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微波滅菌機(jī)理概述

2013-11-20

微波滅菌機(jī)理概述

    微波滅菌具有效率高、速度快、處理后無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),因而日益受到人們的重視。但目前微波滅菌是否存在非熱效應(yīng)還存在爭(zhēng)議,滅菌機(jī)理仍無(wú)定論。本研究以枯草芽孢桿菌黑色變種ATCC9732、大腸桿菌BL21及金龜子綠僵菌IMl330189為試驗(yàn)菌株,利用家用微波爐的輻射作用,從以下四個(gè)方面:(1)是否存在微波非熱效應(yīng); (2)微波對(duì)細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的影響; (3)微波對(duì)細(xì)胞通透性的影響;(4)微波對(duì)微生物DNA的影響進(jìn)行了微波滅菌機(jī)理研究。為將微波滅菌應(yīng)用于真菌制劑生產(chǎn)線,以及指導(dǎo)微波設(shè)備生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)和相關(guān)技術(shù)參數(shù)?,F(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下:

    (1)微波滅菌效應(yīng)研究

    用直接微波場(chǎng)、銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱三種處理方法對(duì)枯草芽孢桿菌黑色變種進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究。結(jié)果表明直接微波處理后枯草芽孢桿菌黑色變種的殘菌對(duì)數(shù)值和殺菌D值(殺滅90%的微生物所用的時(shí)間)均低于銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱處理;作用不同時(shí)間微波處理的殘菌對(duì)數(shù)值下降速度最快。由此可知除微波熱效應(yīng)外,還存在非熱效應(yīng)。

    (2)微波場(chǎng)作用對(duì)細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的影響

    對(duì)芽孢、營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞分別進(jìn)行微波、銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱處理。處理后,電子顯微鏡觀察顯示:微波處理組,部分芽孢的細(xì)胞壁破裂、內(nèi)含物滲漏,少數(shù)呈現(xiàn)空殼狀;營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞變形、褶皺,部分細(xì)胞呈彎折狀,破壞嚴(yán)重的菌體黏連成塊。銅網(wǎng)屏蔽微波組和水浴加熱處理組,細(xì)胞無(wú)明顯形變。結(jié)果表明微波對(duì)微生物細(xì)胞壁有破壞作用。

    (3)微波場(chǎng)作用對(duì)細(xì)胞通透性的影響

    對(duì)枯草芽孢桿菌黑色變種ATCC9732菌液分別進(jìn)行微波處理、銅網(wǎng)屏蔽微波處理、水浴加熱處理后,采用考馬斯亮藍(lán)方法測(cè)定可溶性蛋白滲漏情況,檢測(cè)細(xì)胞通透性的變化。結(jié)果顯示3種處理均可以在某種程度上改變微生物細(xì)胞壁/I膜的通透性,致使細(xì)胞內(nèi)容物泄漏;3種不同處理方法中,微波處理后細(xì)胞所滲漏出的可溶性蛋白量最多,說(shuō)明微波處理對(duì)微生物通透性的作用最強(qiáng)。

    (4)微波場(chǎng)對(duì)微生物核酸的影響

    對(duì)試驗(yàn)菌株枯草芽孢桿菌黑色變種、大腸桿菌和金龜子綠僵菌進(jìn)行3種處理:1、微波場(chǎng)輻射試驗(yàn)菌株后提取DNA,跑電泳;2、提取枯草芽孢桿菌黑色變種、大腸桿菌的DNA后進(jìn)行微波場(chǎng)輻射,直接跑電泳;3、微波場(chǎng)輻射金龜子綠僵菌后,提取DNA為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增跑電泳。結(jié)果顯示采用第l、2種方法處理后,DNA電泳條帶彌散、缺失。采用第3方法處理后,DNA擴(kuò)增后產(chǎn)物條帶變?nèi)?、缺失。結(jié)果表明微波場(chǎng)輻射造成微生物DNA結(jié)構(gòu)損傷,這是微波對(duì)微生物致死原因之一;第2種方法處理后結(jié)果表明,此損傷作用與溫度有關(guān)。

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