冷鮮豬肉中熱殺索絲菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型和貨架期預(yù)測(cè)模型構(gòu)建——摘要、材料與方法
以市售托盤裝冷鮮豬肉為研究對(duì)象測(cè)定熱殺索絲菌的數(shù)量變化情況與感官、揮發(fā)性鹽基氮和菌落總數(shù)的變化，結(jié)果表明冷鮮豬肉的腐敗限控量為5.316 lg(CFU/g)，熱殺索絲菌在不同溫度貨架期終點(diǎn)時(shí)菌落數(shù)均值為7.519 lg(CFU/g)。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SAS9.1擬合熱殺索絲菌在不同溫度下的生長(zhǎng)動(dòng)力模型，表明Gompertz模型能很好擬合熱殺索絲菌在不同溫度下的生長(zhǎng)；利用平方根模型描述溫度與最大比生長(zhǎng)速率和延滯期的關(guān)系，得到熱殺索絲菌生長(zhǎng)的二級(jí)模型，判定系數(shù)R2的值均在0.99以上，表明溫度與最大比生長(zhǎng)速率和延滯期之間存在良好的線性關(guān)系；建立了0～15℃溫度區(qū)域內(nèi)冷鮮豬肉儲(chǔ)藏過(guò)程中的貨架期預(yù)測(cè)模型，用3℃儲(chǔ)藏冷鮮肉中熱殺索絲菌生長(zhǎng)的實(shí)測(cè)值與通過(guò)貨架期預(yù)測(cè)模型得到的預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，相對(duì)誤差為1.6%，表明模型可以可靠預(yù)測(cè)0～15℃溫度區(qū)域內(nèi)冷鮮豬肉的貨架期。
冷鮮肉又叫冷卻肉，是指整個(gè)加工、流通和銷售過(guò)程中始終保持0～4℃范圍內(nèi)的生鮮肉。冷鮮肉生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)歷了較為充分的成熟過(guò)程，質(zhì)地柔軟有彈性，口感鮮嫩，將會(huì)是我國(guó)生鮮肉未來(lái)發(fā)展的方向之一。但是其營(yíng)養(yǎng)豐富，水分活度高，極易受到微生物的污染。冷鮮肉受環(huán)境條件的影響在所含的微生物中只有部分微生物能快速生長(zhǎng)、繁殖、產(chǎn)生有毒有害代謝產(chǎn)物，此即冷鮮肉的特定腐敗菌。特定腐敗菌主導(dǎo)了微生物的腐敗，所以其生長(zhǎng)和貨架期之間存在密切關(guān)系。為了確保冷鮮肉質(zhì)量的穩(wěn)定與安全，對(duì)特定腐敗菌的監(jiān)測(cè)和控制具有重要意義。
目前國(guó)內(nèi)外建立的冷鮮豬肉中特定腐敗菌的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型有假單胞菌、熱殺索絲菌和大腸桿菌。這些模型大都是使用液體培養(yǎng)基中獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立或是外加菌種，由于沒(méi)有考慮到冷鮮肉組織的不同和微生物之間的相互作用，模型往往過(guò)高評(píng)價(jià)了真實(shí)冷鮮肉中微生物的生長(zhǎng)速率，并且接種的大多是單一或簡(jiǎn)單幾種菌株不能反應(yīng)整體菌種的生長(zhǎng)狀態(tài)，這樣在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)造成預(yù)測(cè)結(jié)果的偏差。直接從冷鮮肉中獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可消除培養(yǎng)基和微生物相互作用帶來(lái)的誤差，能有效增加預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度。
本實(shí)驗(yàn)研究托盤裝冷鮮豬肉在0～15℃儲(chǔ)藏中特定腐敗菌之一的熱殺索絲菌的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，在此基礎(chǔ)上建立其生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型和貨架期預(yù)測(cè)模型，并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。
1材料與方法
1.1材料與試劑
冷鮮豬肉為超市售家佳康托盤裝里脊肉；鹽酸(分析純)開(kāi)封東大化工有限公司試劑廠；氧化鎂(分析純)海城市金源礦業(yè)有限公司；氯化鈉(優(yōu)級(jí)純)、硼酸(分析純)、無(wú)水碳酸鈉(分析純)、甲基紅(分析純)天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；亞甲基藍(lán)(分析純)天津石英鐘廠霸州市化工分廠；溴甲酚綠(分析純)天津市博迪化工有限公司；營(yíng)養(yǎng)瓊脂北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；STAA瓊脂培養(yǎng)基青島高科技園海博生物技術(shù)有限公司。
1.2儀器與設(shè)備
電子天平；DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、LRH-100C型低溫培養(yǎng)箱、DHP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱；FSH-2A可調(diào)高速勻漿機(jī)；DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱；LRH-150-S恒溫恒濕培養(yǎng)箱；SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺(tái)；手提式蒸汽不銹鋼消毒器(滅菌鍋)。
1.3微生物計(jì)數(shù)
無(wú)菌操作準(zhǔn)確稱取0、4、7、10、15℃儲(chǔ)存的冷鮮豬肉25g，放入裝有225mL已滅菌生理鹽水的錐形瓶中，高速勻漿機(jī)1min。取1mL勻漿液進(jìn)行10倍系列稀釋，選取3個(gè)合適的稀釋梯度，每個(gè)梯度做3個(gè)重復(fù)，傾注平皿。
菌落總數(shù)：營(yíng)養(yǎng)瓊脂25℃培養(yǎng)48h。
熱殺索絲菌：STAA瓊脂培養(yǎng)基25℃培養(yǎng)48h。
1.4揮發(fā)性鹽基氮(TVB)的測(cè)定
準(zhǔn)確稱取10g冷鮮豬肉，置于錐形瓶中，加100mL水，磁力攪拌30min后過(guò)濾，濾液按GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》進(jìn)行半微量定氮法進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)樣品做3個(gè)平行，同時(shí)做空白。
1.5感官評(píng)價(jià)
由經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的6人評(píng)定小組通過(guò)肉的色澤、味道與質(zhì)地，評(píng)定肉的腐敗狀況。采用3分法，0分為最好品質(zhì)，2分為可接受界限，當(dāng)半數(shù)或以上評(píng)價(jià)員評(píng)價(jià)2分或以上時(shí)，即為感官拒絕點(diǎn)。
1.6一級(jí)模型擬合
應(yīng)用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件，分別將在不同溫度下獲得的熱殺索絲菌的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，用Gompertz模型擬合其生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。Gompertz方程如下：
式中：N0是初始菌數(shù)，lg(CFU/g)；C是隨時(shí)間無(wú)限增加時(shí)菌增量的對(duì)數(shù)值，lg(CFU/g)；B是在時(shí)間為M時(shí)的相對(duì)最大比生長(zhǎng)速率/d-1；M是達(dá)到相對(duì)最大生長(zhǎng)速率所需要的時(shí)間/d。得到上述參數(shù)后，通過(guò)以下公式求出U、LPD值。其中，最大比生長(zhǎng)速率U=B×C/e，e=2.7182d-1；遲滯期LPD/d=M－(1/B)。
1.7二級(jí)模型擬合
平方根模型是常用來(lái)描述溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響。
式中：T是培養(yǎng)溫度；TminU、TminL是最低生長(zhǎng)溫度，為一假設(shè)概念，指的是微生物沒(méi)有代謝活動(dòng)時(shí)的溫度，是通過(guò)外推回歸線與溫度軸相交而得到的溫度；b是系數(shù)。
1.8貨架期預(yù)測(cè)模型的建立和驗(yàn)證
通過(guò)熱殺索絲菌初始菌數(shù)增加到腐敗限控量所需要的增殖時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)冷鮮肉的貨架期。
式中：Nmax是增加到穩(wěn)定期時(shí)最大的微生物數(shù)量，Ns是達(dá)到腐敗限控量時(shí)的微生物數(shù)量。式(4)在式(1)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)，以計(jì)算貨架期。
將3℃儲(chǔ)藏冷鮮豬肉實(shí)驗(yàn)得到的貨架期與模型預(yù)測(cè)的貨架期進(jìn)行比較，驗(yàn)證貨架期預(yù)測(cè)模型的可靠性。
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