凝結(jié)芽孢桿菌是一種溫和的嗜酸嗜熱孢子形成細(xì)菌，在食品工業(yè)中具有重要意義。該細(xì)菌與多種非冷藏食品的腐敗有關(guān)，包括蔬菜罐頭，尤其是番茄制品，即食食品，以及巴氏殺菌、UHT和淡煉乳等低酸食品。由凝結(jié)芽孢桿菌的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)引起的食品質(zhì)量缺陷包括酸味變質(zhì)，這是由于產(chǎn)生乳酸而沒(méi)有形成氣體和水果異味這與腐敗微生物的多種酶有關(guān)。預(yù)測(cè)模型與食品腐敗機(jī)制的數(shù)據(jù)和信息相結(jié)合，可用于預(yù)測(cè)儲(chǔ)存條件對(duì)腐敗風(fēng)險(xiǎn)的影響。在這種情況下，腐敗時(shí)間可以估計(jì)為特定腐敗生物體(SSO)，從初始污染水平倍增到腐敗水平所需的時(shí)間。此類模型還可用于評(píng)估各種氣候變化情景對(duì)食品微生物穩(wěn)定性的影響。本論文研究的目的是開發(fā)和應(yīng)用預(yù)測(cè)工具來(lái)解決非冷藏食品潛在的微生物腐敗問(wèn)題。因此開發(fā)了一種評(píng)估凝結(jié)芽孢桿菌生長(zhǎng)隨溫度、pH值和水分活度變化的預(yù)測(cè)模型。在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)溫度條件下，進(jìn)一步評(píng)估了所開發(fā)模型在預(yù)測(cè)非冷藏即食食品增長(zhǎng)方面的充分性。該模型可作為對(duì)非冷藏食品變質(zhì)進(jìn)行有效風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)。
Bioscreen全自動(dòng)微生物生長(zhǎng)曲線分析儀應(yīng)用
使用Bioscreen C全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀評(píng)估不同溫度（范圍：32–59°C）、pH（范圍：5.0–8.5）和水分活度（aw）（范圍：0.980–0.995）下凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1生長(zhǎng)速率。使用儀器的寬帶濾光片(420–580 nm)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔(15分鐘)進(jìn)行光密度(OD)測(cè)量,溫度在32和59°C之間的總時(shí)間段內(nèi),在此期間OD顯著增加觀察到所有五種十進(jìn)制稀釋的培養(yǎng)物。用于評(píng)估pH和水分活度（aw）的影響，溫度設(shè)定在53°C。在OD測(cè)量之前，將微量滴定板攪拌15秒。對(duì)每個(gè)選定的pH值和水分活度(aw)水平進(jìn)行了一項(xiàng)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，分析了四個(gè)樣品（例如，五個(gè)連續(xù)稀釋培養(yǎng)物的四孔）（n=4），而對(duì)于每個(gè)溫度水平，分析了一個(gè)包含20個(gè)樣品的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
這是首次研究關(guān)于開發(fā)和驗(yàn)證溫度、pH和水分活度（aw）對(duì)幾種非冷藏即食食品中凝結(jié)芽孢桿菌生長(zhǎng)的綜合影響的預(yù)測(cè)模型的研究。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)溫度條件下的驗(yàn)證研究表明，所開發(fā)的模型令人滿意地預(yù)測(cè)了所選食品中凝結(jié)芽孢桿菌的生長(zhǎng)行為。該開發(fā)模型的應(yīng)用可被視為有效的腐敗風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的有用工具，以確保非冷藏即食食品的微生物穩(wěn)定性。
圖1、溫度對(duì)腦心浸液肉湯中的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1的最大比生長(zhǎng)速率的影響，數(shù)據(jù)被擬合到帶有拐點(diǎn)的基數(shù)模型。
圖2、在最佳生長(zhǎng)溫度下儲(chǔ)存期間，凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(diǎn)(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)（53°C）。
圖3、觀察到的比較(○)和預(yù)測(cè)增長(zhǎng)(-)的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(diǎn)(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲(chǔ)存(30°C/24小時(shí)~50°C/10小時(shí)~25°C/24小時(shí)）。藍(lán)色虛線(---)表示溫度變化。
圖4、觀察到的比較(○)和預(yù)測(cè)增長(zhǎng)(-)的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(diǎn)(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲(chǔ)存(50°C/6h~30°C/18 h~45°C/24 h)。藍(lán)色虛線(---)表示溫度變化。
圖5、觀察到的比較(○)和預(yù)測(cè)增長(zhǎng)(-)的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(diǎn)(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下(25°C/24小時(shí)–30°C/24小時(shí)–50°C/10小時(shí)）。藍(lán)色虛線(---)表示溫度變化。
總結(jié)
本研究研究了不同溫度（范圍：32–59°C）、pH（范圍：5.0–8.5）和水分活度（aw）（范圍：0.980–0.995）對(duì)凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1生長(zhǎng)速率影響的基本模型(CM)。使用Bioscreen C全自動(dòng)生長(zhǎng)曲線分析儀研究在凝結(jié)芽孢桿菌腦心浸液肉湯(BHI)中生長(zhǎng)過(guò)程，并在選定的食品中進(jìn)一步驗(yàn)證。在53°C的靜態(tài)條件下，研究了五種商業(yè)非冷藏即食食品中凝結(jié)芽孢桿菌的生長(zhǎng)行為，以估計(jì)每種測(cè)試食品的最佳比生長(zhǎng)速率。通過(guò)比較凝結(jié)芽孢桿菌的預(yù)測(cè)和觀察到的生長(zhǎng)行為，在四種不同動(dòng)態(tài)溫度曲線下的五種選定食品中驗(yàn)證了所開發(fā)的模型。驗(yàn)證結(jié)果表明，對(duì)于所有測(cè)試產(chǎn)品，該模型的總體偏差因子(B f)和準(zhǔn)確度因子(A f)均具有良好的性能)分別估計(jì)為1.00和1.12。所開發(fā)的模型可以被認(rèn)為是預(yù)測(cè)非冷藏即食食品在分銷和儲(chǔ)存過(guò)程中凝結(jié)芽孢桿菌生長(zhǎng)和腐敗風(fēng)險(xiǎn)的有效工具。
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