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高壓脈沖電場滅菌參數及電穿孔機制研究

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高壓脈沖電場滅菌參數及電穿孔機制研究

發布日期:2021-08-21 作者: 點擊:

食品滅菌處理是食品安全的重要保障技術手段,因此對于食品滅菌技術的研究顯得至關重要。傳統的熱滅菌技術主要是通過直接或者間接的方式對食品進行加熱,破壞微生物中的蛋白質和酶等生命物質。但是傳統熱滅菌技術存在滅菌不徹底、破壞食品本身物理和化學結構等缺陷,因此對于非熱滅菌技術的研發也刻不容緩。高壓脈沖電場滅菌技術(pulsed electric field,PEF)是一種新興的非熱滅菌技術,對保障食品安全具有重要意義。該技術的主要原理是通過在兩個極板間施加高壓,以脈沖電場的形式作用于待處理的物料,對物料中微生物細胞膜造成破壞,出現穿孔、崩解等現象,Z終實現微生物滅活。該技術能在常溫下實現滅菌,具有保持營養風味、安全高效、節能環保等優點。隨著對高壓脈沖電場的深入研究,發現了其除了滅菌以外在其他領域的應用,包括鈍酶、催陳和提取等,因此進一步探討高壓脈沖電場技術對微生物造成致死以外的其他應用具有研究價值和經濟意義。為了對高壓脈沖電場處理的微生物滅菌效果進行進一步優化,本文針對PEF的不同參數組合,探究對大腸桿菌和酵母菌的滅菌效果Z佳參數。為了進一步探討高壓脈沖電場技術對微生物造成致死以外的其他應用,對PEF處理后微生物滅菌效果以及酶活性的變化進行初步研究。由于研究高壓脈沖電場的滅菌機制有助于對滅菌效果提供指導,因此針對PEF處理微生物的致死機制進行了進一步研究,探討不同脈沖參數對微生物細胞膜電穿孔的影響,為高壓脈沖電場的產業化的實現做到理論支撐。主要研究工作:1.首先,本文根據影響高壓脈沖電場滅菌效果的不同參數類型進行了探討,旨在尋找Z佳的滅菌參數組合。得出:高壓脈沖電場強度和對物料作用時間是影響微生物滅菌結果的主要參數,以大腸桿菌和酵母菌為試驗對象,隨著電場強度和脈沖作用時間的增加,兩種微生物的存活率降低;1~10μs范圍內脈寬改變和10~100Hz范圍內脈沖頻率改變對滅菌效果的影響較小。針對選擇的兩種微生物種類,發現酵母細胞對PEF滅菌的敏感性更強。2.其次,對于施加高壓脈沖電場后酵母細胞致死率與酶活性變化雙重效應的影響進行初探。結果表明:低強度的PEF有助于提高酵母細胞內非特異性內酯酶活性,同時酵母的死亡率較低;高強度的PEF能夠對釀酒酵母進行滅活處理。實驗結果可為高壓脈沖電場處理后酵母細胞的產業化發展提供技術支持和理論指導。3.Z后,通過不同粒徑的納米級熒光微球對PEF處理后酵母細胞膜的電穿孔效應進行初步研究。試驗結果表明:PEF處理會造成酵母細胞膜上出現穿孔,穿孔孔徑與電場強度和脈沖處理時間相關。電場強度和脈沖處理時間與細胞膜電穿孔孔徑成正相關。

高壓脈沖電場滅菌參數及電穿孔機制研究

相關標簽:高壓脈沖電場,食品滅菌處理,非熱滅菌技術

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