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温—压协同处理对仙人掌有孢汉逊酵母的致死机理

温—压协同处理对仙人掌有孢汉逊酵母的致死机理

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作者：吴傲北京林业大学

学位级别：硕士

酵母菌的生长繁殖是造成浆果类产品微生物腐败的主要因素。但由于细胞壁的保护作用,酵母菌对环境的抗逆性较强,难以完全致死。近年来新兴的超高压杀菌技术虽然对酵母菌具有较好的杀灭效果,但在粘度大的高糖溶液中,杀菌效果无法满足工业... 详细信息

酵母菌的生长繁殖是造成浆果类产品微生物腐败的主要因素。但由于细胞壁的保护作用,酵母菌对环境的抗逆性较强,难以完全致死。近年来新兴的超高压杀菌技术虽然对酵母菌具有较好的杀灭效果,但在粘度大的高糖溶液中,杀菌效果无法满足工业生产需求。一味地提高处理压力和保压时间,不仅提高了对设备的要求,还会增加能耗,不利于工业化推广。因此,本论文采用温-压协同处理的方式对仙人掌有孢汉逊酵母(Hanseniaspora opuntiae)进行灭活,筛选最佳杀菌工艺参数,从多角度探究温度和压力的作用机制,阐述温-压协同处理对酵母菌的致死机理。主要研究结果包括:(1)仙人掌有孢汉逊酵母的最适生长温度28℃;高温处理对仙人掌有孢汉逊酵母的压敏性无明显影响;选用300MPa/300s+55℃/120s的灭菌条件对菌悬液进行处理,可以将菌种完全致死(致死率>6 1g)。(2)处理温度升高,仙人掌有孢汉逊酵母细胞膜的通透性呈上升趋势,超高压处理对菌体细胞膜通透性的影响则更加显著,会造成细胞膜破裂或穿孔,进而直接导致菌体的死亡。温度和超高压处理均会显著提高菌体细胞膜的渗透性,导致细胞内的核酸及蛋白质大量外泄。电镜结果显示:高温会导致菌体的细胞器解体,超高压处理会破坏菌体的膜结构、造成细胞内物质泄漏。(3)高温处理会显著降低仙人掌有孢汉逊酵母胞内ATP酶的活力,而高压处理对ATP酶活性的影响相对较小。不同处理方式对菌体内蛋白质各类二级结构的含量会造成不同的影响。与温度处理相比,超高压处理对菌体DNA的破坏作用更加显著;超高压处理会明显降低菌体线粒体膜电位,温度处理对线粒体膜电位的影响不显著。(4)通过RNA-Seq技术,分析了仙人掌有孢汉逊酵母经过温度和超高压处理后差异基因的表达情况。灭活处理后,仙人掌有孢汉逊酵母的基因表达出现了不同程度的上调或下调,以应对环境的变化,其中最显著的影响在于与细胞膜有关的基因发生了显著的差异性表达。两种处理方式对于仙人掌有孢汉逊酵母的减数分裂和菌体自噬这两个生命过程均会产生显著的影响。

关键词：酵母菌温-压协同处理致死机理

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