前言：本站為你精心整理了高壓脈沖與熱滅菌技術(shù)的研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

由于大腸桿菌是食物中最常見的一類致病菌，對(duì)于它的殺滅程度直接決定了一種滅菌方法是否能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求，所以我們選擇了大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。本課題旨在探討一種將高壓脈沖電場(chǎng)的非熱滅菌與高溫滅菌相結(jié)合的滅菌技術(shù)，通過對(duì)大腸桿菌的滅菌試驗(yàn)，尋找最佳的滅菌參數(shù)。

1材料與方法

1.1材料與儀器

微生物菌種實(shí)驗(yàn)采用大腸桿菌（CGMCC1.90）為目標(biāo)微生物，由杭州師范學(xué)院生物所提供；細(xì)菌培養(yǎng)基蛋白胨10g,酵母提取物5g,氯化鈉(NaCl)5g，加雙蒸水至1L，高溫高壓滅菌備用。

1.2大腸桿菌的培養(yǎng)及不同的滅菌方式

大腸桿菌從固體斜面接種至牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，37℃培養(yǎng)24h，取1mL菌液用無菌水稀釋106倍后，充分混勻后，使菌液濃度為106～107CFU/mL左右。

1.2.1大腸桿菌在不同溫度下的生長(zhǎng)情況

將大腸桿菌菌液分別放于4支試管中，3mL/支，分別放入35、40、45、50、55℃水浴鍋中5min。采用平板計(jì)數(shù)法，取未作用的對(duì)照和水浴作用后的菌懸液各0.2mL，涂平板，倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后計(jì)菌落數(shù)。我們以對(duì)照組，即37℃時(shí)生長(zhǎng)的菌落數(shù)為基礎(chǔ)，分別計(jì)算其他溫度條件下大腸桿菌的菌落數(shù)占37℃時(shí)菌落數(shù)的百分比，從而觀察各個(gè)溫度條件下大腸桿菌生長(zhǎng)情況的不同。

1.2.2單獨(dú)用高壓脈沖電場(chǎng)與用電場(chǎng)+高溫聯(lián)合方法的滅菌效果

高壓脈沖電場(chǎng)處理：參數(shù)如下：場(chǎng)強(qiáng)=70kv/cm、脈寬=10µs、頻率=10Hz、時(shí)間=10s、脈沖數(shù)=100個(gè)。將大腸桿菌菌液分別放于3支試管中，3mL/支，分別放入40、45、50℃水浴鍋中5min。然后分別進(jìn)行高壓脈沖電場(chǎng)處理，參數(shù)同上。采用平板計(jì)數(shù)法，取未作用的對(duì)照、電場(chǎng)作用后、水浴并電場(chǎng)作用后的菌懸液各0.2mL，涂平板，倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后計(jì)菌落數(shù)。

1.2.3單獨(dú)用高溫與用電場(chǎng)+高溫聯(lián)合方法的滅菌效果

將大腸桿菌菌液分別放于3支試管中，3mL/支，分別放入40、45、50℃水浴鍋中5min。之后將每支試管中的菌液均分2分，一份直接鋪平板，一份進(jìn)行高壓脈沖電場(chǎng)處理，參數(shù)同上。采用平板計(jì)數(shù)法，取未作用的對(duì)照、水浴作用后、水浴并電場(chǎng)作用后的菌懸液各0.2mL，涂平板，倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后計(jì)菌落數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1大腸桿菌在不同溫度下的生長(zhǎng)情況

首先我們觀察大腸桿菌分別在35℃、40℃、45℃、50℃和55℃條件下的生長(zhǎng)的菌落數(shù)。大腸桿菌在不同溫度下的生長(zhǎng)情況見，從中可以看出，大腸桿菌的生長(zhǎng)受溫度影響很大，37~40℃是最適宜的生長(zhǎng)溫度。之后隨著溫度的升高，其存活率迅速下降，并且在55℃時(shí)已經(jīng)完全達(dá)到了滅菌效果（存活率已達(dá)到0%）。說明55℃或以上能夠有效的殺滅大腸桿菌。已有文獻(xiàn)表明，溫度影響大腸桿菌生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素[14-15]。但是高溫滅菌方法也存在其不足之處，達(dá)到所需溫度的能耗過大，作用時(shí)間長(zhǎng)以及有些食品或物品不能夠承受這么高的溫度。

2.2單獨(dú)用高壓脈沖電場(chǎng)與用電場(chǎng)+高溫聯(lián)合方法的滅菌效果

在本實(shí)驗(yàn)中，我們選取的參數(shù)為場(chǎng)強(qiáng)=70kv/cm、脈寬=10µs、頻率=10Hz、時(shí)間=10s、脈沖數(shù)=100個(gè)。為將僅用高壓脈沖電場(chǎng)與高溫和高壓脈沖電場(chǎng)相結(jié)合的方法對(duì)大腸桿菌的滅菌效果對(duì)比（以對(duì)照組control的菌落數(shù)為基礎(chǔ)）。從圖5中可以看到，僅僅使用高壓脈沖電場(chǎng)，48h后，大腸桿菌的存活率為24.60%±4.23%，而配合溫度條件之后，大腸桿菌的存活率分別達(dá)到66.64%±3.33%（40℃）、10.01%±2.91%（45℃）和0.43%±0.26%（50℃）。由此我們可以得出結(jié)論，適當(dāng)?shù)呐浜细邷靥幚?，能夠有效的彌補(bǔ)高壓脈沖電場(chǎng)滅菌效果的不足。但這滅菌效果的提高僅僅是由于溫度升高的結(jié)果，還是高壓脈沖電場(chǎng)與高溫共同作用的結(jié)果，還需要接下來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。

2.3單獨(dú)用高溫與用電場(chǎng)+高溫聯(lián)合方法的滅菌效果

高溫與高壓脈沖電場(chǎng)和高溫聯(lián)合方法對(duì)大腸桿菌的存活率的影響見圖6。所示，以對(duì)照組control的菌落數(shù)為基礎(chǔ)，40℃條件下，配合高壓脈沖電場(chǎng)比單獨(dú)使用高溫，大腸桿菌的存活率從126.0%±3.56%降低至60.64%±2.12%，而45℃條件下，存活率則由66.27%±2.12%降至13.69%±2.78%。到50℃時(shí)，兩種方法的差別已不是很明顯了。由此我們可以得出結(jié)論，高壓脈沖電場(chǎng)配合一定的溫度條件能夠有效的提高兩種方法分別作用的滅菌效果。對(duì)比之前大腸桿菌存活率的溫度曲線，我們可以看到，達(dá)到10%左右的存活率，單靠高溫滅菌需要50℃左右，而配合高壓脈沖電場(chǎng)，僅需要45℃即可。這樣既節(jié)省了能源，又能夠降低食品或物品的溫度。

3結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單一的高溫滅菌方法或單一的高壓脈沖電場(chǎng)滅菌方法都不能夠省時(shí)、有效、節(jié)能的進(jìn)行滅菌。而將這兩種方法相結(jié)合，能夠有效的提高滅菌效果。將食品在45℃條件下進(jìn)行預(yù)熱5min后再進(jìn)行高壓脈沖電場(chǎng)滅菌，大腸桿菌的存活率已降至13.69%。這樣既節(jié)省了能源，又適用于一些不能夠加熱至45℃以上的食物的滅菌，能夠互補(bǔ)兩種滅菌方法的優(yōu)缺點(diǎn)，成為一種實(shí)用的滅菌手段。

作者：劉珂舟楊勇袁夏冰韓其國(guó)屠亞威符米靜單位：杭州電子科技大學(xué)生命信息與儀器工程學(xué)院杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院