冷却牛肉假单胞菌生长动力学模型及货架期预测模型的研究

摘要

环境温度、微生物的初始污染程度及其后续的生长繁殖是影响冷却牛肉货架期的重要因素。为了控制肉品腐败，有必要掌握导致肉品腐败的微生物的生长繁殖规律，并对其不同温度条件下的变化规律进行预测，微生物预报技术可以快速有效的解决这一问题。确定产品的特定腐败菌、采用合适的微生物生长介质及选用有效的数学方程是建立良好的微生物预测模型的基础。为了证实假单胞菌为有氧贮藏冷却牛肉的特定腐败菌并建立冷却牛肉货架期预测模型，本研究将常规分割后（自然污染）的冷却牛肉4℃贮藏，测定了贮藏期间假单胞菌数量与细菌总数、挥发性盐基氮值、色差L值及感官评定分值等多种品质指标，并确定了冷却牛肉的假单胞菌腐败限控量。然后将自然污染的冷却牛肉分别置于0℃，4℃，7℃，10℃，15℃和20℃条件下，进行假单胞菌活菌计数，建立Modified Gompertz方程和Baranyi and Roberts方程的一级生长模型和平方根二级模型，并进行了模型的验证，建立了货架期预测模型。另外，为进一步研究假单胞菌种间的多样性，为探讨不同的假单胞菌对肉品的腐败作用机制奠定基础，本文还利用分子生物学和传统的生理生化实验相结合的方法，分离鉴定了在有氧条件贮藏的冷却牛肉各个贮藏期均生长的假单胞菌株。
　　 结果表明：
　　 1）假单胞菌的生长与细菌总数、TVB-N值、色差L值及感官评定值等多种品质指标的相关性极显著（P<4.01），因此可以判定假单胞菌为冷却牛肉的SSO，以其生长模型预测有氧贮藏冷却牛肉的腐败程度具有可行性；聚类分析及综合各指标结果得出冷却牛肉中假单胞菌的腐败限控量为108.20cfu/g。
　　 2）利用SAS9.0，对不同温度下假单胞菌的生长实验数据进行拟合，结果表明Modified Gompertz方程和Baranyi and Roberts方程能很好的反映假单胞菌在牛肉上的生长状况，生长曲线呈典型的S型，P值均小于0.0001，MSE均小于0.3，R2均大于0.95；利用平方根模型对Baranyi andRoberts方程所得的假单胞菌的最大比生长速率平方根-温度（μmax1/2-t），延滞时间（λ-1/2-T）进行拟合，得到假单胞菌生长的二级模型：μmax1/2=0.15604[T+（-0.08472）]，λ-1/2=0.0649+0.0242T，从比较分析观察值和预测值的残差值来看，其绝对值均小于0.05，应用平方根模型能够很好的描述不同温度对微生物生长的影响。并且在拟合二级模型后发现Baranyi and Roberts方程优于Modified Gompertz方程。
　　 3）利用不同屠宰厂的冷却牛肉肉样在4℃与10℃条件下的不同时间进行假单胞菌的活菌计数，进行模型的验证，结果显示预测值上下波动的幅度为10％左右，预测值和实测值之间的差异即Af介于20％以内，利用Baranyi and Roberts方程建立的二级模型能很好的预测假单胞菌在冷链条件下冷却牛肉中的生长状况，从而为进一步研究波动温度条件下预测模型的适合性及开发专家系统软件奠定了良好的基础。
　　 4）建立了冷却牛肉的剩余货架期方程，只要确定初始假单胞菌数（N0）和贮藏的温度条件，可实时求得剩余货架期。
　　 5）4℃有氧贮藏条件下，在冷却牛肉贮藏期一直都生长的假单胞菌有三种，分别为P.fragi，P.putida和P.fluorescens，为进一步研究冷却牛肉中假单胞菌种间的腐败机制提供了现实的数据资料。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

1 前言

1.1 肉的腐败

1.1.1 肉的腐败机理及特征

1.1.2 衡量肉制品腐败的品质指标

1.1.3 假单胞菌的致腐作用

1.1.4 影响肉腐败的各种因素

1.2 预测微生物学

1.2.1 预测微生物学概述

1.2.2 微生物生长的数学模型

1.2.3 食品货架期的预测

1.2.4 微生物预测模型的应用及发展前景

1.3 存在问题和本研究的意义

2 材料与方法

2.1 材料

2.2 主要试剂

2.3 主要仪器与设备

2.4 实验方法

2.4.1 假单胞菌为SSO的确定和冷却牛肉腐败限控量的确定

2.4.2 模型的建立及验证

2.4.3 假单胞菌中间鉴定

3.结果与分析

3.1 假单胞菌为SSO的确定和最小腐控量的确定

3.1.1 假单胞菌与各品质指标的相关性分析

3.1.2 假单胞菌的腐败限控量的确定

3.2 模型的建立及验证

3.2.1 一级模型的拟合

3.2.2 二级模型的拟合

3.2.3 模型的验证

3.2.4 货架期预测模型的建立..：

3.3 假单胞菌种间鉴定

3.3.1 4株假单胞菌的分离

3.3.2 分子生物学鉴定结果

3.3.3 荧光性假单胞菌与非荧光性假单胞菌的消长规律

4 讨论

5 结论

进一步研究方向

参考文献

致谢