溫和式殺滅細菌芽孢的方法
【專利摘要】本發明公開了一種溫和式殺滅細菌芽孢的方法，包括以下步驟：步驟一、在芽孢懸液中加入滲透劑，并調節芽孢懸液的pH；步驟二、向芽孢懸液中加入萌發混合制劑；步驟三、對芽孢懸液進行熱激激活處理，熱激后冷卻，在適宜溫度條件下孵育一定時間以誘導芽孢萌發；步驟四、將孵育后的芽孢加熱處理，殺滅萌發后的芽孢；以及步驟五、重復步驟三～步驟四。本發明方法應用溫和的方式殺滅萌發后的芽孢，能夠最大限度保留食品品質和營養，與傳統高溫滅菌法相比更節能節水，整個過程只需要約5h，且經處理后無芽孢檢出，殺滅效果好，比間歇式滅菌法耗時2d?3d，大大縮短處理時間，更方便快捷。
【專利說明】
溫和式殺滅細菌芽孢的方法
技術領域
[0001]本發明涉及食品殺菌技術領域。更具體地說，本發明涉及一種溫和式殺滅細菌芽孢的方法。
【背景技術】
[0002]芽孢是一類芽孢桿菌屬(BaciI Ius)和梭菌屬(Clostridium)等微生物在環境脅迫(如低溫、干旱和營養缺乏等)下形成的一類微生物休眠體。它對高溫、高靜壓、干燥、輻射、低溫、腐蝕性物質等具有極強的抗逆性。在極端環境中，芽孢休眠體可以存活數百年甚至幾百萬年，在食品安全領域，常見的肉毒梭狀芽孢桿菌(Clostridium botulinum)和錯樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)等的芽孢可造成食品的腐敗和食源性疾病。為了殺滅食品中的芽孢，現代食品工業采用121°C高溫滅菌法。這種極端的方式會引起食品色澤、風味、質構及營養成分等質量因素的不良變化。
[0003]萌發是一種芽孢自身的生理結構發生變化成為營養體的過程，萌發后芽孢抗逆性消失，通過溫和處理即可實現對芽孢的殺滅。然而芽孢萌發存在兩類問題，一方面，由于不同種屬芽孢萌發受體的差異，現有萌發劑種類無法使所有芽孢萌發;另一方面，萌發劑無法快速通過芽孢多層次結構，芽孢萌發的效率極低。間歇式滅菌法(Tyndallizat1n)就是采用芽孢萌發的理論，利用食品原料中的營養物質反復誘導芽孢萌發再進行殺滅，而這種方式極為耗時，一個循環處理長達12h，一般循環3次，無法滿足工業化生產的需要，目前這種方式在食品工業上極少使用。為了突破上述瓶頸，采用雞尾酒式的外源混合萌發制劑，激活不同萌發受體，如GerA受體對應L-Ala，GerK受體對應脯氨酸或蛋氨酸，GerL受體對應絲氨酸或纈氨酸，GerB受體對應D-葡萄糖、D-果糖和鉀離子等，快速誘導芽孢萌發。另一方面，為提升萌發效率，加入萌發因子滲透劑，如Tween 80、磷酸鹽、植酸等，促進萌發因子向芽孢內膜滲透，萌發劑激活內膜上萌發受體，萌發后的芽孢很容易在溫和條件下被殺滅。這種方式既能最大限度保留食品品質和營養，又能破解間歇式滅菌法耗時長的弊端。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。
[0005]本發明還有一個目的是提供溫和式殺滅細菌芽孢的方法，該方法以芽孢萌發后抗逆性喪失為理論依據，通過營養萌發劑分子和滲透劑快速誘導芽孢萌發，再通過溫和的方式殺滅萌發后的芽孢。本發明方法最大限度保留食品品質和營養，與傳統高溫滅菌法相比更節能節水，整個過程只需要約5h，比間歇式滅菌法耗時2d_3d更方便快捷。
[0006]為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]步驟一、在芽孢懸液中加入滲透劑，并調節所述芽孢懸液的pH為5-8;
[0008]步驟二、向所述芽孢懸液中加入萌發混合制劑，所述萌發混合制劑可誘導芽孢萌發量至少達到99%以上；
[0009]步驟三、對所述芽孢懸液進行熱激激活處理10min-30min，熱激后冷卻，在適宜溫度條件下孵育一定時間以誘導芽孢萌發；
[0010]步驟四、將孵育后的所述芽孢加熱處理，殺滅萌發后的芽孢；
[0011 ] 步驟五、重復步驟三?步驟四。
[0012]優選的是，其中，所述步驟一中，所述滲透劑的活性成分包括Tween80、磷酸鹽和植酸，其在所述芽孢懸液中的最終濃度范圍分別是0.5g/kg_10g/kg、按P043—計為lg/kg-10g/kg和0.lg/kg-0.2g/kg0
[0013]優選的是，其中，所述步驟二中，所述萌發混合制劑的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽孢懸液中的最終濃度范圍分別是1mmoI/L-1OOmmoI/LN1 Ommol /T-SOmmoI /I,、1 Ommol /I ~1 OOmmol /1,.1 Ommol /T-SOmmoI /I,、1 Ommol /T-SOmmoI /I,和 1 OmmoI /T-.SOmmoI /L
[0014]優選的是，其中，所述步驟三中，熱激處理的溫度是70°C_100°C。
[0015]優選的是，其中，所述步驟三中，孵育條件是溫度30°C_60°C，時間10min-60min。
[0016]優選的是，其中，所述步驟四中，加熱條件是溫度80°C-100°C，時間10min-30min。
[0017]優選的是，其中，所述步驟五中，重復步驟三?步驟四至少2次。
[0018]本發明至少包括以下有益效果:
[0019]本發明方法以芽孢萌發后抗逆性喪失為理論依據，通過營養萌發劑分子和滲透劑快速誘導芽孢萌發，再通過溫和的方式殺滅萌發后的芽孢；
[0020]本發明方法最大限度保留食品品質和營養，與傳統高溫滅菌法相比更節能節水，整個過程只需要約5h，且經處理后無芽孢檢出，殺滅效果好，比間歇式滅菌法耗時2d_3d，大大縮短處理時間，更方便快捷；
[0021]綜上所述，本發明具有操作簡單、耗時少，無需特殊設備等優點。
[0022]本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0025]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0026]如圖1所示，本發明提供的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0027]步驟一、在芽孢懸液中加入滲透劑，并調節所述芽孢懸液的pH值為5-8;
[0028]步驟二、向所述芽孢懸液中加入萌發混合制劑，所述萌發混合制劑可誘導芽孢萌發量至少達到99%以上；
[0029]步驟三、對所述芽孢懸液進行熱激激活處理10min-30min，熱激后冷卻，在適宜溫度條件下孵育一定時間以誘導芽孢萌發；
[0030]步驟四、將孵育后的所述芽孢加熱處理，殺滅萌發后的芽孢；以及
[0031 ] 步驟五、重復步驟三?步驟四。
[0032]—個優選方案中，所述步驟一中，所述滲透劑的活性成分包括Tween 80、磷酸鹽和植酸，其在所述芽孢懸液中的最終濃度范圍分別是0.5g/kg-10g/kg、按P043—計為lg/kg-10g/kg和0.lg/kg-0.2g/kg0
[0033]—個優選方案中，所述步驟二中，所述萌發混合制劑的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽孢懸液中的最終濃度范圍分別是1mmoI/L-1OOmmoI/LN1 Ommol /T-SOmmoI /I,、1 Ommol /I ~1 OOmmol /1,.1 Ommol /T-SOmmoI /I,、1 Ommol /T-SOmmoI /I,和 1 OmmoI /T-.SOmmoI /L
[0034]一個優選方案中，所述步驟三中，熱激處理的溫度是70°C-100°C。
[0035]一個優選方案中，所述步驟三中，孵育條件是溫度30°C_60°C，時間10min-60min。
[0036]—個優選方案中，所述步驟四中，加熱條件是溫度80°C_100°C，時間10min-30min。
[0037]—個優選方案中，所述步驟五中，重復步驟一?步驟四至少2次。
[0038]根據上述方法做出如下具體實施例并進行檢測:
[0039]實施例1:
[0040]步驟一、制備生抱梭菌(Clostridiumsporogenes P.A.3679)芽抱菌懸液 10mL，終濃度達到約1.0 X 106CFU/mL，向其中加入Ig/L Tween 80、5g/L三聚磷酸鈉和0.2g/L植酸，將pH調節至7.0;
[0041]步驟二、向芽孢懸液中加入混合萌發制劑，以使得芽孢懸液中混合萌發制劑的各成分的中濃度為:50mmol/L L-丙氨酸、50mmol/L天冬氨酸、50mmol/L甘氨酸、50mmol/L蘇氨酸、10mmol/L葡萄糖和10mmol/L果糖；
[0042]步驟三、真空包裝后采用80 °C水浴熱激處理20min，冷卻至37 °C，在此溫度下孵育30min，以誘導芽孢萌發；
[0043]步驟四、再煮沸20min，殺滅萌發后的芽孢；
[0044]步驟五、重復上述過程三次，檢測生孢梭菌芽孢的殺滅效果，發現無生孢梭菌芽孢檢出。
[0045]實施例2:
[0046]步驟一、制備嗜熱脂肪芽抱桿菌(GeobacillusstearothermophiIus ATCC 7953)芽孢菌懸液1mL，終濃度達到約1.0 X 106CFU/mL，加入5g/L Tween 80、5g/L三聚磷酸鈉和
0.2g/L植酸，將pH調節至8.0 ；
[0047]步驟二、向芽孢懸液中加入混合萌發制劑，以使得芽孢懸液中混合萌發制劑的各成分的中濃度為:100mmol/L L-丙氨酸、50mmol/L天冬氨酸、50mmol/L甘氨酸、50mmol/L蘇氨酸、20mmol/L葡萄糖和20mmol/L果糖；
[0048]步驟三、真空包裝后采用100°C水浴熱激處理20min，冷卻至55°C，在此溫度下孵育30min，以誘導芽孢萌發；
[0049]步驟四、再煮沸30min，殺滅萌發后的芽孢；
[0050]步驟五、重復上述過程三次，檢測嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢的殺滅效果，發現無嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢檢出。[0051 ] 實施例3:
[0052]步驟一、制備蠟樣芽孢桿菌(BaciIIus cereus)芽孢菌懸液1mL，終濃度達到約1.0X 106CFU/mL，加入 10g/L Tween 80、I g/L 三聚磷酸鈉和 0.1 g/L 植酸，將 pH 調節至 5.0 ；
[0053]步驟二、向芽孢懸液中加入混合萌發制劑，以使得芽孢懸液中混合萌發制劑的各成分的中濃度為:1mmoI/L 1^-丙氨酸、5()1111]101凡天冬氨酸、1001111]101凡甘氨酸、101111]101凡蘇氨酸、50mmol/L葡萄糖和10mmol/L果糖；
[0054]步驟三、真空包裝后采用70°C水浴熱激處理30min，冷卻至30°C，在此溫度下孵育60min，以誘導芽孢萌發；
[0055]步驟四、再80°C處理30min，殺滅萌發后的芽孢；
[0056]步驟五、重復上述過程四次，檢測蠟樣芽孢桿菌芽孢的殺滅效果，發現無蠟樣芽孢桿菌芽孢檢出。
[0057]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、在芽孢懸液中加入滲透劑，并調節所述芽孢懸液的pH為5-8 ； 步驟二、向所述芽孢懸液中加入萌發混合制劑，所述萌發混合制劑可誘導芽孢萌發量至少達到99%以上； 步驟三、對所述芽孢懸液進行熱激激活處理10min-30min，熱激后冷卻，在適宜溫度條件下孵育一定時間以誘導芽孢萌發； 步驟四、將孵育后的所述芽孢加熱處理，殺滅萌發后的芽孢；以及 步驟五、重復步驟三?步驟四。2.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟一中，所述滲透劑的活性成分包括Tween 80、磷酸鹽和植酸，其在所述芽孢懸液中的最終濃度范圍分別是0.5g/kg-10g/kg、按P043—計為lg/kg-10g/kg和0.lg/kg-0.2g/kg。3.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟二中，所述萌發混合制劑的活性成分包括L-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、葡萄糖和果糖，其在所述芽抱懸液中的最終濃度范圍分別是I Ommo I/L_l OOmmo I/L、I Ommo l/L-50mmo I/L、1mmol/T ~1 OOmmol /1,.1 Ommol /T-.SOmmoI /1,.1 Ommol /T-SOmmoI /I,和 1 OmmoI /T-.SOmmoI /L4.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟三中，熱激處理的溫度是70°C-100°C。5.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟三中，孵育條件是溫度30 °C-60 °C，時間 10min-60min。6.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟四中，加熱條件是溫度80°C-100°C，時間 10min-30min。7.如權利要求1所述的溫和式殺滅細菌芽孢的方法，其特征在于，所述步驟五中，重復步驟三?步驟四至少2次。
【文檔編號】A23L3/3562GK105962002SQ201610293658
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】張良, 張泓, 張春江, 黃峰, 張雪, 劉倩楠, 胡宏海, 胡小佳, 黃艷杰, 張 榮, 畢紅霞, 陳文波, 吳娛
【申請人】中國農業科學院農產品加工研究所