高压脉冲电场处理对黄酒中酿酒酵母菌致死及亚致死损伤效应探究

摘要

高压脉冲电场(Pulsed Electric Field，PEF)技术是一种新型非热加工技术，由于其具有的节约能源、保留食品品质、可低温处理等优势，得到了广泛的研究。黄酒是一种营养价值丰富、味道醇厚的酿造酒，其中浙江绍兴黄酒为代表的麦曲稻米酒是黄酒历史最悠久、最有代表性的产品。本课题研究旨在探究高压脉冲电场处理对黄酒（浙江绍兴产）中的酵母菌致死和亚致死对数的数量变化的影响，采用的方法为选择性培养基培养和流式细胞仪检测，另外通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对经高压脉冲电场处理后的酿酒酵母微观结构变化进行观察。
　　主要研究内容、结果和结论如下：
　　(1)用培养基计数方法探究了PEF处理对黄酒中酵母菌的致死对数和亚致死对数的影响，结果证明PEF的杀菌效果随处理条件强度的增加而增加。当电场强度从6 kV/cm增加到15 kV/cm，PEF的杀菌效果即致死对数增加1.3 logCFU/mL;亚致死损伤细胞的比例随电场强度的增加先增加后减小，比例最高为12.51％;当处理时间从90μs增加到180μs，致死对数增加0.7 log CFU/mL，亚致死损伤细胞的比例基本随时间增加而逐渐减小，最大值9.25％。与未处理的酵母菌相比，PEF处理后细胞数量随储存时间的变化发生显著变化，210 min后菌落致死对数增加约0.5 log。实验研究表明:高压脉冲处理条件越强杀菌效果越明显，亚致死损伤细胞比例普遍较低，最高不超过15％。
　　(2)用流式细胞仪分选的方法对经荧光标记的酵母细胞的细胞膜通透性变化进行探究，结果证明经PEF处理后膜通透性增加。碘化丙啶(Propidium Iodide，PI)单独着色的死细胞群数量随电场强度的增加而增加。PI和二乙酸荧光素(Fluorescein Diacetate，FDA)均可着色的亚致死细胞群的比例同平板计数方法得到的结果得到的比例均较小，范围在7％到12％之间。
　　(3)采用原子力显微镜(AFM，Atomic Force Microscope)和扫描电子显微镜（SEM，Scanning Electron Microscope）研究了酿酒酵母菌未处理以及PEF处理后的形态。用AFM观察未处理的以及PEF处理的酿酒酵母细胞，根据酵母菌细胞的二维、三维图，观察到酵母细胞经过一定强度条件的高压脉冲电场处理之后细胞尺寸变小、高度变低，细胞不均匀性增加。通过SEM观察未处理的以及经PEF处理的酿酒酵母细胞，观察到酵母菌经过高压脉冲电场处理之后形态发生变化，细胞表面出现凹陷，同时观察到皱缩细胞以及细胞碎片。

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摘要

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英文缩写对照表

1 第一章 绪论

1．1 高压脉冲电场技术

1．1．1 高压脉冲电场研究背景与现状

1．1．2 高压脉冲电场杀菌机理及亚致死效应

1．2 高压脉冲电场技术在酒生产中的应用研究现状

1．3 研究对象

1．3．1 黄酒

1．3．2 酿酒酵母

1．4 研究目的及意义

1．5 研究内容及技术路线

1．6 本章小结

2 第二章 高压脉冲电场设备介绍

2．1 引言

2．1．1 高压直流电源

2．1．2 高压脉冲发生器

2．1．3 处理室

2．2 本章小结

3 第三章 PEF处理对酵母菌致死和亚致死损伤效应的影响

3．1 引言

3．2 实验材料和方法

3．2．1 酵母菌培养

3．2．2 PEF处理

3．2．3 平板计数法探究致死和亚致死酵母茵数量

3．3 结果与讨论

3．3．1 PEF处理温度选择的探究

3．3．2 电场强度对黄酒中酿酒酵母致死和亚致死作用的探究

3．3．3 处理时间对经PEF处理的黄酒中的酿酒酵母致死和亚致死作用的探究

3．3．4 储存时间对PEF处理的酵母茵致死和亚致死作用的探究

3．4 不同处理对酿酒酵母菌致死和亚致死作用的影响探究

3．5 本章小结

4 第四章 PEF处理对酵母菌细胞膜通透性的影响

4．1 引言

4．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 不同电场强度对酵母菌细胞膜的通透性的影响

4．3．2 不同处理时间对酵母菌细胞膜的通透性的影响

4．4 本章小结

5 第五章 PEF处理的酿酒酵母细胞微观结构观察

5．1 引言

5．1．1 原子力显微镜介绍

5．1．2 扫描电子显微镜介绍

5．2 实验方法

5．2．1 原子力显微镜观察样品处理方法

5．2．2 扫描电子显微镜观察样品处理方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 原子力显微镜观察酵母细胞形态变化

5．3．2 扫描电子显微镜观察酵母细胞PEF处理的形态变化

5．4 本章小结

6 第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历