超高压对微生物

?

1994-2010

China

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45

卷

4

期

2005

年

8

月

微生物学报

Acta Microbiologica Sinica

Vol. 45

August

No. 4

2005

基金项目

:

湖南省农业生物技术重大专项研究

(20 04NK1003)

作者简介

:

李宗 军

(1967

-

)

,

男

,

湖南临湘人

,

副教授

,

博士

,

研究方向为食品微生物与生物技

术。

Tel :86-731-4617007 Fax :86-731-4617013

E-mail :lizongjun @yahoo. com. cn

收稿日期

:2004-12-02 ,

修回日期

:2005-03-22

超高压处理对微生物生理特性的影响

李宗军

1

徐建兴

2

(1

湖南农业大学食品科技学院

长沙

410128)

(2

中国科学院生物物理研究所

北京

100101)

摘

要

:

单核增生李斯特菌

(

Listeria monocytogenes

)NCTC 11994

和大肠杆菌

(

Escherichia coli

)ATCC 80739

经高压处理

,

其生理特性发生了深刻 的变化

,

主要表现是

:400MPa

以上的压力处理

10min ,

微生物数量下

降

7

个对数单位

,

压力处

理还会导致细胞内

pH

值的变化

,

使膜电位下降

,

细胞内钾流失

,ATP

浓度降低。

关键词

:

超高压

,

微生物

,

生理特性

中图分类号

:Q935

文献标识码

:A

文章编号

:000126209 (2005)

超高压处理被认为是一种新的冷杀 菌方式

,

可

以应用于食品的保鲜

[1

～

3 ]

。不同的微生物对压力具

有不同的抗 性

,

微生物细胞的存活率与所采用的压

力大小有直接关系

,500

～

700MPa

能杀死细菌、酵母

,

但微生物的孢子具有更强的抗

性

[4

～

6 ]

。高压处理可能会引起微生物形态、细胞膜、

细胞壁、生物化学反应和遗传物质的改变

[7 ,8 ]

。细胞

膜的变化可能是压力引起微生物死亡最主要的原因

之一

[9 ,10 ]

。了解微生物的压力致死机理可以帮助我

们有效地将这一技术应用于食品保鲜与加工过程

中

[11 ]

。本文选择食品加工中常见的单核增生李斯

< br>特菌和大肠杆菌作为革兰氏阳性和阴性的代表

,

对

它们的压力反应进行比较

,

旨在明晰压力处理对数

期细胞悬液

< br>,

活细胞总数、细胞体积、细胞内

pH

值、

细胞内钾离子浓度等生理特性的 变化

,

从而为微生

物的压力致死机制寻找理论依据。

1

材料和方法

1

1

1

材料

1

1< /p>

1

1

1

菌种

:

单核增生李斯特菌

(

Listeria

monocytogenes

) NCTC 11994

由英国巴斯大学友情提

供

大肠杆菌

(

Escherichia coli

)ATCC 80739

购自中国

科学院微生物研究所。

1

1

1

2

主要试剂和仪器

:

< br>苯甲酸

(

羧基

14 C)

、右旋糖

苷

(

羧基

14 C)

、

(3 H)

菊粉、

4-3 H-

溴化苯磷酸、

ATP

、尼

日利亚菌素等购自

Sigma

公司< /p>

;

蛋白质和

ATP

分析

试剂盒购自南京建成生物工程公司。

Facscan

流式

细胞仪

(

美国

Beckman

公司

) 625

型荧光测定仪

(

上

海精密仪器一厂

) M5

型原子吸 收光谱仪

(

美国

Thermo

公司

) EPICS XL

液体闪烁仪

(

美国

Beckman

Coulter

公司

)

高速离心机

(

美国

Beckman

公司

)

。

1

1

2

压力处理

压力处理前两个菌株经相同的活化处理

,

于

37

℃、营养肉汤中培养

18h ,

直至培养物浓度大约为

5

×

108cfuPmL ,

保存在同一条件下备用。单核增生李

斯特菌或大肠杆菌对数后期的培养物用

100mmolPL

磷酸盐

(pH710)

或柠檬酸盐缓 冲溶液按

1

∶

5

进行稀

释

,

每一个稀释度的细胞悬液

,

取

750mL

封入灭菌

的聚乙烯薄膜袋中备压。每一个稀释度的细胞悬液

在

10L

的压力斧中

,150

～

600MPa

、

20

℃处理

10min

。

压力处理对细胞存活性的影响按国家标准测定菌落

总数。

1

1

3

细胞大小的测定

用

Facscan

流式细胞仪测定细 胞大小的变化

,

将

100

μ

L

的细菌悬液用缓冲溶液稀释到

1mL ,

在

488nm

下进行分析。

1

1

4

生理分析用细菌悬液的制备

经压力处理的单核增生李斯特菌或大肠杆菌细

胞悬液

,13000

×

g ,30min

离心

沉淀重新悬浮在

6mL

上清夜中

,

目的是使细胞悬液的平均蛋白质浓度维

持在

10mgPmL

左右

,

蛋白质用

FoLin-

酚法

[12 ]

进行测

定

(

以牛血清蛋白做标准

)

。两种细菌的细胞悬液分

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别被用于细胞体积、

pH

值、膜电位、钾离子浓度、腺

嘌呤核苷酸的测定。

1

1

5

细胞体积的测定

在

2mL

蛋白质浓度为

10mgPmL

的细胞悬液中

加入

< br>100

μ

L ,37kbq

的 右旋糖苷

(

羧基

14 C)

和

20

μ

L ,

74bq

的

3 H2O ,

试样混合后

, 25

℃

, 80rPmin ,

培养

10min

。分别取

300

μ

L