冷压诱变冰晶形态致微生物细胞膜破坏机理及其杀菌效能研究

"Pressure - temperature synergistic sterilization" is one of the hotspots in the research of commercial sterilization technology. "Cold-pressure synergistic sterilization" is an important branch of it, and its bactericidal effect is better. Its mechanism is very important in guiding the continuous innovation and development of commercial sterilization technology, but it has not yet been explored. This project will carry out research around the impact mechanism of crystal morphology transformation of solid water (ice) in cold-pressure environment, mechanical properties of microbiological cells and sterilization efficacy. The main research contents include: the coupling effect of pressure and temperature in cold pressure environment and the mechanism of temperature control, sterilization efficacy affected by cold-pressure induced ice transform, the mechanical properties of solid-state water transformation derived shear force and microbial cell membrane tolerance, mechanical destruction mechanism of microbial cell membrane, and so on. This project will achieve the goal of exploring the mechanism and effectiveness of synergistic sterilization of cold-pressure，from the layer of microorganism cell membrane damage caused by cold-pressure induced ice transform. This project has important scientific significance for further understanding the sterilization efficacy and mechanism of synergistic sterilization of cold-pressure, and also provides scientific theoretical guidance for developing new sterilization technology in the future.

“压力-温度协同杀菌”是目前商业灭菌领域的研究热点之一。“冷压协同杀菌”是它的重要分支，且杀菌效果更优，其机理在引导商业灭菌技术不断创新发展方面非常重要，然而目前尚未探明。本项目将围绕冰在冷压环境下的晶体形态转变、微生物细胞力学特性和冷压杀菌效应三者之间的影响机制，重点研究冷压环境下压力与温度的耦合效应及温度调控机制、受冰晶形态冷压诱变影响的微生物杀菌效应、冰晶形态转变派生剪切力和微生物细胞膜耐受力的力学特性、微生物细胞膜的力学破坏机制等内容，从冷压诱变冰晶形态致微生物细胞膜破坏的层面，实现探明冷压协同杀菌机理和效能的目标。该项目对深入了解冷压协同杀菌效能和机理具有重要的科学意义，也为今后开发新型杀菌技术提供科学的理论指导。

“压力-温度协同杀菌”是目前商业灭菌领域的研究热点之一。“冷压协同杀菌”是它的重要分支，且杀菌效果更优，其机理在引导商业灭菌技术不断创新发展方面非常重要，然而之前尚未探明。本项目执行过程完全围绕既定目标和内容，并取得了较为丰硕的研究成功。在研究内容方面，本项目围绕冰在冷压环境下的晶体形态转变、微生物细胞力学特性和冷压杀菌效应三者之间的影响机制，重点研究了冷压环境下压力与温度的耦合效应及温度调控机制、受冰晶形态冷压诱变影响的微生物杀菌效应、冰晶形态转变派生剪切力和微生物细胞膜耐受力的力学特性、微生物细胞膜的力学破坏机制等内容，从冷压诱变冰晶形态致微生物细胞膜破坏的层面，实现探明冷压协同杀菌机理和效能的目标。该项目对深入了解冷压协同杀菌效能和机理具有重要的科学意义，也为今后开发新型杀菌技术提供科学的理论指导。在成果产出方面，发表以本项目为第一或唯一项目资助标注的SCI论文9篇，授权国家发明专利4项，各项指标均超额完成项目预设目标。在人才培养方面，培养以本项目为主研内容的研究生4人，其中博士1人，硕士3人；其中2人分别在2021年和2022年毕业，另外2人将于2023和2024年毕业。在产业化应用方面，本项目部分研究成果作为本校首个科技赋能浙江省共同富裕的“先用后转”试点项目许可给相关企业产业化推广，并获得“大北农科技奖-创新奖”一项。