面的研究进展

1.3芽孢萌发现象的研究

1.3.1芽孢结构和化学成分

1.3.2芽孢的形成

1.3.3芽孢的萌发

1.3.4高静压对芽孢萌发作用的研究

1.3.5枯草芽孢杆菌的生物性状

1.4高静压杀菌效果的影响因素

1.4.1压力大小与加压时间

1.4.2温度的影响

1.4.3施压方式的影响

1.4.4 pH的影响

1.4.5微生物的种类和特性

1.4.6食物本身的组成和添加物

1.4.7水分活度(aw)

1.5国内外高静压技术的发展现状

1.5.1高静压技术在果酱、果汁生产中的应用

1.5.2高压技术在蛋、奶加工业中的应用

1.5.3高压技术在肉制品加工中的应用

1.5.4高压技术在淀粉改性方面的应用

1.6高压技术在生物科学及相关领域的研究

1.6.1高压对生物大分子的影响

1.6.2压力对蛋白质的影响

1.6.3压力对胞内过程的影响

1.6.4高压技术在中药制剂生产中的研究与应用

1.7本研究的理论与实践意义

1.8本课题的主要研究内容

第二章材料与方法

2.1仪器与材料

2.1.1主要仪器设备

2.1.2主要试剂

2.1.3实验菌种

2.1.4培养基

2.1.5常用溶液配制

2.2实验方法

2.2.1菌种的培养

2.2.2生长曲线的测定

2.2.3菌悬液的制备

2.2.4镜检

2.2.5高静压处理

2.2.6热处理

2.2.7微生物数量测定

2.2.8相关参数的计算方法

2.2.9扫描电镜观察(SEM)

2.2.10紫外分光光度计检测枯草杆菌芽孢内蛋白、核酸泄漏量

第三章低压诱导芽孢萌发作用的初步探讨

3.1引言

3.2实验方法

3.2.1富集芽孢

3.2.2枯草杆菌芽孢菌悬液的制备

3.2.3生长曲线的测定

3.2.4高静压处理参数

3.2.5热处理参数

3.2.6扫描电镜观察芽孢形态变化

3.2.7紫外分光光度计检测芽孢内蛋白、核酸泄漏量

3.2.8荧光分光光度计法检测芽孢内DPA释放量

3.3试验结果

3.3.1单纯温度对芽孢的萌发作用

3.3.2低压协同中温对芽孢的萌发作用

3.3.3荧光分光光度计检测芽孢内DPA释放量

3.3.4扫描电镜观察芽孢形态变化

3.3.5外源添加DPA对芽孢萌发的促进作用

3.3.6外加DPA协同低压对芽孢萌发的促进作用

3.4本章小结

第四章不同施压方式对枯草杆菌芽孢灭活作用的研究

4.1引言

4.2实验方法

4.2.1高静压处理

4.2.2微生物数量测定

4.2.3扫描电镜观察芽孢形态变化

4.2.4紫外分光光度计检测芽孢内蛋白、核酸泄漏量

4.3结果与讨论

4.3.1不同施压方式对枯草杆菌芽孢的致死作用

4.3.2不同施压方式对枯草杆菌芽孢形态的影响

4.3.3不同施压方式对枯草杆菌芽孢内含物蛋白、核酸的作用

4.4本章小结

结论与展望

一、结论

二、本论文的创新之处

三、展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见