影响微生物灭活的各种因素.pdf

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1、第三节影响微生物灭活的各种因素影响微生物灭活的因素很多，除了压力外，保压时间、温度、加压方式、升压和卸压速率、食品组分、溶剂、微生物的种类、生存状态、初始菌量、介质的pH值和水分的活度等。1压力对灭菌的影响压力作为热力学参数是众所周知的，它也可以象温度一样对生物材料产生影响，但在有关研究领域没有受到足够的重视，这主要是人们对压力引起的生物材料特性的变化缺乏了解。随着物理学和生物物理学研究的不断深入，人们可以利用压力对生物分子的功能和生物过程的热力学及动力学进行细致的描述。与加热灭菌类似，随着压力的升高，灭活率提高。低于某一压

2、力时，微生物不能失活，或者发生可逆性失活，经过一段时间，还会恢复活性。超过这一压力就会发生不可逆失活，这一压力值也称作压力阈值。每一种微生物，在不同的特定条件下，都有一定的压力阈值。随着压力的增大，微生物灭活率提高，直到全部杀灭或大部杀灭。同一个菌种在不同的条件下，对压力的耐受性也不相同。大肠杆菌在培养基（胰蛋白胨1，酵母抽提粉0.5，NaCl1，pH7.5，琼脂1.5，121℃20min灭菌）中，200MPa既可以灭活。而在pH6.4，5min条件下，需用280MPa灭活大肠杆菌。大森丘在肉与肉制品植入的大肠杆菌在200M

3、Pa时数量并未减少，300MPa以上的超高压才能将其杀灭；崛江(1991)将大肠杆菌接种在苹果酱中，实验结果表明，加压300MPa、20min后，可达到商业无菌要求。图3.2是大肠杆菌的两个不同超高压灭活实验所得到的结果。图3.2超高压灭活大肠杆菌的实验曲线1由于各种微生物、酶耐压性不同，所以杀死不同微生物、酶需不同层级的压力。一般来说，常温下200MPa一300MPa压力可杀灭细菌、霉菌、酵母菌的营养体及病毒、寄生虫；600MPa以上才能杀死耐压性高的芽抱杆菌属的芽抱。对于酶类，100MPa一200MPa可使一般性酶失活；

4、50一60℃，700MPa以上可使耐压性高的过氧化物酶、果胶酯酶等失活。因此若在不恰当工艺条件下仍可能有微生物、酶存在，与光、氧接触后仍会使食品腐败变质。压力越高，则处理所需的时间越短。资料表明，在20-25℃下加压处理粘质沙雷氏菌、乳链球菌、荧光假单胞菌和产气气杆菌时，当压力为200—30OMPa时，需加压处理60min才能杀死；而在340—400MPa时，只需50min。酵母(低发酵度酿酒酵母和白酵母)在200～240MPa压力下必需处理60min才死灭，而370～400MPa时仅10min，570MPa时5min即可。

5、这种现象类似于加热杀菌中出现的低温长时、高温短时和超高温瞬时杀菌，故也可将超高压杀菌分为低压长时(LPLT)、高压短时(HPST)和超高压瞬时杀菌(UHP)。林力九(1993年)提出的设想是：LPLT杀菌是指在400MPa左右加压处理10-20min；HPST指在600MPa左右加压处理1-2min；UHP指在600MPa以上加压处理几秒至1min以内。但是对一些芽孢，在某一段压力范围施压，反而促使其生长。例如常温(30℃)下，将嗜热脂肪芽孢杆菌菌数不同的试祥分别经超高压处理10min，压力值为100、200、300、400

6、和500Mpa．在上述条件下，压力处于200－400Mpa范围内时，嗜热脂肪芽孢杆菌具有较高的死灭率。随着压力的进一步升高(400Mpg以上)．菌残存率反而升高了。这可能与芽孢菌的特性有关。由于孢子的外层结构有细致紧密而坚硬的双层膜，内含浓缩的蛋白质，营养丰富且处于休眠状态，因而对高温高压等恶劣环境具有很强的抵抗能力。适当的压力(200—400Mpa)可以促使孢子发芽，生成的营养体就很容易被压力破坏。若压力过高(400MPa以上)，则孢子的发芽又会受到抑制，从而在压力环境中保存下来。释压后，孢子经复原培养基的活化，有可能还原

7、成活细胞，使菌残存率增加。因此，压力并非越高越好。尤其对芽孢菌而言，杀死孢子的有效途径之一是提供适当条件促使孢子发芽，然后进行高压灭菌或配合其他协同灭菌作用。2保压时间的影响压力一定的条件下，一般随着保压时间的延长，灭菌效果越好。但是存在一2个临界时间。就是说加压到了一定时间，再延长时间，灭菌效果也不会有太明显的提高。另外，保压时间的长短，还取决于施加压力的大小。压力越高，所需要的时间就越短（图3.3）。1.160Mpa2.200Mpa3.230Mpa（25℃）图3.3时间对灭菌（大肠杆菌）效果的影响图b是固定压力240MP

8、a和pH值为6.4时，保压时间与大肠杆菌死亡率的关系。从图中可以看出，随着保压时间的增大，细菌的致死率急剧增大。我们发现瞬时压力的效果不是很好，大概只有20%的死亡率。而保压时间达到10分钟时，死亡达到90.49%，由此可见，保压时间也是影响杀菌效果的一个重要因素。压力大小与保压时间合理协