高压芒刺静电场对大肠杆菌和啤酒酵母的杀菌试验研究

摘要

近年来我国经济迅速发展，人民生活水平不断提高，但随之而来的能源短缺、环境污染问题已经影响了人们的正常生活。高压静电场作为一种微能源，被广泛应用于农产品储藏加工、动植物培育、食品工程和水处理等领域。本课题利用自制的高压芒刺静电场试验装置，对大肠杆菌和啤酒酵母进行杀菌试验，初步探讨了高压芒刺静电场对这两种菌种的作用机理，并对牛奶进行了高压芒刺静电场杀菌试验。本课题为高压芒刺静电场杀菌技术的研究提供了基础材料，也为该技术应用于生产实际提供了理论依据。 本论文的主要结论如下： 1、高压芒刺静电场对大肠杆菌和啤酒酵母具有良好的杀菌作用，影响致死率的主次因素顺序为：电场电压>处理时间>处理温度>处理量。大肠杆菌的最优水平组合为：电场电压为20kV，处理时间为60min，处理温度为40℃，处理量为8ml。在此参数组合下，大肠杆菌致死率平均值为99.2％。啤酒酵母的最优水平组合为：电场电压为3kV，处理时间为3min，处理温度为40V，处理量为8ml。 2、利用高压芒刺静电场对牛奶进行杀菌实验，结果表明影响牛奶中大肠杆菌致死率主次因素顺序为：电场电压>处理时间>处理温度>处理量，最佳参数组合为：电场电压15kV，处理时间45min，处理温度40℃，菌液量12ml。在此条件下对样品进行处理，致死率达到96.6％，蛋白质、脂肪、非脂干物质的含量轻微的减少，牛奶的感官品质没有明显变化。 3、高压芒刺静电场对大肠杆菌、啤酒酵母处理后，菌液电导率、pH值随参数发生规律性变化。 4、对高压芒刺静电场对大肠杆菌、啤酒酵母的致死机理作了初步研究。电镜观察得结果显示：大肠杆菌的细胞膜和细胞壁变得模糊不清，菌体发生凹陷，表面凸凹不平；啤酒酵母的总体形态遭到破坏，细胞表面破裂。斐林一酚试剂法和紫外吸收法检验电场作用后大肠杆菌和啤酒酵母细胞内蛋白质和核酸物质的溢出，发现经高压芒刺静电场作用去除菌体后的上清液中的蛋白质和核酸含量与未经高压芒刺静电场作用的对照上清液相比有显著增加，说明细胞膜有破损，导致细胞内物质外泄。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1高压静电场技术的研究概况

1.1.1高压静电场的生物效应及其研究现状

1.1.2高压静电场在食品加工中的应用

1.2食品的杀菌方法

1.3高压静电场杀菌技术的研究现状

1.3.1高压芒刺静电场杀菌技术研究进展

1.3.2高压芒刺静电场的特点

1.3.3高压芒刺静电场的杀菌机理研究进展

1.4本课题研究的目的和意义

1.5本课题研究的内容

第二章材料与方法

2.1材料与主要试剂

2.1.1实验菌种

2.1.2培养基和试剂

2.2主要仪器和设备

2.3实验方法

2.3.1菌悬液的制备

2.3.2高压芒刺静电场杀菌参数设置

2.3.3检测与分析方法

第三章结果与分析

3.1实验装置的设计及制作

3.1.1电源的设计

3.1.2极板的设计

3.1.3处理室的设计

3.2高压芒刺静电场对大肠杆菌的杀菌试验研究

3.2.1电场电压对大肠杆菌致死率的影响

3.2.2处理时间对大肠杆菌致死率的影响

3.2.3处理温度对大肠杆菌致死率的影响

3.2.4处理的菌液量对大肠杆菌致死率的影响

3.2.5各因素对大肠杆菌处理的优化组合试验

3.2.6高压芒刺静电场作用对于大肠杆菌生活微环境的影响

3.2.7高压芒刺静电场作用对于大肠杆菌的影响

3.2.8高压芒刺静电场作用对于大肠杆菌杀菌作用小结

3.3高压芒刺静电场对啤酒酵母菌杀菌实验研究

3.3.1电场电压对啤酒酵母菌致死率的影响

3.3.2处理时间对啤酒酵母致死率的影响

3.3.3处理温度对啤酒酵母菌致死率的影响

3.3.4处理的菌液量对啤酒酵母菌致死率的影响

3.3.5各因素对啤酒酵母菌处理的优化组合试验

3.3.6高压芒刺静电场作用对于啤酒酵母菌生活微环境的影响

3.3.7高压芒刺静电场作用对于啤酒酵母菌的影响

3.3.8高压芒刺静电场作用对于啤酒酵母杀菌作用小结

3.4高压芒刺静电场对牛奶杀菌的试验研究

3.4.1高压芒刺静电场处理参数对牛奶杀菌效果的影响

3.4.2高压芒刺静电场处理参数对牛奶品质的影响

3.4.3高压芒刺静电场对牛奶杀菌的试验小结

第四章讨论

第五章结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的文章