萌发结合低温等离子体处理对地衣芽孢杆菌芽孢的灭活效果

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来源：李阳福

2024-08-29 08:38:35

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核心提示：研究结果表明芽孢清除率为99.2%，并表明高效萌发剂和冷等离子体处理的结合有望成为减轻食品工业中芽孢污染的可行方法。

食物腐败主要由产芽孢细菌引起，已成为食品行业关注的焦点，因为它会造成巨大的经济损失。过去的研究已成功确定地衣芽孢杆菌是导致烤鸡腐败的主要细菌。这项研究中，分别从16种萌发剂和4种冷等离子体条件中筛选出一种新的杀菌组合。其中，“A”GFNa-1（由60 mmol/L L-丙氨酸、10 mmol/L D-葡萄糖、10 mmol/L D-果糖和1 g/L NaCl 组成）与冷等离子体处理（在70 kV下用100%氩气填充）的组合被证明可有效灭活地衣芽孢杆菌芽孢，导致其数量减少约2.1 log CFU/mL。此外，将芽孢暴露于不同的条件下：CK（无萌发，无冷等离子体）、MF（仅萌发）、CP（无发芽，100%氩气填充，70 kV冷等离子体处理3分钟）和MF + CP（萌发5小时，100%氩气填充，70 kV冷等离子体处理3分钟）。热灭活和二吡啶酸（DPA）释放率的结果表明，冷等离子体处理有效地灭活了芽孢和营养细胞，而不会诱导发芽。此外，通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察到的明显红色荧光模式的存在表明冷等离子体处理破坏了内膜结构并导致地衣芽孢杆菌失活。总体而言，研究结果表明芽孢清除率为99.2%，并表明高效萌发剂和冷等离子体处理的结合有望成为减轻食品工业中芽孢污染的可行方法。

如图1所示，芽孢萌发将导致OD₆₀₀下降，组合配方“A”GFNa可以有效的促进芽孢萌发。并且当氯化钠浓度为1g/L的时候萌发效率最高。因此选择“A”GFNa-1配方进行后续的实验。

图1 组合配方“A”GFNa-1可以有效的促进芽孢萌发

如图2所示，当用萌发剂处理芽孢后，芽孢的热抵抗力下降，因此芽孢能够被热杀死。其中“A”GFNa-1的促萌发作用最强，因此可以让芽孢的数量下降3个数量级。

图2 不同萌发剂对于芽孢的热抵抗力的影响

如图3所示，萌发剂处理（MF）对细胞的总数量没有影响，但是可以使芽孢的数量下降，因为其可以促进芽孢萌发。低温等离子体处理（CP）可以导致细胞总数及芽孢数量显著下降。萌发剂处理联合低温等离子体处理（MF+CP）可以进一步加降低细菌总数及芽孢的数量。

图3 芽孢萌发联合低温等离子体处理杀死芽孢

如图4所示，经过萌发剂处理（MF）的芽孢再经过加热后，营养态细胞内膜会破损，因此菌体成杆状且被染成红色。而芽孢经过低温等离子体（CP）处理后，芽孢被染色红色，呈现点状的红色。说明低温等离子体可以破坏芽孢的内膜。萌发剂处理联合低温等离子体处理（MF+CP），可以诱导芽孢萌发，因此低温等离子体可以同时杀死芽孢及营养态，因此既有点状的红色又有杆状的红色。