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高压co2酸化杀菌机理研究

高压CO2酸化杀菌机理研究

作者：宋俊骅合肥工业大学

学位级别：硕士

高压co2杀菌技术是近年来发展起来的一种新型的冷杀菌技术,具有杀菌成本低、无毒副作用、杀菌效果好、可操作性强等优点。90年代至今,国内外各学者越来越重视对高压co2杀菌技术的研究,但是对高压co2杀菌机理的研究一直都停留在猜测中,... 详细信息

高压co2杀菌技术是近年来发展起来的一种新型的冷杀菌技术,具有杀菌成本低、无毒副作用、杀菌效果好、可操作性强等优点。90年代至今,国内外各学者越来越重视对高压co2杀菌技术的研究,但是对高压co2杀菌机理的研究一直都停留在猜测中,尚无实验依据。本论文为弄清高压co2的各大杀菌机理中的“酸化机理”,利用间接试验方法来检验酸化杀菌机理。根据细菌内F-ATPasei(质子移位膜ATP酶)和P-ATPase(即细胞膜ATP酶)会自动调节胞内质子浓度,减轻外来酸化对微生物不利影响的原理,设计试验。本试验以大肠杆菌为研究菌种,利用紫外和抑制剂相结合的方法来构建低活性P-ATPase型和低活性F-ATPase型基因突变株;利用单因素试验和正交试验得出高压co2杀菌的最佳工艺条件;利用高压co2对正常型大肠杆菌和诱变菌的杀菌效果的对比结果,H+-ATPase活力对高压co2杀菌的影响,以及H+-ATPase对高压co2杀菌影响的显著性分析对高压co2酸化杀菌机理进行初步研究。研究结果表明：高压co2对低活性H+-ATPase型大肠杆菌的杀菌效果好于正常型大肠杆菌;H+-ATPase活力对高压co2杀菌效果具有显著影响;说明了酸化机制在杀灭微生物过程中扮演着重要的角色。

关键词：高压co2 H+-ATPase P-ATPase F-ATPase 大肠杆菌酸化机理

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高压co2对大肠杆菌的灭活机理研究

高压CO2对大肠杆菌的灭活机理研究

作者：邹旭鹏合肥工业大学

学位级别：硕士

本研究以大肠杆菌为研究对象，其目的在于探究清楚高压co杀灭大肠杆菌的致死机理。首先，通过正交试验，得出高压co处理大肠杆菌的最佳条件为：25MPa,50℃，处理时间80min。其次，利用氨基酸自动分析仪对处理前后的大肠杆菌菌悬液中的... 详细信息

本研究以大肠杆菌为研究对象，其目的在于探究清楚高压co杀灭大肠杆菌的致死机理。首先，通过正交试验，得出高压co处理大肠杆菌的最佳条件为：25MPa,50℃，处理时间80min。其次，利用氨基酸自动分析仪对处理前后的大肠杆菌菌悬液中的成分变化进行分析对比，结果显示，经高压co处理后的菌悬液中无论是氨基酸种类还是含量都比处理前的菌悬液要多，并结合扫描电镜照片进行观察和分析，发现一部分大肠杆菌细胞表面的一些物质被萃取出来，在细胞表面形成了一些小孔，这一结论验证了萃取机制的存在;最后，由于H+-ATP酶是大肠杆菌体内新陈代谢的关键酶，对pH值变化非常敏感，所以本研究检测对比了处理前后大肠杆菌体内H-ATP酶的活性变化，结果显示，经高压co处理后的大肠杆菌体内H+-ATP酶的活性明显比处理前要低，为了更加严谨的验证酸化机制，结合高压co对干粉和菌悬液两种不同状态大肠杆菌的杀菌效果作对比，证明了酸化机制的存在。研究结果表明：高压co杀灭大肠杆菌不是由某一机理单独作用的，而是由机械破裂致死机制，萃取机制和酸化机制共同作用的结果。

关键词：高压co2 大肠杆菌杀菌机理酸化萃取破裂

高压co2环境下假丝酵母不对称还原苯乙酮的反应特性

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高压CO2环境下假丝酵母不对称还原苯乙酮的反应特性

作者：应小姣浙江大学

学位级别：硕士

利用微生物细胞不对称还原前手性物质合成手性化合物的方法具有高效和高立体选择性等特点,已成为手性合成中最具发展潜力的方法之一。其中改变反应的介质环境,也是改进手性合成的一个重要研究方向。本工作选择了粗状假丝酵母Candida val... 详细信息

利用微生物细胞不对称还原前手性物质合成手性化合物的方法具有高效和高立体选择性等特点,已成为手性合成中最具发展潜力的方法之一。其中改变反应的介质环境,也是改进手性合成的一个重要研究方向。本工作选择了粗状假丝酵母Candida valida不对称还原苯乙酮作为模型反应,研究了高压co环境对该反应的影响。首先考察了经高压co处理的Candida valida细胞常压下不对称还原苯乙酮的反应情况。结果发现,与未处理的细胞一样,经处理后的Candida valida细胞能高效地催化苯乙酮的不对称还原,生成R型对映体过量的α-苯乙醇,但是反应的e.e.值只有70～80%。通过考察细胞的处理时间、压力以及温度等因素对随后常压反应的影响,发现随着处理时间的延长、压力的增加以及温度的增高,会使产物的得率明显下降,而e.e.值呈现略微的变化。其次,考察了在高压co环境下Candida valida不对称还原苯乙酮的反应特性。考察了底物浓度、细胞用量、反应温度、压力、反应体系pH值、辅助底物以及搅拌作用等因素对反应的影响,发现Candida valida在高压co环境下仍具备良好的不对称还原苯乙酮的能力。确定的最佳反应条件为:反应体系为20mlPBS(0.2mol/L,pH7.0)缓冲液,苯乙酮初始浓度24.4mmol/L,辅助底物为葡萄糖0.1g/ml,细胞用量0.4g/ml,在6.0MPa、30℃条件下反应30h。α-苯乙醇得率最高可达90%以上,e.e.值为80～90%。与常压静置反应相比,α-苯乙醇得率增加了30～40%,e.e.值也提高了10%左右。最后,尝试控制高压co环境下Candida valida不对称还原苯乙酮的立体选择性,考察了热预处理细胞、改变细胞培养条件以及菌种等方法,发现好氧发酵的处于对数生长期的细胞表现出更好的反应立体选择性;热预处理细胞并没有使反应的e.e.值提高;Candida valida比面包酵母催化反应的产物得率更高,后者得到的是S型对映体过量的α-苯乙醇。高压co环境下重复利用Candida valida三次,反应的产物得率和e.e.值都有明显下降。

关键词：高压co2 不对称还原微生物细胞催化反应 Candida valida 苯乙酮 (R)-α-苯乙醇

高压均质协同高压co2对酿酒酵母菌的杀菌研究

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高压均质协同高压CO2对酿酒酵母菌的杀菌研究

作者：孙彦琳山东师范大学

学位级别：硕士

加热杀菌是目前食品工业中常用的灭菌技术,但是加热杀菌技术会不可避免地造成部分热敏食物品质的下降,比如色泽、口感及质地的变化,因此非热灭菌技术的开发与研究尤为重要。高压co和高压均质杀菌均是非热杀菌技术,且已有较多的研究将高... 详细信息

加热杀菌是目前食品工业中常用的灭菌技术,但是加热杀菌技术会不可避免地造成部分热敏食物品质的下降,比如色泽、口感及质地的变化,因此非热灭菌技术的开发与研究尤为重要。高压co和高压均质杀菌均是非热杀菌技术,且已有较多的研究将高压co和高压均质杀菌技术应用于果蔬汁饮料中,并取得了显著的杀菌效果。本论文创新性地将高压co和高压均质杀菌技术结合起来,构建了一个新型的高压均质协同高压co杀菌方法,以强化其杀菌效果并得到更好的应用。根据高压均质协同高压co杀菌技术的工作原理和特点,制定了杀菌装置设计方案,并成功搭建了杀菌试验装置。把复杂食品基质简化为co-水混合物,利用相平衡理论分析了高压均质协同高压co杀菌过程中为co相态特性,研究表明,在压力为000 bar的范围内,处理温度不低于15℃,就不会产生co水合物,可保证高压均质协同高压co杀菌装置的安全运行。针对高压均质协同高压co杀菌中高压均质环节温度升高的问题,提出了储料容器外置冷却与均质阀内置冷却结合的双级冷却方案,测试结果表明该方案能够满足非热杀菌的要求。以酿酒酵母ATCC9763为目标测试菌,以其菌悬缓冲液为研究基质,系统地研究了杀菌方式、高压co压力、高压均质压力、处理温度、时间等因素对高压均质协同高压co杀菌效果的影响规律。研究结果表明,高压均质协同高压co的杀菌效果明显优于单一的杀菌方式,且其协同杀菌效果随着co压力的增高、高压均质压力的增高、温度的升高以及时间的延长而逐渐提高。对不同高压co压力和不同高压均质压力下的杀菌动力学特性进行系统研究,并采用6种非线性曲线动力学模型对其杀菌动力学数据进行了拟合。杀菌动力学数据表明,co压力和高压均质压力对协同杀菌效果影响都很大,且致死动力学特性呈现出杀菌速率先快后慢的两段式致死曲线。模型拟合结果表明,这6种非线性曲线动力学模型都具有较好的拟合度,但其拟合精度却不相同,呈现出Peleg Type B>Peleg Type A>Biphasic>Modifid Gompertz>Weibull>Modifid Logistic。通过对酿酒酵母细胞粒度、胞内重要物质的泄露、细胞外部形态、细胞膜通透性变化等特征的研究,并结合不同杀菌方式的杀菌效果,来揭示高压均质协同高压co杀菌机理。高压均质处理细胞破碎能力最强,高压co处理对细胞的破碎能力很弱,高压均质协同高压co处理对细胞的破碎能力介于两者之间。从PI染色效果来看,经高压co处理的细胞,被PI染色的细胞较少;经高压均质处理的细胞,被PI染色的几乎没有;经高压均质协同高压co处理的酿酒酵母,被PI染色的细胞数量随着处理时间的延长而大量增加。结合三种杀菌方式的杀菌效果,得到高压均质协同高压co技术的杀菌机理:一方面通过高压均质的机械破碎作用导致酿酒酵母死亡;另一方面,没有破碎的完整细胞由于机械作用力的影响,使得更多的co更易于进入细胞内从而改变细胞生理状态导致细胞死亡,使得其杀菌能力远高于单纯的高压均质杀菌和高压co杀菌。

关键词：高压co2 高压均质酿酒酵母杀菌机理

协同因子对苹果汁中致腐菌芽孢高压co2杀灭效果的研究

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协同因子对苹果汁中致腐菌芽孢高压CO2杀灭效果的研究

作者：吴克平合肥工业大学

学位级别：硕士

通常热敏性果汁杀菌主要采用热力杀菌，如中低温巴氏杀菌，虽对果汁营养和风味损害较小，但保质期较短;而高温灭菌效果虽好，但耗能较高且破坏果汁营养;随着人们生活水平的提高，对食品品质要求愈加严格，“冷杀菌”技术便成为替代热力... 详细信息

通常热敏性果汁杀菌主要采用热力杀菌，如中低温巴氏杀菌，虽对果汁营养和风味损害较小，但保质期较短;而高温灭菌效果虽好，但耗能较高且破坏果汁营养;随着人们生活水平的提高，对食品品质要求愈加严格，“冷杀菌”技术便成为替代热力杀菌技术的首选。高压co杀菌技术(HPCD)作为一种新兴的“冷杀菌”技术，能在温和条件下有效杀灭细菌营养体、真菌等，对保持食品原有风味和营养十分有利，同时具有成本低、节约能源、安全无毒等诸多优点。目前，高压co杀菌技术应用的关键难点是如何实现对细菌芽孢的有效杀灭。因此，本文以果汁中主要致腐菌-酸土脂环酸杆菌的芽孢为研究对象，通过高压co试验，考察不同协同因子对芽孢高压co杀灭效果的影响，以及协同因子结合高压co处理对苹果汁中主要理化指标的影响，结果表明： 1.压力、温度和时间对高压co处理酸土脂环酸杆菌芽孢的致死作用均有影响，以压力影响最为显著，正交试验优化得到高压co对酸土脂环酸杆菌芽孢的最佳杀菌条件为压力30MPa、温度50℃、时间70min，杀菌对数值为3.12。 2.添加四种营养萌发诱导因子与高压co协同灭菌结果表明，50℃/25min萌发预处理后，60℃、30MPa、45min条件下L-丙氨酸+高压co组合杀菌效果最好，杀菌对数值比空白组(高压co单独处理)提高1.36，其次是肌醇+高压co组合，而维生素B6的协同作用不明显。 3.添加四种天然抑菌因子与高压co协同灭菌结果表明，除壳聚糖外，另外三种抑菌因子对高压co均有不同程度的协同杀菌作用，其中溶菌酶协同效果最明显，其次是乳酸链球菌素(Nisin)，肉桂醛协同效果相对较差;采用溶菌酶协同高压co优化的最佳杀菌条件为溶菌酶0.10g/kg、压力25MPa、温度45℃、时间60min，能使杀菌对数值达到5.40，比空白组提高了2.30。高效液相色谱和扫描电镜检测结果显示，溶菌酶与高压co协同作用导致了芽孢核心物质2,6-吡啶二羧酸(DPA)发生大量泄露，且部分芽孢完全破裂，从而造成芽孢大量死亡。 4.溶菌酶协同高压co处理后的热敏性苹果汁Brix值、pH、色度和澄清度等均无明显变化，同时可使苹果汁的Vc保留率达到70%-80%，在4℃贮藏30d后仍能满足GB19297-2003《果蔬汁饮料卫生标准》，与热杀菌结果相比，能更好的保持果汁的营养成分和延长保存期。

关键词：高压co2 酸土脂环酸杆菌芽孢芽孢萌发因子天然抑菌因子苹果汁品质指标

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热敏性药物溶残高压co2脱除动力学研究

热敏性药物溶残高压CO2脱除动力学研究

作者：王琦青岛科技大学

学位级别：硕士

前期研究发现高压co法是一种解决热敏性药物溶残低温高效快速脱除的较好方法,但作为工业化基础的高压co萃取脱除热敏性药物溶残动力学研究尚未见报道,所以开展高压co法脱除热敏性药物溶残动力学研究对药物溶残脱除的工业体系设计和运行... 详细信息

前期研究发现高压co法是一种解决热敏性药物溶残低温高效快速脱除的较好方法,但作为工业化基础的高压co萃取脱除热敏性药物溶残动力学研究尚未见报道,所以开展高压co法脱除热敏性药物溶残动力学研究对药物溶残脱除的工业体系设计和运行具有重要意义。本文基于自主设计的一套高压co法萃取脱除热敏性药物溶残动力学快速测定的装置,开展高压co法萃取脱除热敏性药物动力学实验研究,并建立了高压co萃取脱除热敏性药物的BP神经网络模型。首先本文进行了普拉格雷中乙腈溶残和右旋布洛芬中乙醇溶残的脱除动力学实验研究,实验结果表明溶残最终含量均符合《残留溶剂的指导原则(Q3C)》的溶残控制要求。脱溶的动力学过程由脱溶速率进行表征。由普拉格雷乙腈溶残的脱溶曲线可发现,整个脱溶过程分为两个部分:快速脱溶阶段和慢脱溶阶段,快速脱溶阶段接近于线性,此时是自由溶残快速脱除阶段,当自由溶残被萃取完全后,药物颗粒内部的结合溶残也被部分萃取,脱溶速度减缓进入慢脱溶阶段。而研究自由溶残快速脱除阶段的右旋布洛芬中乙醇溶残脱除实验说明脱溶速率随着压力的升高和co流量的增大而提高,而萃取温度的升高,其溶剂密度降低会使脱溶速率降低,但溶质蒸汽压增大提高萃取速率,两者共同作用,因此温度对脱溶速率的影响较为复杂。其次本文建立以脱溶压力、脱溶温度、高压co流量和时间为输入参数,以实验得到的脱溶率为输出参数,网络结构为4-15-1的BP神经网络模型,对文献中的高压co萃取动力学研究进行关联验证,可对文献研究中的萃取曲线做出很好的关联,并优于文献中作者使用数学模型关联拟合结果,证明了本文建立的BP神经网络模型良好的关联拟合结果。又对高压co萃取脱除热敏性药物溶残实验数据进行训练,可对普拉格雷乙腈溶残萃取脱溶速率曲线做出很好的关联;且对普拉格雷中乙腈溶残脱除和右旋布洛芬中乙醇溶残脱除实验数据的关联拟合结果与实验数据间的均方差(MSE)均较小,关联的线性回归系数R均在0.99以上;最终均证明了本文建立的BP神经网络模型是一种较好的动力学模型。

关键词：高压co2 热敏性药物溶残脱除动力学研究 BP神经网络

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高压co2对水酶法乳状液破乳影响的研究

大豆科技 2019年第S1期 343-348页

作者：韩宗元江连洲李杨齐宝坤王中江王胜男东北农业大学食品学院哈尔滨150030 沈阳工学院生命工程学院抚顺150030

研究高压co2破乳过程中的各种因素对破乳效果的影响,并采用透射电镜来观察乳状液破乳前后油脂和蛋白的变化情况。在单因素基础上通过响应面优化得到最佳破乳条件:高压co2压力为13.96 MPa,温度155.64℃,处理时间21.46 s,浓度0.53 g/cm3,... 详细信息

研究高压co2破乳过程中的各种因素对破乳效果的影响,并采用透射电镜来观察乳状液破乳前后油脂和蛋白的变化情况。在单因素基础上通过响应面优化得到最佳破乳条件:高压co2压力为13.96 MPa,温度155.64℃,处理时间21.46 s,浓度0.53 g/cm3,破乳率最优值(94.88±0.30)%。并且通过透射电镜观察发现,破乳前乳状液中大部分油脂被蛋白牢牢包裹,然而破乳后乳状液中包裹油脂的蛋白被破坏,油脂释放并结合在一起。

关键词：高压co2 破乳水酶法

高压co2杀菌机理及对芽孢类细菌杀菌效果研究

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中国食品 2019年第2期 167-169页

作者：高媛周先汉曾庆梅宁夏大学生命科学学院合肥工业大学分析测试中心合肥工业大学农产品生物化工教育部工程研究中心

高压co2处理技术在有效地杀灭微生物和酶的同时,能很好地保持食品原有的营养成分、色泽、气味,同时因成本低廉、安全无毒等优点受到广泛关注。在高压co2杀菌中,最难杀灭的是芽孢类细菌,相对细菌来说具有更高的抗热、抗压及抗辐射性能。... 详细信息

高压co2处理技术在有效地杀灭微生物和酶的同时,能很好地保持食品原有的营养成分、色泽、气味,同时因成本低廉、安全无毒等优点受到广泛关注。在高压co2杀菌中,最难杀灭的是芽孢类细菌,相对细菌来说具有更高的抗热、抗压及抗辐射性能。因此对芽孢的杀灭效果常作为衡量食品灭菌效果的重要指标。本文回顾了国内外研究状况,提出了高压co2杀灭芽孢类细菌需解决的基础问题。

关键词：高压co2 芽孢杀菌

浅析油污对高压co2汽提塔汽提效率的影响及处理措施

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化工安全与环境 2018年第47期31卷 23-24页

作者：刘亮安徽晋煤中能化工股份有限公司

高压co2汽提塔是co2汽提法尿素生产工艺中的关键设备。高压co：汽提塔的运行状况将直接决定着本装置的稳产、高产、低耗。因而精心做好高压co2汽提塔的操作和维护，不可忽视。现就油污对高压co2汽提塔汽提效率的影响谈谈自己的认识。

关键词：高压co2 汽提效率汽提塔油污 co2汽提法生产工艺尿素