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本论文以耐热杆菌(凝结芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌)芽孢为对象,结合不同施压条件、低酸性介质及压致升温,研究了超高静压结合热处理对芽孢的失活(致死)、损伤(亚致死)和压力诱导发芽的联系,更进一步分析芽孢的失活机理。
首先,关于芽孢的失活(致死),芽孢的失活总量在液态介质中大于固态介质,水分活度高的介质高于水分活度低的介质。升压过程中,对于芽孢的失活总量来说压力为主导因素；保压初期(0～10 min),芽孢的失活总量增加明显,尤其相同保压时间下,初温从45℃升致80℃,压致升温导致失活总量增加均超过40％；随保压时间增长(10～20min),失活总量增加的速度逐渐平缓。
其次,芽孢的损伤(亚致死),其损伤总量随着压力的升高而增加。凝结芽孢杆菌芽孢在四种介质中(磷酸缓冲液、牛奶、鸡腿菇、卤牛肉)的损伤总量之间存在显著差异(P<0.05)。嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢在磷酸缓冲液与牛奶中的无显著性差异(P>0.05),牛奶、鸡腿菇(不含NaCl)和卤牛肉(NaCl含量为2.3％)中存在显著差异(P<0.05)；初温为90℃、压力500MPa和初温为80℃、600MPa时芽孢的损伤总量差异不显著(P>0.05)。施压结束后,处于损伤(亚致死)状态而未失活(致死)的芽孢比例随着初温的升高而减小,随着保压的时间增加而减小。扫描电静观察到施压后芽孢被挤压、扭曲,其变化趋势与芽孢损伤量一致。随着施压条件的强烈程度增加,芽孢的代谢还原活性呈基本下降趋势,但变化的趋势与损伤量不完全一致。比如600MPa、初温80℃、保压0min和10min的处理条件下,嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的新陈代谢活性分别为44.46％和45.66％,与损伤数量分别为-0.70和-4.70个数量级。
再次,关于芽孢的发芽,液态介质中芽孢的发芽程度大于固态介质,可能是因为液态介质的水分活度较高,能更好地满足芽孢发芽的环境需求。其中牛奶中芽孢的发芽情况明显大于其他介质,可能是因为牛奶中的某些游离氨基酸或已发芽的芽孢所起的诱导发芽作用。结果显示,较低初温时L-丙氨酸对凝结芽孢杆菌芽孢的诱导发芽作用显著,较高初温时添加4种营养发芽诱导因素(AGFK,即天门冬酰胺+果糖+葡萄糖+K+)的诱导发芽作用较大；而两种因素对嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的营养发芽诱导作用均较为显著。