高压静电场和氮离子复合处理对链霉菌的影响

分析了不同剂量氮离子(N+)和高压静电场(HVEF)处理金色链霉菌的存活率和突变率关系,进而确定了最佳处理参数:N+能量10kev·cm-1,注入剂量1.82×1015N+ions·cm-2、2.86×1015N+ions·cm-2,电场剂量(时间、场强)20s×0.5kv·cm-2、60s×2kv·cm-2。用上述优选的HVEF和N+剂量对金色链霉菌进行复合处理,发现在部分复合处理条件下,菌株正变率比使用等剂量N+单因子处理的正变率要高。通过对出发菌株SL2、N+注入选育的高产菌株M226以及N+和HVEF复合处理获得的高产菌株D1114的3种保护酶POD、SOD、CAT的活性进行检测,发现D1114菌株3种酶的活性均最高,其次是M226,说明这3种酶在诱变处理中扮演着重要角色,并且HVEF和低能N+复合处理的效果较N+单一诱变效果要好。     

极低频高压脉冲电场提高陈年棉种活力的参数优化

为研究极低频脉冲电场对陈年棉种活力的影响,该文利用高压脉冲电源和弧形电极-平板组成的电场系统在极间距离为50 mm条件下,以16 k V、10 Hz为中心点,利用Design-expert软件设计正交试验,高压脉冲电场处理棉种时间为40 s。并利用响应面分析法,对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等4个指标进行参数优化,得出最优处理电压为16.25 k V,最优频率为10.90 Hz。在此基础上,对优化条件进行了试验验证。结果表明:陈年棉种在脉冲电压16.25 k V、脉冲频率10.90 Hz处理条件下,与对照相比,发芽势提高了44.2%,发芽率提高了56.8%,发芽指数提高了64.3%,活力指数提高了81.8%,各指标都达到极显著差异(P0.01)。陈年棉种的电场生物学效应对电场电压和频率都具有选择性,在电压为16.25 k V、频率为10.90 Hz的脉冲电场作用下,陈年棉种的电场生物学效应最明显,研究结果为后续作物种子高压电场处理的参数优化提供参考。     

优化高压电场处理对谷子种子萌发期内源激素的影响

为了探讨高压电场处理谷子种子内源激素含量动态变化对其萌发活力的调控影响,以农大八号谷子种子为试材,运用二次通用旋转组合设计与主成分分析相结合的方法,建模寻优。在优化电场处理条件下,研究种子萌发过程中内源激素含量动态变化。结果表明:高压电场处理谷子种子显著影响其萌发活力(P0.05);模型决定系数R2为0.979 2,表明模型拟合较好;模型耦合效应表明,高压电场处理谷子种子存在阈值效应,且电场强度影响效应大于处理时间;模型解析得到高压电场优化条件为电场强度340 k V/m,处理时间14 min。谷子种子萌发期内源激素含量动态变化结果表明,优化电场处理条件诱导吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)、玉米素核苷(zeatin riboside,ZR)和赤霉素(gibberellin,GA)含量增加,抑制脱落酸(abscisic acid,ABA)含量增加;种子萌动前后,内源IAA、GA迅速上升、ABA快速下降,ZR在萌动时也达到极值,有利于胚根突破种皮,促进种子的萌动;GA/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA比值处理均高于对照(未经电场处理),表明高压电场处理谷子种子后内源激素比值的变化是种子萌发活力提高的诱因,胚根达种子的2倍长后,GA/ABA、IAA/ABA比值都呈现增大趋势,表明幼苗生长与其调控密不可分。研究结果为高压电场技术处理种子在农业生产中的应用提供理论依据。     

高压电晕电场生物效应研究评述

高压电晕电场生物(HVCEF)技术是近年来发现的具有装置简单、生物效应明显、环境友好等特点的新型物理诱变技术。本文综述了高压电晕电场生物技术装置的结构和组成,分析了高压电晕电场诱变大肠杆菌和对其他物种的生物效应,以及高压电晕电场的物理特性和生物效应机制,为高压电晕电场技术的进一步应用研究提供了借鉴。     

高压脉冲电场对酵母活性变化与致死双重效应研究

为探究高压脉冲处理后酿酒酵母在工业生产领域的实际应用,以酿酒酵母为材料,研究高压脉冲电场处理后酿酒酵母活性变化和致死双重效应。在控制电场强度为唯一变量,其他影响因素不变(脉宽、频率、作用时间、脉冲个数等)的前提下对酵母悬浮液进行PEF处理,测定PEF处理后酿酒酵母的存活率和浓度及酵母活性的变化。结果表明,在电场强度1~30 k V·cm-1范围内,酵母细胞死亡比例随着电场强度的升高而增加,非特异性内酯酶活性增强的酵母细胞比例随着电场强度的升高而减少。当电场强度较低时,非特异性内酯酶活性增加的酵母比例高于死亡酵母细胞比例;电场强度大于10 k V·cm-1时,死亡酵母细胞比例高于非特异性内酯酶活性增加的酵母细胞比例;PEF处理过程中出现的亚致死酵母细胞比例在10 k V·cm-1时达到最大值。低电场PEF处理可以提高酵母细胞活性和发酵能力且酵母死亡比例较低;高电场PEF处理对酿酒酵母具有灭活效果。本研究结果对酿酒酵母的工业应用具有指导意义。     

优化高压电场处理提高高粱种子活力

为了探讨高压电场处理对高粱种子萌发活力的影响,以晋杂122#高粱种子为试材,采用种子发芽试验、生物化学分析及二次通用旋转组合设计相结合的方法,研究电场强度和处理时间对高粱种子的活力指数和内源赤霉素(gibberellin,GA)含量的影响,通过建模分析,寻求高压电场处理条件的优化方案。结果表明:不同高压电场(high voltage electric field,HVEF)处理对高粱种子活力指数和内源GA含量影响均达到显著水平(P0.05);二因素对高粱种子的活力指数和内源GA含量影响效应顺序为电场强度处理时间;电场强度和处理时间对高粱种子活力指数和内源GA含量影响有阈值效应;二因素耦合效应对高粱种子的活力指数的影响呈现负交互效应,对内源GA含量的影响表现出正交互效应,且交互效应显著(P0.05),二因素交互作用对内源GA含量影响大于对种子活力的影响;经模型寻优,同时满足活力指数≥14.25、内源GA质量分数≥11.55 ng/g的优化方案为:电场强度485.53~605.38 k V/m,处理时间31.41~48.99 min,在此基础上,进一步确定优化条件为:电场强度500 k V/m,处理时间36 min,经试验验证,高粱种子活力指数和内源GA质量分数理论值15.50、14.92 ng/g,与实测值(15.38±0.18)、(14.85±0.13)ng/g基本一致,进一步验证了方案的可靠性。研究结果为高压电场技术处理种子在农业生产中的应用提供理论依据。     

高压电晕电场对黄霉素产生菌诱变效应

利用高压电晕电场诱变技术对黄霉素产生菌08-28进行微生物代谢产量和活性的研究。结果表明:链霉素对黄霉素产生菌的最低抑制浓度为0.75U/ml;随着电场处理剂量的增大菌种致死率也随之增大,诱变电压为21kV,针尖距离为8mm,诱变时间为4min时是最佳诱变条件,此时致死率在68%,菌落形态呈放射状褶皱。通过筛选,获得8株突变高产菌株,其中产黄霉素能力最高的是原始菌株的1.92倍。     

电场处理与介电分选对棉种发芽率和幼苗质量的影响

为研究电场处理和介电分选对包衣棉种发芽率与幼苗质量的影响,该文利用芒刺电极在-16 kV（DC）下对棉种进行不同时间的高压电场处理,结果显示,处理40 s后棉种的发芽率和幼苗质量显著提高;并利用介电分选机在不同的分选电压下对棉种进行介电分选,结果发现,当分选滚筒转速为20 r/min、分选电压为-6 kV（DC）时,分选获得的I级棉种的发芽率和幼苗质量显著提高。在上述最优条件下,先利用芒刺电极对棉种进行电场处理,再利用介电分选机对电场处理后的棉种进行介电分选,结果表明：棉种的发芽率和幼苗质量显著高于未处理试样的发芽率和幼苗质量,并且也高于单独电场处理或介电分选时的发芽率和幼苗质量。这为开发新型种子处理与分选设备提供了依据。     

电场对油葵种子萌发影响的有效时间

电场环境对种子的影响属于当代效应,电场处理种子的生物效应是否存在有效时间,是值得关注的问题.在1.0 ～5.5kV· cm-1场强范围,油葵种子用不同电场条件处理,筛选产生显著性影响的处理条件.再用显著性影响条件处理油葵种子,试验研究电场对种子萌发影响的有效时间.结果表明,电场处理油葵种子显著提高种子的发芽势、发芽率及种子的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性.电场对油葵种子萌发期的影响存在有效时间,有效时间为3周.在电场处理种子技术的应用中,电生物效应的有效时间是应该注意的问题.     

高压静电场对农作物种子生物学效应原发机制的探讨

该文选用一些农作物种子为代表，应用高压静电场对其进行处理，然后通过对其处理及对照组进行自由基含量的测定来探讨静电场处理农作物种子的生物效应的原发机制。实验选用大麦、甜菜种子，将种子随机分成2份，其中一份为对照组，另一份为处理组，将处理组置于平行板电极形成的匀强电场中进行处理。电场强度E分别为：E=2.5 kV/cm(大麦)、E=4.5 kV/cm(甜菜)，处理时间均为10 min。处理后将这些种子和对照组种子分别去皮研磨，过120目筛得粉末，用电子天平称取等量粉末装入样品细管，放入电子顺磁共振仪中进行自由基含量的测定，实验结果表明：一定强度的静电场能使农作物干种子的自由基含量显著提高。通过对实验结果的分析，该文提出静电场对作物种子的生物学效应的原发机制是：静电场是通过作用于种子内的水分子及一些生物大分子来提高种子内的自由基的含量而影响种子的活力的。     

中压电场预处理对苹果组织损伤程度及微观结构的影响

为了探究中压电场预处理(100 V/cm)对苹果组织结构损伤程度的影响,从宏观层面上分析了电场强度(15~90 V/cm)、温度(30~70℃)、频率(50~1000 Hz)等处理参数对苹果组织结构损伤率的影响规律,解析了温度对苹果组织损伤过程的影响;从微观层面上对不同温度和电场强度下苹果组织微观结构进行了电镜扫描观察。结果表明,同样温度下,中压电场预处理时的苹果组织结构损伤率远高于水浴加热处理(P0.05);场强较高(45 V/cm)时苹果组织结构损伤率随温度的升高而线性增大;场强较低(30 V/cm)处理时与水浴处理均呈现先缓慢上升再急剧增大的变化趋势,但中压电场预处理增速更快。温度低于70℃时,苹果组织结构损伤率随电场强度升高而增加,随频率的增大而减小。苹果组织结构损伤率随时间的变化符合一级反应动力学模型;中压电场强度30 V/cm时,通过组织损伤速率常数、特征损伤时间计算所得活化能分别为122.88和157.01 k J/mol;水浴处理时组织损伤速率常数所得活化能为143.82 k J/mol。苹果组织细胞微观结构观察显示,中压电场电、热协同作用更易损伤苹果组织。研究结果可为改进苹果深加工预处理工艺提供参考。     

高压电场下玉米的干燥特性

玉米刚收获时含水率一般超过18%,为了能够安全存储必需将含水率降低到14%以下,因此干燥是玉米生产加工中不可缺少的工序。该文利用高压电场干燥技术,以玉米为对象研究了物料厚度、针电极密度对干燥特性的影响,并与自然通风干燥对比分析了高压电场干燥玉米的脱水速率和含水率的变化。结果表明:高压电场干燥时,当针电极密度在113~283根/m2范围内时,脱水速率随针状电极的密度的增加呈先增大后减小的趋势,针电极存在一个较佳密度170根/m2;而物料堆积厚度对高压电场干燥的影响较小,当物料堆积较薄(d=0.8 cm),含水率为36.7%时,电场脱水速率是对应自然通风脱水速率的2倍,干燥时间是自然通风干燥的50%;但当物料的堆积厚度较大(d=1.9 cm),含水率为20%时,电场脱水速率是对应自然通风干燥的6.5倍,可节省85%的干燥时间,当物料的堆积厚度大于3.6 cm时,水分的自然蒸发对电场干燥的影响可忽略;高压电场干燥的能量利用率不低于9.3%,是热风干燥的10余倍。因此高压电场干燥适用于厚物料层的干燥,不仅节能而且还能有效减少晾晒场地和工作量,提高干燥效率。研究结果可为玉米等粮食作物的高效节能干燥提供参考。     

静电场下不同处理对番茄颜色转化的影响

为了探讨静电场下不同处理因子对番茄贮藏效果的影响,以指导番茄贮藏实践,该文以“朝研219”品种番茄为试材,以果实颜色转化为评价指标,研究了在番茄高压静电场处理的贮藏过程中,不同处理因子对其贮藏效果的影响,结果表明：场强大小、电场方向、是否受电荷传递作用、所用衬垫材质的电介常数的变化,显著抑制了番茄由绿转红过程,从而延缓了果实的后熟衰老（P＜0.05）,这些因子是应用中需着重考虑的,而果实摆放量,极板金属材质的变化,对果实由绿转红的影响与对照相比,无显著差异,为次要因子;静电场处理番茄贮藏过程中,选择适宜的主要因子优化电场处理设置,才能达到延长贮藏期的目的,次要因子对其贮藏结果无显著影响,可以不加考虑。     

高压脉冲电场对鲜榨梨汁的杀菌效果及其对产品品质的影响

为了采用非热杀菌技术以生产高质量的果汁,研究了高压脉冲电场(PEF)对梨汁的杀菌效果及其对产品品质的影响.结果表明,当电场频率、电场强度和处理时间、温度分别为200Hz、30kV/cm和240μs、10μC时,梨汁中接种的大肠杆菌、酿酒酵母的数量分别下降4.6、2.7个数量级.温度具有辅助杀菌效应,相同频率和场强下处理时间200μs,当样品温度从10℃上升致40℃时,大肠杆菌致死率提高了1.4个数量级,酿酒酵母致死率提高了2.0个数量级,未接种鲜榨梨汁的细菌致死率提高了2.0个数量级,霉菌酵母致死率提高了1.0个数量级.PEF处理后梨汁理化性质、营养成分比热处理更接近原样.气相色谱-质谱(GC-MS)对梨汁风味物质进行检测的结果表明,梨汁中含量最多的挥发性风味物质为酯类,与传统热处理相比,PEF处理对梨汁风味物质的影响较小.因此脉冲电场不仅有较好的杀菌作用,并且最大限度地保证了梨汁的品质.     

高压电场处理对贮藏番茄活性氧代谢的调节

为探讨高压电场调控采后果实成熟衰老的作用机理,研究了交变电场和稳恒电场处理对采后番茄活性氧代谢的影响。试验结果表明：交变电场处理可诱导贮藏前期番茄超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性,延缓贮藏后期SOD活性上升和CAT活性下降;稳恒电场处理对酶活性的诱导不显著。两种电场处理均延缓了过氧化物酶（POD）活性高峰出现的时间。稳恒电场处理果实整个贮藏过程中保持了高水平的抗坏血酸（AsA）以及还原型谷胱甘肽（GSH）含量。整个贮藏期间高压电场处理均显著抑制了番茄过氧化氢含量以及超氧阴离子的产生。     

高压脉冲电场对鱼骨液物理状态变化的影响

为了研究高压脉冲电场(high intensity pulsed electric fields,PEF)作用对物质物理状态变化的影响,该试验以鱼骨液为研究对象,采用质构仪分析测试的方法,研究PEF作用下鱼骨液的流变学性质。通过主成分分析法确定PEF下鱼骨液物理状态变化的综合指标公式,通过单因素试验和Box-Behnken中心设计法得出PEF作用鱼骨液最佳参数:液料比9.81 m L/g、场强23.10 k V/cm、脉冲数10,综合指标达到2.3312,此时鱼骨液的物理指标分别为第一压缩功1.2 N,第二压缩功1.3 N,内聚性1.21,弹性9.25 mm,胶着性0.11 N,说明经过PEF处理,鱼骨液在第一循环和第二循环内获得指定形变所需要得能量增加,样品弹性增加,组成样品结构的内部键力降低,综合各物理状态指标的变化,说明PEF处理后的鱼骨液物理状态得到了明显改善(P=0.001210.01),因此高压脉冲电场技术可以应用于鱼骨液的加工处理。     

静电场处理对贮藏番茄品质及生理变化的影响

为探讨静电场对番茄贮藏品质的影响,以“朝研219”绿熟番茄为试材,从控制软化和转红出发,筛选了适宜的静电场处理条件为：场强-200 kV/m,频度2 h/d。研究静电场处理对贮藏番茄品质和生理变化的影响,结果表明：静电场处理能显著延缓番茄果实硬度的下降,抑制由绿转红的过程;可以延缓果实可溶性糖含量的下降和可滴定酸含量的上升;经负高压静电场处理的番茄,呼吸跃变推迟6 d出现,乙烯峰的出现也延迟了3 d,相对电导率与丙二醛含量较对照明显降低,说明静电场处理可调控果实细胞膜透性的变化。     

高压脉冲电场技术提高红松籽抗氧化肽活性

为了研究用高压脉冲电场技术(pulsed electric field,PEF)提高红松子抗氧化肽活性的效果,该文以分子量1~3k Da的红松籽多肽为试验原料,以2,2-二苯基-1-苦基肼(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)清除率为衡量指标,借助单因素和响应面试验设计方法,优选高压脉冲电场技术处理红松籽抗氧化肽的最佳工艺参数。研究发现,当电场强度11.5 k V/cm,脉冲频率1 500 Hz,流速4.8 m L/min时,PEF处理的红松籽抗氧化肽粉的DPPH清除率为86.93%±0.31%,比未经PEF处理的DPPH清除率68.16%±0.25%,提高了18.77%;通过中红外色谱技术(mid-infrared spectroscopy,MIR)分析了最佳PEF处理的1-3 k Da红松籽抗氧化肽粉,发现其二级结构中R2C=CH2键和-CH3发生改变,研究结果为探究PEF技术提高抗氧化肽的机理提供参考。     

非热处理对蜂花粉杀菌效果及品质的影响

为探究更有利于保留蜂花粉原有营养和风味的杀菌方法,本研究分别用辐照、超高压和高压静电场3种非热杀菌技术处理蜂花粉,并测定营养及风味的指标。结果表明,7 kGy辐照、500 MPa超高压、30 kV高场强处理对蜂花粉中的微生物均有抑制作用,且辐照对细菌的抑制效果较好,超高压和高压静电场对真菌的抑制效果较好。经500 MPa超高压处理后,蜂花粉脂类含量增加了23.3%,酚酸等活性成分含量增加,且其抗氧化活性降低程度最小,颜色和风味最接近未处理蜂花粉;30 kV高场强处理后,蜂花粉抗氧化活性显著下降、颜色偏深偏暗;7 kGy辐照处理后产生了明显的辐照味。综上,蜂花粉经超高压灭菌能达到较好的杀菌效果,而且能最大限度保持蜂花粉原有品质。本研究为非热杀菌技术在蜂花粉加工产业中的应用提供了理论依据。     

厚垣普可尼亚菌航天诱变的生物学效应

为探讨厚垣普可尼亚菌航天诱变的生物学效应,对筛选得到的29个厚垣普可尼亚菌航天诱变菌株进行形态、色素、孢子形态、菌落生长速度、菌丝干重、产孢量和致病力等生物学特性检测,并测定各航天诱变菌株的耐盐性以及对苯菌灵的抗性。结果表明,厚垣普可尼亚菌航天诱变菌株各项生物学特性与原始菌株存在差异。航天诱变后的菌株菌落形态和色素与原始菌株差异明显;菌落生长速度和菌丝干重的负突变率均高于正突变率;产孢量的正突变率高于负突变率;菌株Pc-m-4、Pc-m-6、Pc-m-10、Pcm-15和Pc-m-123对南方根结线虫卵的寄生率分别为92.33%、93.67%、91.67%、90.67%和90.33%,显著高于原始菌株的寄生率(81.00%),其中,菌株Pc-m-6具有较好的苯菌灵抗性,菌株Pc-m-10对盐具有较好的耐受性。航天诱变处理对厚垣普可尼亚菌影响显著,其诱变后的优良菌株具有防治南方根结线虫的潜力。