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灭菌在现代食品与药品的生产中占有重要的地位,目前最常用的灭菌技术是加热灭菌方法。但是加热灭菌方法可能导致热不稳定物质的变性,容易使食品失去原有风味,因此有必要开发新型的灭菌方法作为传统加热灭菌方法的补充。加压CO2对微生物有显著的致死作用,同时这个过程又是一个非热过程,因此有可能作为一种非加热灭菌方法,用于含蛋白质和酶等物质体系的灭菌,防止蛋白质变性或酶失活;也可用于一些不耐热食品的灭菌,保持食品的风味。由于物品经加压CO2处理后一般不会带来杂质和有害物质,因此开展常温加压CO2对微生物致死效果的研究是非常有意义的。 研究了常温加压CO2对E.coli致死作用,发现这种作用是很明显的。按照致死速率的快慢,整个过程可分为缓慢死亡期和迅速死亡期两个阶段。CO2进入水相和细胞的速率控制着缓慢死亡期的持续时间和致死速率。提高压力和温度有利于提高加压CO2对E.coli的致死效果。考察了搅拌和泄压方式对加压CO2下E.coli致死过程的影响,结果表明改善CO2的传质速率是提高致死效果的关键。不同菌龄的细胞对加压CO2的敏感程度不同,对数生长期的细胞更易致死。加压CO2对L.brevis,S.cerevisiae和A.coerulea等微生物都有显著的致死效果,但B.subtitus等芽孢菌对加压CO2有很强的抵抗能力。同时还发现乙醇是一种很好的致死夹带剂,它的加入可以协助加压CO2加速微生物的死亡,大幅度提高灭菌效率。 通过实验发现,高压作用（<10MPa）和低环境pH不会导致细胞死亡,超临界CO2对胞内脂类物质的萃取作用和快速卸压而引起的细胞膨胀破裂也不是细胞死亡的主要原因。经过加压CO2处理后的E.coli细胞的细胞膜受到一定程度的损伤和破裂,导致胞内物质部分外泄,细胞膜耐盐能力下降,但仍有完整的细胞壁结构,维持细胞初始形态。更为重要的是CO2在细胞内积累超过细胞质的缓冲能力,使得胞内pH降低,导致E.coli细胞内部分酶和蛋白失活,胞内一系列生理代谢活动无法正常进行而死亡。 以牛奶和啤酒的模拟灭菌为应用实例,研究了常温加压CO2对这两个体系的灭菌效果。研究发现牛奶中的脂类和蛋白质等营养物质对微生物有一定的保护作用,减缓了加压CO2下微生物的致死过程。但是啤酒中由于含有一定量的乙醇,加压CO2可以起到很好的灭菌作用。