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华南理工大学
博士学位论文
磁场作用下微生物存活规律的研究
姓名:许喜林
申请学位级别:博士
专业:制糖工程
指导教师:郭祀远;李琳
20040301
摘要
摘要
冷处理杀菌是食品灭菌的发展方向。磁场杀菌是冷杀菌的手段之一,因其具
有杀菌过程温度升高少、食品营养成分损失少等优点而成为研究的热点。己有不
少有关磁场杀菌的研究报告,显示具有很大的应用潜力。但迄今却罕见实际工业
化应用,重要原因是有关的基础研究少,磁场杀菌机制不明。本论文从研究静态
磁场和动态磁场对微生物存活率的影响着手,探讨磁场影响微生物生存的基本规
律,力图为食品的磁场杀菌或磁场作为食品危害控制的栅栏因子提供理论依据。
主要内容和研究结果包括
一、静态磁场对微生物的影响
以细菌、酵母和霉菌为对象,研究液体中不同强度静态磁场对微生物的影
响,获得磁场作用后微生物的存活率与磁场磁感强度的拟合方程
如下
啤酒酵母一一
黑曲霉一
枯草杆菌
研究静态磁场处理时间对微生物的影响,结果发现
静态磁场处理对啤酒酵母有显著影响,对假丝酵母影响不显著
静态磁场作用对啤酒酵母影响极大,对假丝酵母也有较大影响,的静态
磁场短时处理对酵母存活率影响显著。
静态磁场对霉菌抱子萌发有一定的抑制作用,的静态磁场对
其有较显著的影响,静态磁场处理影响效果显著。
静态磁场处理对枯草杆菌有一定影响,静态磁场处理对枯草
杆菌的存活率影响极大,而大肠杆菌的存活率随着时间的变化规律为开始时存
活率随时间延长而升高,接着下降,但下降到一定程度时趋于稳定。
研究了外加介质存在下静态磁场对微生物的影响,发现添加食盐后微生
物的存活率降低,而添加大豆蛋白后微生物的存活率提高。
利用灰色关联度分析法对静态磁场影响微生物的因素进行了关联度分析。
发现,静态磁场对酵母菌和霉菌灭活的作用因素关联序为磁场作用时间磁场强
度菌液中加入的大豆蛋白浓度而对细菌而言,磁处理作用因素的关联序为磁
场强度处理时间
二、动态磁场对微生物的影响
研究了动态磁场对微生物的影响规律,发现对不同微生物影响存在一定的差
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异。
动态磁场对酵母菌影响显著,酵母菌的生长受到严重抑制,菌落形成时间
延长。磁场处理前后酵母菌液的吸光度比较结果显示磁场处理后核酸物质严重泄
漏。正交实验的结果表明磁场处理时间和菌液中的蛋白含量对酵母菌的存活率
影响显著,蛋白一脂肪的交互作用的影响也较明显。
动态磁场作用于枯草杆菌时,枯草杆菌的存活率先升后降,磁场处理前后
枯草杆菌液的吸光度比较结果显示磁场处理后核酸物质严重泄漏动态磁场的作
用对大肠杆菌也有显著影响,随着磁场处理次数的增加,大肠杆菌的存活率逐步
下降。
动态磁场对霉菌影响显著,磁场处理后霉菌存活率下降,造成饱子内的核
酸物质泄漏。
在牛奶、麦芽汁介质存在时利用动态磁场处理酵母菌、枯草杆菌,发现牛
奶、麦芽汁介质的存在对微生物有一定保护作用。
三、磁场处理对微生物的影响机制的初步探讨
通过高倍显微镜和透射电子显微镜对微生物细胞的形态进行观察,结合微生
物菌液的吸光度等数据,研究了静态磁场和动态磁场影响微生物的机制。
静态磁场影响微生物的机制主要是较长时间的磁处理能使磁场的能量祸合
到微生物细胞的大分子上而引起结构改变,细胞膜的通透性增强,从而导致细胞
物质泄漏,妨碍微生物的生长繁殖。
动态磁场影响微生物的机制与外加脉冲磁场的作用相似,尤其是强磁场
的瞬时作用造成的振荡,导致细胞结构破坏,并造成微生物细胞膜通透性的改变,
从而使微生物的生长代谢受到影响,严重时导致细胞“穿孔”,造成微生物的死亡。
通过透射电子显微镜对啤酒酵母的观察首次发现动态磁场作用可致使部
分酵母细胞发生“磁致穿孔”。指出,此“磁致穿孔”现象会致使细胞内物质向胞
外泄漏增加,是导致微生物死亡的主要原因。
利用指纹图谱分析,发现,动态磁场处理后细菌菌体内的部分
缺失,证实了其向细胞外的泄漏而静态磁场处理对细菌图谱的影响因菌
而异。
关键词磁场处理微生物细菌、酵母和霉菌存活率磁场生物效应机制
一一
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全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名戒飞甘日期年‘月日
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