CN105962002A - 温和式杀灭细菌芽孢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温和式杀灭细菌芽孢的方法，包括以下步骤：步骤一、在芽孢悬液中加入渗透剂，并调节芽孢悬液的pH；步骤二、向芽孢悬液中加入萌发混合制剂；步骤三、对芽孢悬液进行热激激活处理，热激后冷却，在适宜温度条件下孵育一定时间以诱导芽孢萌发；步骤四、将孵育后的芽孢加热处理，杀灭萌发后的芽孢；以及步骤五、重复步骤三～步骤四。本发明方法应用温和的方式杀灭萌发后的芽孢，能够最大限度保留食品品质和营养，与传统高温灭菌法相比更节能节水，整个过程只需要约5h，且经处理后无芽孢检出，杀灭效果好，比间歇式灭菌法耗时2d‑3d，大大缩短处理时间，更方便快捷。

Description

温和式杀灭细菌芽孢的方法
技术领域
本发明涉及食品杀菌技术领域。更具体地说，本发明涉及一种温和式杀灭细菌芽孢的方法。
背景技术
芽孢是一类芽孢杆菌属(Bacillus)和梭菌属(Clostridium)等微生物在环境胁迫(如低温、干旱和营养缺乏等)下形成的一类微生物休眠体。它对高温、高静压、干燥、辐射、低温、腐蚀性物质等具有极强的抗逆性。在极端环境中，芽孢休眠体可以存活数百年甚至几百万年，在食品安全领域，常见的肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridium botulinum)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)等的芽孢可造成食品的腐败和食源性疾病。为了杀灭食品中的芽孢，现代食品工业采用121℃高温灭菌法。这种极端的方式会引起食品色泽、风味、质构及营养成分等质量因素的不良变化。
萌发是一种芽孢自身的生理结构发生变化成为营养体的过程，萌发后芽孢抗逆性消失，通过温和处理即可实现对芽孢的杀灭。然而芽孢萌发存在两类问题，一方面，由于不同种属芽孢萌发受体的差异，现有萌发剂种类无法使所有芽孢萌发；另一方面，萌发剂无法快速通过芽孢多层次结构，芽孢萌发的效率极低。间歇式灭菌法(Tyndallization)就是采用芽孢萌发的理论，利用食品原料中的营养物质反复诱导芽孢萌发再进行杀灭，而这种方式极为耗时，一个循环处理长达12h，一般循环3次，无法满足工业化生产的需要，目前这种方式在食品工业上极少使用。为了突破上述瓶颈，采用鸡尾酒式的外源混合萌发制剂，激活不同萌发受体，如GerA受体对应L-Ala，GerK受体对应脯氨酸或蛋氨酸，GerL受体对应丝氨酸或缬氨酸，GerB受体对应D-葡萄糖、D-果糖和钾离子等，快速诱导芽孢萌发。另一方面，为提升萌发效率，加入萌发因子渗透剂，如Tween 80、磷酸盐、植酸等，促进萌发因子向芽孢内膜渗透，萌发剂激活内膜上萌发受体，萌发后的芽孢很容易在温和条件下被杀灭。这种方式既能最大限度保留食品品质和营养，又能破解间歇式灭菌法耗时长的弊端。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供温和式杀灭细菌芽孢的方法，该方法以芽孢萌发后抗逆性丧失为理论依据，通过营养萌发剂分子和渗透剂快速诱导芽孢萌发，再通过温和的方式杀灭萌发后的芽孢。本发明方法最大限度保留食品品质和营养，与传统高温灭菌法相比更节能节水，整个过程只需要约5h，比间歇式灭菌法耗时2d-3d更方便快捷。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在芽孢悬液中加入渗透剂，并调节所述芽孢悬液的pH为5-8；
步骤二、向所述芽孢悬液中加入萌发混合制剂，所述萌发混合制剂可诱导芽孢萌发量至少达到99％以上；
步骤三、对所述芽孢悬液进行热激激活处理10min-30min，热激后冷却，在适宜温度条件下孵育一定时间以诱导芽孢萌发；
步骤四、将孵育后的所述芽孢加热处理，杀灭萌发后的芽孢；
步骤五、重复步骤三～步骤四。
优选的是，其中，所述步骤一中，所述渗透剂的活性成分包括Tween 80、磷酸盐和植酸，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是0.5g/kg-10g/kg、按PO4 3-计为1g/kg-10g/kg和0.1g/kg-0.2g/kg。
优选的是，其中，所述步骤二中，所述萌发混合制剂的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、苏氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-50mmol/L和10mmol/L-50mmol/L。
优选的是，其中，所述步骤三中，热激处理的温度是70℃-100℃。
优选的是，其中，所述步骤三中，孵育条件是温度30℃-60℃，时间10min-60min。
优选的是，其中，所述步骤四中，加热条件是温度80℃-100℃，时间10min-30min。
优选的是，其中，所述步骤五中，重复步骤三～步骤四至少2次。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明方法以芽孢萌发后抗逆性丧失为理论依据，通过营养萌发剂分子和渗透剂快速诱导芽孢萌发，再通过温和的方式杀灭萌发后的芽孢；
本发明方法最大限度保留食品品质和营养，与传统高温灭菌法相比更节能节水，整个过程只需要约5h，且经处理后无芽孢检出，杀灭效果好，比间歇式灭菌法耗时2d-3d，大大缩短处理时间，更方便快捷；
综上所述，本发明具有操作简单、耗时少，无需特殊设备等优点。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在芽孢悬液中加入渗透剂，并调节所述芽孢悬液的pH值为5-8；
步骤二、向所述芽孢悬液中加入萌发混合制剂，所述萌发混合制剂可诱导芽孢萌发量至少达到99％以上；
步骤三、对所述芽孢悬液进行热激激活处理10min-30min，热激后冷却，在适宜温度条件下孵育一定时间以诱导芽孢萌发；
步骤四、将孵育后的所述芽孢加热处理，杀灭萌发后的芽孢；以及
步骤五、重复步骤三～步骤四。
一个优选方案中，所述步骤一中，所述渗透剂的活性成分包括Tween 80、磷酸盐和植酸，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是0.5g/kg-10g/kg、按PO4 3-计为1g/kg-10g/kg和0.1g/kg-0.2g/kg。
一个优选方案中，所述步骤二中，所述萌发混合制剂的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、苏氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-50mmol/L和10mmol/L-50mmol/L。
一个优选方案中，所述步骤三中，热激处理的温度是70℃-100℃。
一个优选方案中，所述步骤三中，孵育条件是温度30℃-60℃，时间10min-60min。
一个优选方案中，所述步骤四中，加热条件是温度80℃-100℃，时间10min-30min。
一个优选方案中，所述步骤五中，重复步骤一～步骤四至少2次。
根据上述方法做出如下具体实施例并进行检测：
实施例1：
步骤一、制备生孢梭菌(Clostridium sporogenes P.A.3679)芽孢菌悬液10mL，终浓度达到约1.0×106CFU/mL，向其中加入1g/L Tween 80、5g/L三聚磷酸钠和0.2g/L植酸，将pH调节至7.0；
步骤二、向芽孢悬液中加入混合萌发制剂，以使得芽孢悬液中混合萌发制剂的各成分的中浓度为：50mmol/L L-丙氨酸、50mmol/L天冬氨酸、50mmol/L甘氨酸、50mmol/L苏氨酸、10mmol/L葡萄糖和10mmol/L果糖；
步骤三、真空包装后采用80℃水浴热激处理20min，冷却至37℃，在此温度下孵育30min，以诱导芽孢萌发；
步骤四、再煮沸20min，杀灭萌发后的芽孢；
步骤五、重复上述过程三次，检测生孢梭菌芽孢的杀灭效果，发现无生孢梭菌芽孢检出。
实施例2：
步骤一、制备嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953)芽孢菌悬液10mL，终浓度达到约1.0×106CFU/mL，加入5g/L Tween 80、5g/L三聚磷酸钠和0.2g/L植酸，将pH调节至8.0；
步骤二、向芽孢悬液中加入混合萌发制剂，以使得芽孢悬液中混合萌发制剂的各成分的中浓度为：100mmol/L L-丙氨酸、50mmol/L天冬氨酸、50mmol/L甘氨酸、50mmol/L苏氨酸、20mmol/L葡萄糖和20mmol/L果糖；
步骤三、真空包装后采用100℃水浴热激处理20min，冷却至55℃，在此温度下孵育30min，以诱导芽孢萌发；
步骤四、再煮沸30min，杀灭萌发后的芽孢；
步骤五、重复上述过程三次，检测嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的杀灭效果，发现无嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢检出。
实施例3：
步骤一、制备蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)芽孢菌悬液10mL，终浓度达到约1.0×106CFU/mL，加入10g/L Tween 80、1g/L三聚磷酸钠和0.1g/L植酸，将pH调节至5.0；
步骤二、向芽孢悬液中加入混合萌发制剂，以使得芽孢悬液中混合萌发制剂的各成分的中浓度为：10mmol/L L-丙氨酸、50mmol/L天冬氨酸、100mmol/L甘氨酸、10mmol/L苏氨酸、50mmol/L葡萄糖和10mmol/L果糖；
步骤三、真空包装后采用70℃水浴热激处理30min，冷却至30℃，在此温度下孵育60min，以诱导芽孢萌发；
步骤四、再80℃处理30min，杀灭萌发后的芽孢；
步骤五、重复上述过程四次，检测蜡样芽孢杆菌芽孢的杀灭效果，发现无蜡样芽孢杆菌芽孢检出。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在芽孢悬液中加入渗透剂，并调节所述芽孢悬液的pH为5-8；
步骤二、向所述芽孢悬液中加入萌发混合制剂，所述萌发混合制剂可诱导芽孢萌发量至少达到99％以上；
步骤三、对所述芽孢悬液进行热激激活处理10min-30min，热激后冷却，在适宜温度条件下孵育一定时间以诱导芽孢萌发；
步骤四、将孵育后的所述芽孢加热处理，杀灭萌发后的芽孢；以及
步骤五、重复步骤三～步骤四。
2.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述渗透剂的活性成分包括Tween 80、磷酸盐和植酸，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是0.5g/kg-10g/kg、按PO4 3-计为1g/kg-10g/kg和0.1g/kg-0.2g/kg。
3.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述萌发混合制剂的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、苏氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽孢悬液中的最终浓度范围分别是10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-100mmol/L、10mmol/L-50mmol/L、10mmol/L-50mmol/L和10mmol/L-50mmol/L。
4.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤三中，热激处理的温度是70℃-100℃。
5.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤三中，孵育条件是温度30℃-60℃，时间10min-60min。
6.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤四中，加热条件是温度80℃-100℃，时间10min-30min。
7.如权利要求1所述的温和式杀灭细菌芽孢的方法，其特征在于，所述步骤五中，重复步骤三～步骤四至少2次。
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