超高压与中温协同杀菌机制：细菌致死研究

本文研究了超高压与中温在食品保藏中的协同杀菌效果，由龚怡、钱平、余坚勇和卢蓉蓉等研究人员合作完成。他们旨在解决耐压革兰氏阳性细菌如枯草芽孢杆菌在商业无菌处理中的挑战，即如何通过结合这两种物理处理方式达到严格的杀菌标准，即杀死至少6个对数值的细菌。 研究采用了科学严谨的方法，首先在pH7.0的缓冲液体系下进行实验，将细菌暴露于100-500MPa的超高压环境中，同时测试了40、50和60°C的温度条件。通过荧光染色法和紫外吸收法来测量细胞膜的通透性变化，这反映了细胞完整性受损的程度。傅里叶转换红外光谱技术配合数学拟合方法被用来分析细菌胞内蛋白质二级结构的变化，以评估细胞内部结构的破坏情况。 研究发现，在中性环境下，超高压与中温的协同作用能够显著提高杀菌效果，细胞膜通透性增加10%-89%，表明细胞屏障功能受到严重破坏。随着温度升高，细胞内外物质交换加速，导致核酸泄漏，这是细胞死亡的重要标志。此外，蛋白质二级结构的分析结果显示，高温和高压条件下α-螺旋含量下降，无规卷曲增加，这证实了蛋白质的变性，进一步证实了细胞的死亡。 研究得出的结论是，超高压与中温的协同作用是一种有效的杀菌策略，当温度超过40°C，即使在相对较低的压力（不超过500MPa）下也能实现商业无菌的要求。这项研究不仅为超高压在食品工业中的实际应用提供了理论支持，也为食品保藏技术的进步做出了贡献。通过关键词“超高压”、“枯草芽孢杆菌”、“中温协同杀菌”、“细胞膜通透性”和“蛋白质二级结构”，读者可以快速定位到本文的核心研究内容，对于食品微生物学和保藏技术领域的专业人士来说，这是一项具有实用价值的首发研究。