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8 大豆生长模拟模型决策支持系统（SMDV2.0）应用效果初报
11 精准农业与大豆
12 大豆杂交种研究进展
15 大豆对豆卷叶螟抗性的鉴定
23 应用SSR分子标记对中国东北栽培大豆遗传资源多样性评价研究 |
外界因子对超高压杀灭枯草芽孢杆菌效果的影响* (南京农业大学食品科技学院
•南京
•卫岗
•210095) The effects of external factors on Bacillus subtilis of High hydrostatic pressure inactivation Gao Yulong Wu Ning Jiang Hanhu (College
of Food science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing,
Weigang, 210095) 摘要：超高压是一种有效的灭菌消毒技术。本研究通过鉴别设计（Screening
Design）法对影响超高压杀菌效果的外界因子，如：压力、温度、保压时间、升压速度、卸压速度进行了关键因子考察与评价，试验结果表明：温度、压力、保压时间对灭活枯草芽孢杆菌影响显著，升压速度和卸压速度对灭活枯草芽孢杆菌影响不显著。 关键词：超高压，枯草芽孢杆菌，鉴别设计，外界因子 Abstract:
High
hydrostatic pressure (HHP) is an effective kind of cool technique 0f
inactivation. Screening Design was used for estimating the sterilized
effects of external factors in High hydrostatic pressure in this study,
with respect to the variables pressure, temperature, pressure holding
time, ramp rate and depressurization rate. Result showed that the
pressure, temperature and pressure holding time were believed to be the
major factors for High hydrostatic pressure inactivation and the ramp rate
and depressurization rate were not. Keyword: High
hydrostatic pressure (HHP); Bacillus subtilis; Screening Design; external
factor 前言 长期以来,人们利用加热杀菌、冷冻保藏、干制盐渍、添加化学防腐剂等方法来保存各种食品，由于这些方法不可避免的存在营养成分，特别是某些热敏性天然生理活性成分的损失，人们为了获得更高品质的高效、安全且能保持食品原有风味与营养成分的食品，仍不断地探索其它新的食品保藏方法。食品超高压杀菌技术（High pressure processing，HPP）简称高压技术或静水压技术(High hydrostatic
pressure，HHP)，所谓食品高压技术就是将食品密封于高压容器（常以水或其它流体介质作为传递压力的媒介物），在静高压下（一般大于100MPa）处理一段时间,以达到无菌保藏的目的[1]。与热处理方法相比较，超高压杀菌作用均一、迅速，无大小和形状的限制，对食品的风味物质、色素等小分子物质的天然结构无影响，较多的保存食品原有的营养成分，避免热杀菌带来的异臭及异常物质的生成，很好地保持食品的原汁、原味及性状等[2~7]。且使酶失活，抑制褐变反应，弥补冷冻保藏引起的色泽变化、失去弹性等缺陷[8~9]。食品超高压应用于食品生产过程杀菌是20世纪90年代由日本明治屋食品公司首创的方法 [10]。1991年4月，高压食品-果酱在日本问世，引起世界轰动，随之，欧、美等国相继开展这方面的研究[11]。科学界预言，食品高压处理技术是食品加工业的一次重大革命，被列为当前七大技术热点和二十一世纪的十大尖端科技之一[12] 一般而言，耐热的细菌较耐压[13]。而笔者研究发现，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） AS1.1731比嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillus
stearothemophilus）AS1.1923耐压，Nayakawa,
A.[14]及Sojka, B.[15]也发现同样的现象。枯草芽孢杆菌是食品中常见的一种污染菌，尤其在传统的发酵制品中，因此，本研究以枯草芽孢杆菌为试材。 传统的优化工艺的逐因子实验法是改变其中一种因子的水平，固定其它因子的水平，研究单因子的变化规律。与之相比，鉴别设计法是更经济有效合理的方法，以较少的试验次数，可考虑到多因子，不同水平的作用，从诸多影响因素中筛选出关键因子，省时、省力，该方法已经成功地应用于工艺参数的优化[16]。 然而到目前为止，理论界还未提出一种统一完善的杀菌模型，笔者基于这一目的首先研究影响超高压杀菌效果外界因子，通过鉴别设计试验，筛选出主要外界影响因子，为进一步超高压杀菌工艺参数的优化奠定基础。 1实验材料和方法 1.1试剂 Milk buffer：KCl 1.10g，MgSO4·7H2O
0.71g，Na2HPO4·12H2O
3.77g，CaSO4·2H2O
1.00g，CaCl2 0.86g，Citric acid·H2O
2.18g，Lactose 52.00g，ddH2O 1000ml，pH 7.0，过滤法除菌，冷藏备用；无菌生理盐水。 1.2
菌种 枯草芽孢杆菌（Bacillus
subtilis）AS
1.1731，购自于中国科学院微生物所。
1.3
培养基及培养方法 固体培养基 营养肉汁琼脂（牛肉膏0.5%，蛋白胨1.0%，氯化钠0.5%，琼脂1.7%）； 液体培养基 营养肉汁（牛肉膏0.5%,蛋白胨1.0%，氯化钠0.5%）；菌种经活化后，接入液体培养基，37℃，140rpm震荡培养48h。 1.4
仪器设备 超高压机 内蒙古包头市五十二所研制，压力范围0～800Mpa；高压介质 葵二酸二辛脂；FR-900型多功能薄膜封口机 上海麦尔多食品机械有限公司；TGL-220型冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂；XW-80型旋涡混合器 上海医科大学仪器厂；SHP-60-60高压均质机 上海科学技术大学机电厂；Sartorious精密电子天平 北京塞多斯天平有限公司；818奥立龙酸度计 Orion Research
Inc.USA； 微生物实验常规仪器。 1.5实验方法 1.5.1枯草芽孢杆菌的超高压处理 为了保证枯草芽孢杆菌营养体与芽孢稳定的比例，将其37℃，140rpm震荡培养约48h，营养体׃芽孢=1׃1。5000rpm离心15min，弃上清液，沉淀下的菌体用无菌生理盐水洗涤一次,再以Milk buffer制成菌悬液，调整细胞浓度，使起始菌数N0为109cfu•ml-1，然后将其分装于5ml的无菌医用塑料瓶，热封口（不留顶隙）、冷藏备用。每一样品重复3次。高压容器的温度通过其夹套内恒温水浴来控制，将供试菌提前几分钟置于高压容器介质中，待样品温度与高压介质达到平衡后，进行超高压处理。处理后立即进行微生物计数。以同样的操作，取未经超高压处理的菌悬液作为对照。 1.5.2微生物数量测定 采用平板倾注计数法进行菌数的测定。以无菌生理盐水适当稀释对照及超高压处理后的供试菌悬液，于营养肉汁琼脂平板37℃培养48h后，然后进行菌落记数。 1.6实验设计 根据目前的研究和文献报道[13]，影响超高压杀菌的外界因子主要为压力、温度、保压时间、升压速度和卸压速度等。因而，在本研究所采用的鉴别设计（Screening Design）中，以压力、温度、保压时间、升压速度和卸压速度为自变量（independent variable），并分别以X1、X2、X3、X4和X5来表示之，根据参考文献及预备试验对自变量进行取值，以+1、-1代表自变量的高、低水平，按方程xi=(Xi-X0)/△X对自变量进行编码，其中，xi为自变量的编码值，Xi为自变量的真实值，X0为实验中心点处自变量的真实值，△X为自变量的变化步长。超高压杀灭枯草芽孢杆菌的数量级Y为响应值（Y=-log10 Nt/N0，即经超高压作用后枯草芽孢杆菌死亡的数量级，Nt为超高压处理后1ml菌液中的活菌数，N0为对照1ml菌液中的活菌数）。因子编码及水平见表1，实验设计及结果见表2。采用JMP软件 (Version: 4.05,SAS Institute
Inc.)进行实验设计与数据分析。 表1
实验因素水平及编码 Table1.
Code and level of
factors chosen for the trials
ax1=(X1-45)/15；x2=(X2-400)/200；x3=(X3-15)/5；x4=(X4-75)/25；x5=(X5-75)/25 2结果和分析 2.1外界因子对超高压杀灭枯草芽孢杆菌效果的影响 表2实验设计与结果表 Table2 Experimental designs and results
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