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1、 工艺技砸BiOlOgical effect of high VoItage eIectrOstatic fjeId on PitaIumand itS meChaniSmZ姒N Baiqin91，Z删Lixia2 (1Food Science Department，Shenyang Ag r_cuItural UniVersity，Shenyang 1 1 01 61：2AgrIcu|turaI Engineering Department，Tarim UniVersity，Alaer 843300)Abstract：丁he reSearch based upOn biOlogical ef
2、fect of eIectrOstatic and magne“c fieldIn t1e study，the effectsand mechanism of high Voltage electrostatic field(HVEF)on PitaIIcum was researched by changing the twoparameterS Of treatment“me and temperature in Order tO affOrd useful data for future inVes“gating biOIOgicaI ef-fect of HVEF and its ut
3、jJjzatiOn tO presen，e fruilThe main results of this research are the fOllowing：HVEF pOsitjVeIy increases the germination rate Of Pitatcum wthin the 40000Vm and 20min treatfllent time H0weVer，HVEF distnctly restrains spores from germinating oVer 62000V，m intens耐and 60min treatment timeThe influence O
4、f treatment temperature On the effect of HVEF upOn PitaIicum is ObservabIe，especialfy the treatment of50， 62000Vm and 60min compIeteIy restrains spores germinating Colony diameter on PDA and cirCIe 0fspread disease oranges ident耐the changing tendency of germination rate of Pitalicum wth typicaI trea
5、tmentsP itacum spOre is ter rIbly destrOyed with the treatment 0f 62000Vm and 60min These resuIts indicate thatHVEF Of high treating dOse can be used to stOre and preserVe fruitsKey words：high VOltage eIectrostatic field：biOlogical effect；Pitacum在18世纪中叶就发现了静电场的生物效应，但它得到科学工作者的重视，并进行系统而深入的研究还是近几十年的事。电
6、场处理过的种子可提高产量的成果已应用于实践生产之中【l】。高压静电场对细菌具有较好的杀菌作用对黑曲霉有促进和抑制生长的双重作用【2_引。此外，高压静电场还可进行食品的干燥、解冻、保鲜以及改善食品品质、对白酒和陈醋的陈酿等加工M。高压静电场的生物学效应研究之所以会引起诸多研究者的注意，原因在于高压静电场具有其本身的优点，即：应用高压静电场作处理几乎无电流通过，其能量损耗十分小，相当于15w的小灯泡；对环境污染甚微；制造设备简单，成本低廉在应用中经济上是可行的：具有较好的杀菌效果而不破坏食品的营养成分。影响高压静电场生物学效应的因素主要有电场的剂量、电场的作用对象及处理环境、电场的方向及电极形状和
7、生物体生长阶段。青霉菌是引起橘柑类水果腐败的主要菌种之一阎。长期以来，科学研究及生产实践中都以化学防腐为主，化学药剂残留的危害性越来越多地受到社会各界人士的注意。由此，本论文在高压静电场的微生物效应的理论基础上，采用其处理，针对青霉菌，对电场剂量、处理温度和处理时间3因素考察了高压静电场对青霉菌的作用效果及机理，以便能够为水果类保鲜的更深研究和生产实践中的广泛应用提供新途径。1材料与方法11实验材料111实验菌种青霉菌：从自然病果上分离、纯化得到。112材料与试剂PDA培养基，鲜桔，营养液：75的桔皮汁(759的桔皮1009的水)，0004Tween80的无菌水，丙酮酸，酸性品红溶液，25氨水
8、(相对密度为091)。113主要仪器 自制高压静电场装置超净工作台，手提式杀菌锅，普通光学显微镜，培养箱，1mL的卡介苗注射器若干，涡旋震荡器，数码相机，电子显微镜，千分尺，血球计数器等。12实验方法121单孢子悬液的制备用接种针在超净工作台内取少许孢子放人盛有无菌水的三角瓶中。再将灭菌过的玻璃珠放人三角瓶中，在加入0004的吐温一80，用涡旋震荡器将孢子打散，过滤，镜检，配制成110210c列mL单孢子悬液，备用。122处理方法将极板之问的距离调整到5cm。每个直径为60mm培养皿盛人3mL的待处理孢子悬液。处理时，将培养皿放入两极板中央，以避免电场边缘效应。处理电场、时间和温度各设为0、4
9、0000vm、44000Vm? 50000Vm、 54000Vm、 58000Vm?62000Vm，0、20min、40min、60minj 20、30、50。123观察方法1231青霉菌孢子萌发培养和萌发率观察的方法载玻片培养法：将各个实验条件参数下处理过的菌悬液在载玻片滴一滴02mL的处理过的孢子悬浮液放人培养箱中，25下培养10h。将培养好的菌悬液从培养箱取出，滴1斗L的酸性品红溶液【7】，在lOxl6倍的显微镜下取3个视野观察，然后取平均值。孢子萌发率和抑制率的计算方法：孢子萌发率()=(萌发孢子总孢子数)x 100抑制率()=(对照萌发率一处理萌发率)尉照萌发童x1001232青霉菌
10、孢子悬液致病力检验方法将精选健果用直径为5ram打孔器在腰部打两孔，用卡介苗注射器吸取02ram的处理过的菌液接种于所打孑L中在25下培养7d，每隔2d观察，最后用千分尺进行测量菌斑直径的大小8】。1233青霉菌芽管长度的检测方法将载玻片法培养的青霉菌用带拍照的显微镜观察。1234孢子形态观察方法将高压静电场处理过的青霉菌单孢子通过电镜观察。2结果与分析21 不同电场强度和不同处理时间下的萌发率零静越蜜翘姆钕一工艺技市处理时间对青霉菌孢子的作用效果不同有抑制萌发的，也有促进萌发的。以上的结论说明，在低剂量(电场强度处理时间)的电场处理时，高压静电场对青霉菌的孢子具有促进萌发的作用，而高剂量的电
11、场处理则有抑制萌发的作用。22不同处理温度与处理场强对萌发率的影响冰褂撼怨匾锵钕HVEF(x10000Vm)图2 电场强度与温度对青霉菌萌发率的影响由图2可以看出，随着场强的增加，青霉菌孢子萌发率的变化趋势与在室温下处理的孢子萌发率的变化趋势相符。同时明显可以看到，处理50E的孢子萌发率的曲线在其他两个温度下处理后孢子萌发率曲线的下方这说明各电场强度在50处理后具有明显的抑制青霉菌孢子萌发的作用。在此温度下。当场强足够大时，青霉菌孢子萌发率达到0，完全抑制了孢子的萌发。随着处理温度的升高青霉菌孢子萌发率在递减，且随着处理温度的由小到大，萌发率的曲线由高到底分布。又通过F检验，温度对青霉菌的萌发
12、率的影响程度大于高压静电场作用。这证明高压静电场对微生物的效应确实受到周围环境温度影响。而且这种影响程度很大。23高压静电场对青霉菌致病力影响观察HVEF(x10000Win)图1 不同场强和处理时间对青霉菌萌发率的影响由图l可看出在40000Vim场强下40min和20rain的处理均得到最高萌发率，随后，随着电场强度的增加，萌发率降低。但是对于60rain的处理，在40000VIn处没有峰值，整体趋势是随着场强的增加，青霉菌 图3高压静电场处理前后青霉菌致病能力的对比的萌发率减小。由曲线分布可以看出20min、40min和 在图3中，前面单个的桔子是将在60000Vm、60min的处理曲线
13、由高到低分布这说明随着处理时 60min的处理参数下进行处理的青霉菌孢子悬液接种间的增加萌发率在减小。由此，可以得到在电场强度 在健果上，培养7d后形成的结果。而后面3个是未处小于40000Vim和作用时间小于20min之内的处理，均 理的孢子悬液接种在健果上，同样的培养条件下得出能促进青霉菌孢子的萌发；而电场强度大于62000V1 的结果。可以明显看到，后面的橘子整个果都被感染ITI和作用时间超过60min的处理均能抑制青霉菌孢子 且长出了蓝色的青霉菌孢子。而前面桔果只在很小范的萌发；在4000062000Vm的电场强度下，不同的 围内被感染没有孢子生成，同时未感染的部分也保持加如加o工艺技
14、市健壮。这进一步证实了高剂量的高压静电场对青霉菌具有很好的抑制作用。24不同处理对桔青霉菌的芽管长度的影响霞品科技一f090 sc谩牲鼙EHO 1蝴oL06节片中该处理对孢子严格地抑制了。25对高压静电场处理过的青霉菌孢子的观察由图4图7可以看出，萌发10h后的青霉菌，已有较长的芽管出现：而在同样的培养时间内对40000Vm、20min的处理组来说，孢子萌发后的部分芽管比对照组长一点且萌发的孢子增多了。这进一步说明电场强度对青霉菌孢子的萌发有一定的促进作用。继续增高处理场强看到孢子的萌发受到场强的抑制作用，58000Vm、30min的处理组中几乎没有 由图8青霉菌孢子的形态结构图可以清楚地看到萌发的孢子了，只是孢子变得膨胀了。在62000Vm、 组成青霉菌孢子的细胞壁、细胞质、细胞核等。在图30min处理组中，孢子保持原有的形状不变，即在照 9种可以清楚看到没有受损多个青霉菌孢子的链状形
