高压脉冲电场对酿酒酵母钝化机理研究.pdf

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1、第27卷2011钲第4期4月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．4Apr．2011355高压脉冲电场对酿酒酵母钝化机理研究李静，廖小军※，钟葵，张燕(中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，农业部果蔬加工重点开放实验室，果蔬加工教育部工程研究中心，北京100083)摘要：为探究高压脉冲电场(PEF)对微生物的钝化机理，该试验主要采用Lowry法、SDS．PAGE电泳、APIZYM试剂盒、流式细胞仪等方法测定PEF处理对酿酒酵母蛋白质含量、胞内酶活性和DNA等的影响。结果显示：PEF处理后，酿酒酵母胞内蛋白质

2、含量显著降低(球0．05)，SDS．PAGE电泳图分析发现酿酒酵母胞内蛋白谱图不清晰，且有小分子和60gDa以上大分子蛋白谱带缺失，酿酒酵母细胞内13种酶的活性均有不同程度的下降，细胞DNA含量降低，部分DNA变性。PEF钝化微生物与其胞内酶失活、蛋白质和DNA发生外泄或变性有关。关键词：蛋白质，微生物，机理，钝化，高压脉冲电场，酿酒酵母，doi"10．39698．issn．1002—6819．2011．04．062中图分类号：TS205．9；Q689文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)--04—0355—06李静，廖小军，钟葵，等．高压脉冲电场对酿酒

3、酵母钝化机理研究[J]．农业工程学报，2011，27(4)：355--360．LiJing，LiaoXiaojun，ZhongKui，eta1．Inactivationmechanismofpulsedelecu'ic&地onSaccharomycescerevisiae娜．TransactionsoftheCSAE，2011，27(4)：355--360．(inChinesewithEngHshabstrac00引言高压脉冲电场(pulsedelectricfields，PEF)作为一项极具应用前景的非热加工技术，由于其能耗低，温升小，对环境无污染，能最大程度地减少对

4、食品感官、营养品质的破坏而广受科研人员关注【1】。已有不少研究者报道PEF能够有效杀灭大部分微生物【2训。然而PEF对微生物钝化机理仍不清楚，相关杀菌机理假说较多，其中电崩解和电穿t孓6】2个模型被普遍接受，模型认为细胞钝化是由于细胞膜的破损和胞内物质的泄露引起的[7_81。早期PEF对细胞结构破坏的研究主要通过扫描电镜(scanningelectronmicroscopy，SEM)和透射电镜(transmissionelectronmicroscopy，TEM)观察，发现PEF处理后细胞变形；细胞膜表面变得粗糙褶皱且有孔洞和大量碎片；原生质团聚、缺失，质壁分离；细胞器

5、如核糖体等部分或全部缺失：酵母细胞芽痕生成等【¨11。然而，SEM和TEM仅仅只是定性而非定量的研究细胞的破坏【12j，同时也无法证明PEF处理是否会导致细胞内部主要生理活性物质如蛋白质和DNA等的损失或变性。因此，需要运用其他研究方法从分子水平反映PEF对微生物细胞膜的破坏及细胞其它组分的影响。Simpson等报道了PEF处理导致细胞紫外吸收物质外泄【131。Wouter等通过流式收稿日期：2010—08—04修订日期：201I-03-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(．50376031)作者简介：李静(1986一)，女，四川广汉人，研究方向为农产品加工及贮藏工

6、程。北京中国农业大学食品科学与营养工程学院，100083。Email：lijin98622@gmaii．corn※通信作者：廖小军(1966一)，男，江西新余人，博士，教授，博士生导师，主要从事农产品加工与贮藏领域的研究。Email：liao对岫@honnail．corn细胞仪研究了膜的渗透性和乳酸杆菌属钝化动力学的关系，发现膜受损细胞百分比与能量输入呈线性关系[8】。Rieder等采用彗星电泳观察到nsPEF对DNA会造成损伤【14】。张鹰等通过ERIC．PCR技术也得出相似的结论【15】。目前国内外关于PEF对微生物胞内酶活性及定量研究细胞蛋白质和DNA受损情况的报

7、道还较少。本试验主要采用Lowry法、SDS．PAGE电泳、APIZYM试剂盒、流式细胞仪等方法测定PEF处理对酿酒酵母蛋白质含量、胞内酶活性和DNA的影响，从分子水平研究PEF杀灭微生物的可能机理。1材料与方法1．1材料1．1．1微生物培养试验所用菌种酿酒酵母CGMCC2．604购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)。按CGMCC说明书将酿酒酵母冻干粉活化后，斜面保存。用接种环取适量菌种接种到酵母粉．葡萄糖液体培养基中，28℃培养24h达到稳定生长前期。培养好的菌液于4℃、5500r／min离心10min，弃去上层清液，菌体沉