微波滅菌機理概述

    微波滅菌具有效率高、速度快、處理后無污染等優(yōu)點，因而日益受到人們的重視。但目前微波滅菌是否存在非熱效應還存在爭議，滅菌機理仍無定論。本研究以枯草芽孢桿菌黑色變種ATCC9732、大腸桿菌BL21及金龜子綠僵菌IMl330189為試驗菌株，利用家用微波爐的輻射作用，從以下四個方面：(1)是否存在微波非熱效應； (2)微波對細胞表面結(jié)構(gòu)的影響； (3)微波對細胞通透性的影響；(4)微波對微生物DNA的影響進行了微波滅菌機理研究。為將微波滅菌應用于真菌制劑生產(chǎn)線，以及指導微波設備生產(chǎn)提供了科學依據(jù)和相關(guān)技術(shù)參數(shù)?，F(xiàn)將結(jié)果報告如下：

    (1)微波滅菌效應研究

    用直接微波場、銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱三種處理方法對枯草芽孢桿菌黑色變種進行對比試驗研究。結(jié)果表明直接微波處理后枯草芽孢桿菌黑色變種的殘菌對數(shù)值和殺菌D值(殺滅90％的微生物所用的時間)均低于銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱處理；作用不同時間微波處理的殘菌對數(shù)值下降速度最快。由此可知除微波熱效應外，還存在非熱效應。

    (2)微波場作用對細胞表面結(jié)構(gòu)的影響

    對芽孢、營養(yǎng)細胞分別進行微波、銅網(wǎng)屏蔽微波和水浴加熱處理。處理后，電子顯微鏡觀察顯示：微波處理組，部分芽孢的細胞壁破裂、內(nèi)含物滲漏，少數(shù)呈現(xiàn)空殼狀；營養(yǎng)細胞變形、褶皺，部分細胞呈彎折狀，破壞嚴重的菌體黏連成塊。銅網(wǎng)屏蔽微波組和水浴加熱處理組，細胞無明顯形變。結(jié)果表明微波對微生物細胞壁有破壞作用。

    (3)微波場作用對細胞通透性的影響

    對枯草芽孢桿菌黑色變種ATCC9732菌液分別進行微波處理、銅網(wǎng)屏蔽微波處理、水浴加熱處理后，采用考馬斯亮藍方法測定可溶性蛋白滲漏情況，檢測細胞通透性的變化。結(jié)果顯示3種處理均可以在某種程度上改變微生物細胞壁／I膜的通透性，致使細胞內(nèi)容物泄漏；3種不同處理方法中，微波處理后細胞所滲漏出的可溶性蛋白量最多，說明微波處理對微生物通透性的作用最強。

    (4)微波場對微生物核酸的影響

    對試驗菌株枯草芽孢桿菌黑色變種、大腸桿菌和金龜子綠僵菌進行3種處理：1、微波場輻射試驗菌株后提取DNA，跑電泳；2、提取枯草芽孢桿菌黑色變種、大腸桿菌的DNA后進行微波場輻射，直接跑電泳；3、微波場輻射金龜子綠僵菌后，提取DNA為模板，進行PCR擴增跑電泳。結(jié)果顯示采用第l、2種方法處理后，DNA電泳條帶彌散、缺失。采用第3方法處理后，DNA擴增后產(chǎn)物條帶變?nèi)?、缺失。結(jié)果表明微波場輻射造成微生物DNA結(jié)構(gòu)損傷，這是微波對微生物致死原因之一；第2種方法處理后結(jié)果表明，此損傷作用與溫度有關(guān)。