超声协同热处理与溶菌酶对枯草芽孢杆菌孢子的灭活机制及结构损伤研究

为解决食品灭菌中细菌孢子抗性强的问题，研究人员开展超声(600W)协同热处理(75/90℃)与溶菌酶(0.2%/0.4%)联合灭活枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)孢子的研究。结果表明，600W-90℃-0.4%溶菌酶组合使孢子对数减少4.7 log CFU/mL，通过破坏内膜(inner membrane)通透性、促进吡啶二羧酸(DPA)释放及皮层(cortex)结构降解实现协同灭活，为食品工业非热杀菌技术提供新策略。

　　

细菌孢子如同自然界中的"休眠堡垒"，其顽强的抗性一直是食品灭菌领域的攻坚难点。科学家们巧妙设计了一套"组合拳"：采用600W超声波作为物理攻击手段，配合75℃/90℃热处理形成"热力围剿"，再添加0.2%/0.4%溶菌酶(lysozyme)进行生化打击。这套战术在30分钟内展现出惊人的协同效应，特别是600W-90℃-0.4%的黄金组合，直接将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)孢子军团剿灭4.7个对数级。

深入研究发现，这套组合技精准打击了孢子的四大要塞：①内膜(inner membrane)被撕开缺口，流式细胞术显示其完整性严重受损；②孢子核心大量"漏水"，关键防御物质吡啶二羧酸(DPA)倾泻而出；③红外光谱(FTIR)捕捉到皮层(cortex)肽聚糖结构松动；④磷脂分子从凝胶态慌不择路地逃向液晶态。这些微观战场的变化，最终让不可一世的孢子"城堡"土崩瓦解。该研究为开发新型食品冷灭菌技术提供了重要理论弹药。