Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Wirkung von thermischen und hochfrequenten elektrischen Feldern auf Escherichia coli-Bakterien in Apfelsaft

Dike O. Ukuku, David J. Geveke und Peter H. Cooke

Der Bedarf an einer nichtthermischen Interventionstechnologie, mit der mikrobielle Sicherheit erreicht werden kann, ohne die Nährwertqualität flüssiger Lebensmittel zu verändern, führte zur Entwicklung des Verfahrens mit hochfrequenten elektrischen Feldern (RFEF). Die Erkenntnisse über den Mechanismus der Bakterieninaktivierung durch diese Technologie sind jedoch begrenzt. In dieser Studie untersuchten wir Membranschäden bei Escherichia coli-Bakterien (7,8 log KBE/ml) und Leckagen von intrazellulärem Membranmaterial in mit RFEF behandeltem Apfelsaft bei 25 kV/cm und 3,4 Millisekunden bei 25 °C, 55 °C und 75 °C bei einem Fluss von 540 ml/min. Schäden an der Zellmembran wurden mithilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) festgestellt und Leckagen von Zellmaterialien wurden mithilfe eines ATP-Luminometers (20 D) bestimmt, und zur Charakterisierung von Veränderungen an Bakterienzelloberflächen wurde elektrostatische und hydrophobe Interaktionschromatographie verwendet. Die RFEF-Behandlung führte zu einer signifikanten Abnahme der Hydrophobie der Bakterienzelloberfläche und einem Verlust relativer negativer Ionen im Vergleich zur alleinigen Wärmebehandlung bei 55 °C und 75 °C. Das Austreten von Zellmaterial in das Medium deutete auf eine Zellschädigung hin, und die TEM-Beobachtung zeigte eine veränderte intrazelluläre Membranstruktur in mit RFEF behandelten E. coli-Zellen. Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass der Mechanismus der Inaktivierung von RFEF auf einer Störung der Hydrophobie der Bakterienzelloberfläche und einem Verlust relativer negativer Ionen beruht, was zu Verletzungen und Austreten von Zellmaterial und zum Tod führte.