冷鮮梅條肉中假單胞菌生長預測模型的建立與驗證

摘要：研究冷鮮梅條肉中假單胞菌（Pseudomonas）在0～20 ℃內的生長曲線。運用修正的Gompertz模型擬合不同溫度條件下假單胞菌的變化情況，建立生長預測一級模型（R2>0.99），準確因子Af、偏差因子Bf均接近1.0；利用平方根模型描述溫度與最大比生長速率和延滯期的關系，得到假單胞菌的生長預測二級模型。模型可用來預測0～20 ℃內冷鮮梅條肉中假單胞菌的生長情況，為保證冷鮮肉質量安全提供依據。

關鍵詞：冷鮮梅條肉；假單胞菌（Pseudomonas）；預測模型

中圖分類號：TS251.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）18-4473-03

梅條肉是豬背脊兩側的肉，營養價值高，是冷鮮肉銷售市場中較暢銷的一類肉制品。假單胞菌（Pseudomonas）屬于嗜冷菌，其在有氧條件下是引起冷鮮肉腐敗的主要微生物[1，2]。近些年，應用食品預測微生物學可評估食品貨架期和安全性[3]。目前，研究微生物生長預測模型都是以液體培養基為基質而未考慮食品體系的復雜性[4，5]。對冷鮮肉、水禽等食品中主要腐敗微生物生長預測模型[6，7]研究較多，并形成相應模型[8-10]。本試驗研究托盤包裝冷鮮梅條肉中假單胞菌的一級和二級生長預測模型，為冷鮮肉評估風險概率和確定微生物危害提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料和試劑 試驗所用冷鮮梅條肉購于武漢市常青花園周黑鴨專營店；CFC瓊脂購于青島海博生物技術有限公司，氯化鈉（優級純）購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器 CP214（C）型電子天平[奧豪斯儀器（上海）有限公司]、LRH-100C型低溫培養箱 （上海一恒科學儀器有限公司）、DHP-9082型電熱恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）、DNP-9082型電熱恒溫培養箱（上海精宏試驗設備有限公司）、LRH-150-S恒溫恒濕培養箱（廣東省醫療器械廠）、SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺（蘇州凈化設備有限公司）、手提式蒸汽不銹鋼消毒器（滅菌鍋）（上海三申醫療器械有限公司）、低溫培養箱（三洋電機國際貿易有限公司）、HBM—400系列樣品均質器（天津市恒奧科技發展有限公司）、SK-1快速混合器（金壇市科析儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 不同溫度下假單胞菌數量的測定 選取0、5、10、15和20 ℃為試驗溫度，將當天購買的冷鮮梅條肉分別儲藏在以上5個溫度條件下，每天剪取25 g放入裝有225 mL無菌生理鹽水的無菌均質袋中，以每秒7次的速度拍擊2 min；取出樣品，從無菌均質袋中吸取1 mL懸液進行稀釋，取3個合適的稀釋梯度，每個稀釋梯度做3個重復，傾注平板計數，并記為第0天，0、5和10 ℃之后每隔24 h，15和20 ℃之后每隔12 h從同一批梅條肉中無菌操作剪取25 g進行測定。用選擇性培養基CFC瓊脂傾注平皿，30 ℃培養48 h后進行菌落計數[11，12]。

1.2.2 一級模型的擬合及其驗證

1）一級模型的擬合。應用SAS 9.1統計軟件，分別將在不同溫度下獲得的腸桿菌的生長數據，用Gompertz模型擬合其生長動態[13]。Gompertz方程如下：

lgN（t）=N0+C·exp{-exp[-B（t-M）]} （1）

式（1）中，N0是初始菌數，lg（CFU/g）；C是隨時間無限增加時菌增量的對數值，lg（CFU/g）；B是在時間為M時的相對最大比生長速率，d；M是達到相對最大生長速率所需要的時間，d。再求出最大比生長速率U=B×C/e（e取2.718 2），d-1；遲滯期LPD=M-（1/B），d。

2）一級模型的驗證。通過計算準確因子（Af）和偏差因子（Bf）來驗證一級模型的預測效果。準確因子是用來評價預測模型的預測準確度的指標，偏差因子是用來評價預測值和實測值的差異程度的指標。準確因子的值越大表明預測效果越差，當準確因子值為1時預測效果最為理想。計算準確因子Af和偏差因子Bf的公式如（2）和（3）所示[14]。

2 結果與分析

2.1 不同溫度下假單胞菌生長曲線

由圖1可知儲藏的溫度越低，假單胞菌的生長速度越緩慢，隨著溫度的升高其生長速度加快。在0 ℃條件下假單胞菌生長趨勢緩慢，4 d后數量有所增加，在5 ℃時2 d后生長迅速。10、15、20 ℃ 3個溫度條件下假單胞菌急速增長，說明在10 ℃以上的溫度對假單胞菌生長的影響明顯。

2.2 假單胞菌生長動力學模型的擬合及其驗證

2.2.1 一級模型的擬合 運用SAS 9.1軟件擬合不同溫度下假單胞菌的生長曲線。由表1可以看出判定系數R2的值較高，并且隨溫度升高R2值逐漸增加，表明Gompertz模型能很好地描述不同溫度下假單胞菌的生長情況。利用Gompertz模型求得的假單胞菌生長動力學參數（表2）顯示：0 ℃條件下最大比生長速率較低，遲滯期較長，假單胞菌的生長處于抑制狀態，隨著溫度的升高，比生長速率急劇增加，遲滯期縮短，當溫度升高到20 ℃時，遲滯期縮短至0.244 8 d。

2.2.2 一級模型的驗證 用準確因子（Af）和偏差因子（Bf）來驗證模型的預測效果。通過公式（2）和（3）計算得到偏差因子和準確因子的值如表3所示。從表3可以看出模型的準確因子和偏差因子均為1左右，表明模型能很好地預測不同溫度下假單胞菌的生長。

2.3 二級模型的擬合

表4為模型的方差分析結果，用F統計量檢驗二級模型總體的顯著性。由圖2、圖3和表4可知溫度與比生長速率存在良好的線性關系。

3 結論

本試驗研究了一定溫度條件下假單胞菌的增殖變化情況，在此基礎上，構建了冷鮮梅條肉中假單胞菌生長預測的一級模型和二級模型。隨著溫度升高，最大比生長速率從0.714 0 d-1上升到3.230 1 d-1，遲滯期從 2.117 5 d縮短到0.244 8 d，表明溫度是抑制微生物生長的一個重要柵欄因子。加強生鮮食品在加工、儲藏及銷售過程中的溫度監管工作，可為生鮮食品質量安全提供基礎保障。

參考文獻：

[1] SCHIRMER B C，HEIR E， LANGSRUD S.Characterization of the bacterial spoilage flora in marinated pork products[J].Journal of Applied Microbiology，2009，106（6）：2106-2116.

[2] HORVATH K，ANDRASSY E，KORBASZ M， et al.Using automatic conductimetry for monitoring spoilage bacteria on chilled pork cutlets[J].Acta Alimentaria，2007，36（2）：283-291.

[3] MCMEEKIN T A. Predictive microbiology： Quantitative science delivering quantifiable benefits to the meat industry and other food industries[J].Meat Science，2007（77）：17-27.

[4] Gill C O，GREER G G， DILTS B D. The aerobic growth of Aeromonas hydrophila and Listeria monocytogenes in broths and on pork[J].International Journal of Food Microbiology，1997，35：67-74.

[5] Gill C O，GREER G G， DILTS T， et al. Induction of a lag phase by chiller temperatures in Escherichia coli growing in broth or on pork[J].Journal of Food Microbiology，2001，2（18）：141-149.

[6] 王宏勛，陳艷麗，黃娜麗.評價蒜素影響假單胞生長的方法研究[J].食品科學，2012，33（13）：221-224.

[7] 姜英杰，鄒曉葵，吳菊清，等.假單胞菌在豬肉上生長預測模型的建立與驗證[J].貴州農業科學，2010，38（8）：141-145.

[8] 林 睿，王宏勛，陳振青，等.裸裝鹵制全鴨中腸桿菌生長預測模型研究[J].食品科學，2012，33（15）：188-190.

[9] 郭全友，楊憲時.冷藏大黃魚不同細菌生長模型的比較[J].南方水產，2005（1）：43-49.

[10] 李苗云，朱應舉，趙改名.微生物預測模型研究及其在肉品工業中的應用[J].食品科技，2008（2）：57-59.

[11] GB 4789.2—2008，食品衛生微生物學檢驗 菌落總數測定[S].

[12] GB/T 5009.44—2003，肉與肉制品衛生標準的分析方法[S].

[13] ZWIETERING M H， JONGENBERGER I， ROMBOUTS F M， et al. Modeling of the bacterial growth curve[J]. Application Environment Microbiology，1990，56（6）：1875-1881.

[14] 劉超群，陳艷麗，王宏勛，等.冷鮮豬肉中熱殺索絲菌生長預測模型的建立與驗證[J].食品科學，2010，31（18）：86-89.

[15] 周 康，劉壽春，李平蘭，等.食品微生物生長預測模型研究新進展[J].微生物學通報，2008，35（4）：589-594.