高水分烤蝦中蠟樣芽孢桿菌生長-非生長界面模的建立與評估.pdf

1、高水分烤蝦是具有高價值的蝦制品,由于其加工條件較溫和,一些耐熱細菌如芽孢桿菌很容易殘存下來,影響產(chǎn)品的貨架期和安全性。食品微生物安全問題一直是制造商最為關(guān)心的話題,預測微生物學的發(fā)展為食品企業(yè)研發(fā)者解決了一大難題。目前許多微生物生長動力學模型被建立,雖然通過這類模型能夠計算出產(chǎn)品的貨架期,但是對于低劑量便能引發(fā)食物中毒的致病菌來說,描述其生長與不生長情況比描述其生長速率更為重要。
　　本研究從變質(zhì)的高水分烤蝦中分離得到多株優(yōu)勢腐敗

2、菌,并取三株代表菌株進行了鑒定及其生長特性研究,結(jié)果顯示,三株菌株均為蠟樣芽孢桿菌。同時建立了在不同溫度、水分活度和pH環(huán)境因子作用下蠟樣芽孢桿菌的生長/非生長界面模型,結(jié)果表明模型對蠟樣芽孢桿菌的生長/非生長數(shù)據(jù)的擬合優(yōu)度較高,預測值很好地量化了環(huán)境因子對蠟樣芽孢桿菌的協(xié)同作用,其主要結(jié)果如下:
　　(1)從變質(zhì)高水分烤蝦中分離得到多株優(yōu)勢腐敗菌,取三株代表菌株并命名為CCL1、CCL2和CCL3。對三株菌株進行了菌落形態(tài)學、生

3、理生化實驗、溶血性、微生物熒光鑒定、16S rDNA基因序列分析以及生長特性的研究。結(jié)果表明,三株菌株均為蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus);菌株CCL1在37℃肉浸液肉湯中0～2h為其生長停滯期,2～10 h為對數(shù)期;肉浸液肉湯鹽濃度在5 g/L~45 g/L之間菌株CCL1生長良好,超過105g/L其生長受到限制,甚至死亡;肉浸液肉湯的pH值在3～4.5之間其生長較為緩慢,4.5~9之間生長快速,9以上生長受到抑制。

4、r>　　(2)選取五株蠟樣芽孢桿菌菌株分別為CCL1,CCL2,CCL3,ATCC49064、和DSMZ4313的混合菌株作為研究對象,研究了溫度(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃),pH值(4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5),Aw(14水平,從0.992到0.932)對混合菌株生長概率的交互影響。獲得的蠟樣芽孢桿菌生長/非生長實驗數(shù)據(jù)用logistic回歸方程擬合,并建立了蠟樣芽孢桿菌生長/非生長界面模型。實驗

5、采取部分析因設(shè)計方案,將實驗數(shù)據(jù)分為兩個部分,選定80％的實驗數(shù)據(jù)用做模型的擬合,20%的數(shù)據(jù)用做模型的驗證。最后從已發(fā)表的文獻中選取30個數(shù)據(jù)作為測試集通過比較預測值和觀察值來檢測已建模型的適用度。實驗結(jié)果表明,訓練集的一致性指數(shù)為0.991,驗證集的一致率為0.976,說明模型對同類數(shù)據(jù)預測準確度高;同時模型的R2-Cox&Snell值也較高,為0.954;Hosmer-Lemeshow檢驗中的χ2=0.0119,P=1,logis

6、tic回歸模型擬合度較高。隨著溫度的降低,生長/非生長轉(zhuǎn)換區(qū)域在縮小,例如當T=10℃時,pH值和水分活度發(fā)生較小的變化時,便會對蠟樣芽孢桿菌的生長概率造成極大的影響;當水分活度較低時,蠟樣芽孢桿菌只能在最適生長溫度和pH7.0-7.5之間生長;當pH=4.5,T≤20℃時,蠟樣芽孢桿菌在任何溫度下都不生長;模型對測試集的預測準確率達83.3%,該模型對所選數(shù)據(jù)具有較高的預測能力,說明模型具有較廣的適用范圍。
　　(3)以菌株CC

7、L1、CCL2和CCL3的蠟樣芽孢桿菌混合菌株為研究對象,混合菌株被接種到不同水分活度(0.960、0.956、0.952、0.948、0.942、0.938、0.935和0.925)和不同pH值(5.33、5.67、5.9、6.21、6.62和6.80)的高水分烤蝦制品中,接種樣品真空包裝后,分別儲藏于10℃、15℃、20℃、25℃、30℃和35℃中,選擇儲藏60 d為檢測期限。獲得的蠟樣芽孢桿菌生長/非生長實驗數(shù)據(jù)用logistic

8、回歸方程擬合,建立了溫度、水分活度和pH環(huán)境因子作用下高水分烤蝦制品中蠟樣芽孢桿菌的生長/非生長界面模型。另外選取蠟樣芽孢桿菌DSM Z4312、DSM Z4313、ATCC49064和ATCC33019四株菌株的混合菌株作為研究對象,將其在高水分烤蝦制品中獲得的生長/非生長實驗數(shù)據(jù)用來驗證和評估建立的蠟樣芽孢桿菌的生長/非生長界面模型的適用度和預測能力。結(jié)果表明,模型的一致率為97.86%,假陽性率為0.855%,假陰性率為1.28%

9、,說明模型有較高的預測精確度。同時模型的R2-Nagelkerke值為0.947,c值為0.969,Hosmer-Lemeshow檢驗結(jié)果顯示,χ2=0.0189,P=1,說明模型的擬合優(yōu)度高,預測性能好。從生長/非生長界線圖來看,在最低極限值上,各因子的交互作用對混合菌株的生長概率影響較大。模型對測試集的預測一致率較高,為93.16%,c值為0.926,表明模型對測試菌株的預測準確度較高,對這四株混合菌株具有一定的適用度,可以做進一步