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微波杀菌技术的研究方向

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微波杀菌技术的研究方向

来源:
发布时间:
2020/03/30
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 对微生物对象菌的致死作用。微波对食品中的致病微生物杀灭作用的研究主要集中在两个方面:一是利用微波杀菌技术处理不同的食品材料,对其杀菌效果和传统的热力杀菌进行对比。所见报道采用的食品包括肉类、乳制品、酒类、果汁类、水产品、方便食品、糕点类、调味品等等。

    这些研究的结论表明,微波杀菌具有与传统热力杀菌同样的效果;另一方面则集中于微波对莫一特定对象菌的作用机理进行研究。已见报道的研究对象菌包括蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、氧气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)、大肠杆菌(Escherichia Coli)、肠球菌(Enterococcus)、单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella)、粪链球菌(Sterptococcus faecalis)、小肠结肠炎菌(Yersima enterocolitica)等。Im-Sun Woo等利用微波处理大肠杆菌和枯草芽孢杆菌,发现随着升温过程细胞释放DNA和蛋白质,活菌数随着DNA和蛋白质释放数量的增加而减少,但是细胞的密度无明显变化,原因是微波处理的细菌的细胞并无出现渗漏显现,扫描电镜观察的结果显示大部分大肠杆菌的细胞壁受到了严重的破坏,而枯草杆菌的细胞形态则无明显变化。傅大放生物固体的微波杀菌及机理的研究指出,微波通过抑制或破坏细胞内乳酸脱氢酶、辅酶Ⅱ与细胞色素氧化酶等与生物氧化、呼吸代谢及能量产生有关的酶的活性,导致细菌死亡。

    微波杀菌还可以有效杀灭芽孢。Welt等人使用专门设计的微波装置处理生芽孢梭状芽孢杆菌(Clostridium sporogenes)芽孢,认为并不存在热力效应。但是最近F.Celandroni等使用专门的微波波导设备,对微波处理和传统热力方式作用于枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)芽孢的效果进行比较,认为微波杀菌可以达到与传统热力杀菌相同的效果,但是不同处理对芽孢的结构有明显不同的影响:传统热力杀菌使芽孢的皮层机构松弛,其宽度是为经处理的芽孢皮层的十倍;微波处理的芽孢结构中皮层无明显变化。

    此外,热力杀菌处理后的芽孢会释放出大量的砒啶二氧酸(dipicolinic acid DPA),而微波处理后的芽孢并没有检测到相应的DPA释放现象。其原因可能是与微波会有利于DPA与芽孢中的其他成分,如钙离子等结合形成稳定的复合物。由于芽孢的耐热机制主要包括三个方面:酸溶性芽孢蛋白、皮层和DPA-Ca之间的状态。而微波处理后的芽孢的皮层结构和DPA释放与传统加热处理后有所不同,因此该项研究的结果对于探讨微波杀菌的机理有十分重要的意义。

    目前很多微波研究采用家用微波炉作为微波发生器,所产生的电磁场分布并不均匀,并且难以对样本进行准确的在线温度测量,为研究的深入带来一定的困难,也使实验中所获得的数据重现性无法得到保证,限制了对机理研究的深入进行。

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