王京,張明贊
(貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴州貴陽(yáng)550025)
豬肉含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、鈣、鐵、磷等成分,具有補(bǔ)虛強(qiáng)身、滋陰潤(rùn)燥及豐肌澤膚的作用,是我國(guó)和國(guó)外日常生活主要的肉類(lèi)食品之一[1]。冷卻豬肉又稱冷鮮豬肉,是豬肉宰后使胴體深沉溫度在24 h內(nèi)降至0℃~4℃,并保持在該溫度下貯藏的一類(lèi)肉品。冷卻豬肉口感細(xì)膩,鮮美,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,代表了豬肉產(chǎn)業(yè)的消費(fèi)和生產(chǎn)發(fā)展方向[2]。但是如何有效抑制冷卻豬肉在生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程,防止產(chǎn)品的腐敗變質(zhì),一直困擾著生產(chǎn)者。目前常使用微生物預(yù)測(cè)來(lái)快速評(píng)估冷藏豬肉的貨架壽命和安全性,極少使用傳統(tǒng)的分析測(cè)試。冷卻豬肉具有較強(qiáng)的水分活性和豐富的營(yíng)養(yǎng),使得微生物成為肉類(lèi)腐敗的主要原因。在低溫貯藏條件下,假單胞菌是肉類(lèi)的主要腐敗物之一,嚴(yán)重影響豬肉品質(zhì)[3]。因此,越來(lái)越多的消費(fèi)者更加關(guān)注在預(yù)測(cè)冷卻豬肉貨架期方面的研究。
通過(guò)大量對(duì)引起冷卻豬肉腐敗變質(zhì)因素的研究,國(guó)內(nèi)外學(xué)者得出其主要影響因素是假單胞菌和肉類(lèi)的儲(chǔ)存溫度。假單胞菌是能引起冷卻肉類(lèi)腐敗變質(zhì)的主要微生物之一[4-5],假單胞菌屬占肉類(lèi)腐敗微生物的25%~26%,是需氧菌,在有氧條件下生長(zhǎng),具有致腐的特性。田璐等[6]指出,在有氧條件下需氧型假單胞菌大量繁殖引起冷卻肉腐敗,繁殖能力與假單胞菌有較強(qiáng)的利用肌氨酸的能力有關(guān)[7]。假單胞菌的生長(zhǎng)需要足夠碳源與能源,在適宜的條件下,假單胞菌生長(zhǎng)達(dá)到一定數(shù)量時(shí),冷卻豬肉中碳源不能滿足其生長(zhǎng)生理的需求,隨后假單胞菌就會(huì)利用冷卻豬肉的氨基酸作為生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),肉類(lèi)的氨基酸分解利用將會(huì)產(chǎn)生一些帶有異味的物質(zhì),如含硫化合物、酯、酸等。實(shí)際上,肉類(lèi)的腐敗及貨架期壽命主要取決于肉類(lèi)中假單胞菌的生理行為,表現(xiàn)在假單胞菌新陳代謝產(chǎn)物的利用或是吸收的大幅度正面或是負(fù)面的影響[8]。貯藏所處環(huán)境溫度也是影響冷卻豬肉貨架期長(zhǎng)短的重要因素[9-10],由于國(guó)內(nèi)外冷鏈系統(tǒng)不完善,肉類(lèi)儲(chǔ)運(yùn)管理不當(dāng),尤其是冷凍豬肉庫(kù)存和溫度波動(dòng)較大。在實(shí)際冷藏儲(chǔ)存和銷(xiāo)售過(guò)程中,溫度高,豬肉中的微生物迅速繁殖,影響豬肉產(chǎn)品的安全。
從現(xiàn)有的研究來(lái)看,通過(guò)預(yù)測(cè)變溫條件下微生物的生長(zhǎng),對(duì)肉的保質(zhì)期研究知之甚少,冷卻豬肉的保質(zhì)期還處于起步階段。因此,在對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖進(jìn)行試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上,建立了豬肉微生物冷卻不同溫度的預(yù)測(cè)模型,研究腐敗豬肉的微生物生長(zhǎng)情況,為評(píng)價(jià)和控制肉品質(zhì)量提供理論依據(jù)。
建立冷卻豬肉貨架期預(yù)測(cè)模型,以此來(lái)證實(shí)假單胞菌為變溫條件下冷卻豬肉的特定腐敗菌[11-13],將冷卻豬肉分別置于 0、5、10、15、20、25 ℃條件下,進(jìn)行假單胞菌活菌與菌落總數(shù)計(jì)數(shù),并測(cè)定假單胞菌數(shù)量、揮發(fā)性鹽基氮值、色差L*值及感官評(píng)定分值等品質(zhì)指標(biāo)。
根據(jù)GB/T 22289-2008《冷卻豬肉加工技術(shù)要求》,每次隨機(jī)選取10條常規(guī)屠宰分割的豬臀肉,冷藏(0~4℃)條件下2 h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。
假單胞菌培養(yǎng)基:蛋白胨16.0 g;水解酪蛋白10.0 g;無(wú)水硫酸鉀10.0 g;氯化鎂1.4 g;甘油10.0 mL;假單胞菌培養(yǎng)基選擇劑C-F-C(OXOID,英國(guó))1支/200 mL;培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)為7.0±0.2;蒸餾水1000 mL。
平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基(plate count agar,PCA):胰蛋白胨5.0 g;酵母浸粉2.5 g;葡萄糖瓊脂15.0 g;蒸餾水1000 mL;pH 7.0±0.2。
SPX-400型智能型生化培養(yǎng)箱:上??坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司;JM-A2002電子天平:余姚記銘稱量股份有限公司;SW-CJ-10超凈工作臺(tái):蘇州凈化有限公司;BCD-278TAJ低溫冰箱:青島海爾股份有限公司;pH S-3C pH計(jì)、JM-AI5002便攜式色差儀:余姚市紅銘稱重校驗(yàn)設(shè)備公司。
菌種分離與篩選:稱取5.0 g冷卻豬肉,加入到50 mL無(wú)菌生理鹽水中,再加入4顆小玻璃珠,37℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)30 min,吸取5 mL振蕩后溶液加入富集培養(yǎng)基(250 mL三角瓶裝液量為50 mL)中,37℃、180 r/min搖床富集培養(yǎng)24 h。取0.2 mL稀釋適當(dāng)梯度的富集懸浮液涂布于酪蛋白平板培養(yǎng)基上,靜置5 min后,倒置平板放于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h。將形成單一菌落,劃線純化后劃Z形線保藏于斜面培養(yǎng)基上,37℃條件下培養(yǎng)1 d或2 d直到斜面出現(xiàn)豐滿的菌落后,放于4℃冰箱保藏,菌株編號(hào)為JXJ。
利用傳統(tǒng)的菌種鑒定方法如菌落特征、形態(tài)特征、生理生化特征[17]和16S rRNA、recA基因序列分析對(duì)菌種進(jìn)行準(zhǔn)確的分類(lèi)鑒定,采用MEGA5.0生物學(xué)軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù),采用鄰近相連算法(Neighborjoining)對(duì)該菌株的16S rRNA序列進(jìn)行分析,在樹(shù)枝上標(biāo)記重復(fù)1000次,自展檢驗(yàn)Bootstrap值,從而確定菌株的親緣關(guān)系和分類(lèi)地位[18]。
樣品處理:從貴陽(yáng)市花溪區(qū)星力超市采樣,每次隨機(jī)選取10條常規(guī)屠宰分割的豬臀肉,冷藏(0℃~4℃)條件下2 h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。將豬臀肉于超凈工作臺(tái)分割成50 g左右大小,懸浮于80℃無(wú)菌水中10 s進(jìn)行滅菌。經(jīng)培養(yǎng)計(jì)數(shù),菌落總數(shù)<102(CFU/mL),滅菌效果較好。菌懸液經(jīng)適當(dāng)稀釋,將滅菌后肉樣浸入菌懸液中20 s接種。使接種后肉樣初始接種量為103CFU/g,接種后瀝干菌液于無(wú)菌密封袋中,分別置于0、5、10、15、20、25℃低溫恒溫水浴槽中貯藏,溫度波動(dòng)±0.1℃。
菌落總數(shù)、假單胞菌數(shù)的測(cè)定:在無(wú)菌操作環(huán)境下,每隔相應(yīng)時(shí)間段取每組樣品(3個(gè)肉樣組成)相應(yīng)肉樣25 g置于錐形瓶中,加入225 mL無(wú)菌生理鹽水中并密封好,用搖床搖1 h左右,然后按10倍稀釋梯度,每個(gè)稀釋度取100 μL樣液涂布于培養(yǎng)基表面,共取3個(gè)稀釋度,每個(gè)稀釋度做3個(gè)重復(fù),進(jìn)行假單胞菌數(shù)的測(cè)定,細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定按照GB 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行。
揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)的測(cè)定:在規(guī)定的時(shí)間段,取豬肉樣10 g絞碎攪勻,置于錐形瓶中,加入100 mL蒸餾水備用。按GB 5009.228-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》微量擴(kuò)散法測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮含量。
色差的測(cè)定:每隔相應(yīng)時(shí)間取相應(yīng)肉樣用便攜式色差儀測(cè)色差L*值,每個(gè)樣品至少測(cè)定3次,取平均值。
感官評(píng)定:10位專家組成感官評(píng)價(jià)小組,對(duì)肉的氣味,顏色,黏度,質(zhì)地,肉湯進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。使用相對(duì)簡(jiǎn)單的7分制,得分1表示最好的豬肉質(zhì)量,得分7表示腐敗豬肉,這是可接受的界限,當(dāng)評(píng)分人數(shù)半數(shù)以上的評(píng)價(jià)或以上時(shí),即為感官拒絕點(diǎn),評(píng)定方法按GB/T 22289-2008《冷卻豬肉加工技術(shù)要求》執(zhí)行。
pH值的測(cè)定:每隔相應(yīng)時(shí)間取豬肉樣品10 g絞碎攪勻,放于盛有100 mL滅菌后蒸餾水的錐形瓶中,搖床振蕩?kù)o置30 min后過(guò)濾,測(cè)定濾液的pH值。濾液用于TVB-N的測(cè)定。
本試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0,OriginPro9.0軟件進(jìn)行分析,各指標(biāo)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)分析和聚類(lèi)分析,采用OriginPro9.0,Matlab7.0軟件進(jìn)行模型擬合和回歸分析。
菌株JXJ的平板菌落形態(tài)如圖1。
圖1 菌株JXJ的平板菌落形態(tài)Fig.1 Colonies of the JXJ on bacterial medium
在假單胞菌培養(yǎng)基上菌落生長(zhǎng)較快,菌落特征明顯,呈淡黃色半透明,近圓形,邊緣齊整,光滑稍隆起,菌落直徑1.5 mm~3.0 mm,其生理生化特征見(jiàn)表1。
表1 JXJ生理生化特征—碳源利用Table 1 Physiological and biochemical characteristics(utilization of carbon sources)of the strain JXJ
經(jīng)軟件比對(duì)該株菌株與熒光假單胞菌(P.fluorescens)特征接近。根據(jù)以上形態(tài)及生理生化特征可知菌株JXJ的特征符合假單胞桿菌屬,初步鑒定它屬假單胞菌屬(Pseudomonas)。
將JXJ菌株的全部16S rRNA序列分別提交到NCBI,通過(guò)Blast在線程序在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與已刊登的16S rRNA序列同源性進(jìn)行比較,下載同源性較高的菌株的序列,采用軟件MEGA 5.0對(duì)其進(jìn)行分析,采用鄰近法構(gòu)建系統(tǒng)樹(shù),并且Bootstrap1000次檢驗(yàn)分子系統(tǒng)樹(shù)置信度獲得系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(見(jiàn)圖2)。
由系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)可知,菌株JXJ形態(tài)特征和生理生化特征接近熒光假單胞菌屬,菌株JXJ的16S rRNA序列與Pseudomonas sp.HY13KR序列同源性在99%以上,可進(jìn)一步說(shuō)明菌株JXJ為假單胞菌屬。
冷卻豬肉在4℃貯藏下各品質(zhì)指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。表2所示的結(jié)果,豬肉在4℃貯藏期間,假單胞菌數(shù)量與色差L*值、感官評(píng)價(jià)分值、菌落總數(shù)、pH值及揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.897(p<0.01)、0.984(p<0.01)、0.987(p<0.01)、0.723(p<0.01)、0.885(p<0.01),差異均極顯著(p<0.01),兩兩高度相關(guān)。
圖2 基于JXJ的部分16S rRNA序列同源性構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.2 Phylogenetic tree on the similarity of partial 16S rRNA sequence of the strain JXJ
表2 冷卻豬肉在4℃貯藏下各品質(zhì)指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson correlation coefficient of quality characteristics of chilled prok stored at 4℃
從表2可知,假單胞菌的生長(zhǎng)與豬肉在4℃貯藏期間的細(xì)菌總數(shù)、TVB-N及色差L*值等多種品質(zhì)指標(biāo)均顯著相關(guān),并且假單胞菌菌落總數(shù)與腐敗指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)大于其他指標(biāo)的相關(guān)系數(shù),從而確定屬于冷凍豬肉的假單胞菌的特征,利用生長(zhǎng)模型預(yù)測(cè)好氧貯藏條件下冷凍豬肉腐敗程度。
為確定豬肉中假單胞菌的腐敗限量,選用假單胞菌總數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、TVB-N值、色差L*值及感官評(píng)定值作為冷卻豬肉不可接受的判斷指標(biāo),通過(guò)SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各測(cè)定指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及Origin-Pro9.0軟件進(jìn)行聚類(lèi)分析,則可得表3及圖4所示的結(jié)果。
表3 4℃貯藏冷卻豬肉各品質(zhì)指標(biāo)(平均值+標(biāo)準(zhǔn)差)Table 3 Quality characteristics of chilled pork stored at 4 ℃(Mean±SD)
由表3可看出:假單胞菌的數(shù)量和菌落總數(shù)隨時(shí)間增加,假單胞菌的生長(zhǎng)在第8天顯著增加為假單胞菌生長(zhǎng)的延滯期和對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,8天之后基本處于穩(wěn)定期;隨著貯藏時(shí)間的變化,豬肉的pH值緩慢增加,可看出在貯藏第8天時(shí)pH值達(dá)到6.30;TVB-N值在貯藏的前8天變化不大,基本保持在7 mg/100 g左右,但到了第10天數(shù)值升至16.87 mg/100 g,超過(guò)GB2707-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鮮(凍)畜、禽產(chǎn)品》鮮(凍)肉中TVB-N值≤15 mg/100 g的標(biāo)準(zhǔn),與前8天的數(shù)值差異顯著(p<0.05);色差L*值描述肉的亮暗程度,貯藏初期肉的顏色變化不是很大,基本處于39左右,但是到了8天之后顏色亮度值直線下降,第10天的數(shù)值與前8天差異顯著(p<0.05);感官評(píng)定值在第10天接近4.5分,已為不可接受值,表明此時(shí)的肉已經(jīng)明顯腐敗。聚類(lèi)分析見(jiàn)圖3。
圖3 聚類(lèi)分析Fig.3 Cluster analysis
由圖3可明顯得出:根據(jù)貯藏時(shí)間的分類(lèi),將產(chǎn)品的前8天分成一個(gè)類(lèi)別,聚類(lèi)成一個(gè)類(lèi)別,加上細(xì)菌總數(shù),即可確定感官評(píng)定前8天前的TVB-N值的產(chǎn)品是可以接受的產(chǎn)品,不可接受的產(chǎn)品。由于假單胞菌與各種腐敗指標(biāo)之間的相關(guān)性非常顯著,由冷凍豬肉腐敗控制的 6.55 lg(CFU/g)(3.6×106CFU/g)超過(guò)此值可判定為腐敗,這與劉婷婷等[24]所得假單胞菌達(dá)107CFU/g~109CFU/g牛肉貨架期終點(diǎn)的結(jié)論是相接近的。
一級(jí)模型主要預(yù)測(cè)恒定環(huán)境條件下(如環(huán)境溫度、pH值等)微生物的生長(zhǎng)情況[19]。一般微生物生長(zhǎng)曲線由滯后期,對(duì)數(shù)期,穩(wěn)定期和衰減期四部分組成(未顯示)。在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中,環(huán)境因素,不同生長(zhǎng)階段的肉類(lèi)和微生物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)具有重要影響。近年來(lái),常用的一級(jí)模型主要包括線型模型、Gompertz模型[20]等。微生物生長(zhǎng)曲線的示意圖見(jiàn)圖4。
圖4 微生物生長(zhǎng)曲線的示意圖Fig.4 Schematic depiction of a microbial growth curve
分別將在 0、5、10、15、20、25 ℃條件下,測(cè)量假單胞菌的數(shù)據(jù),用Gompertz方程[21]式(1)描述不同溫度條件下假單胞菌的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。
式中:Nt為 t時(shí)刻微生物數(shù)量,lg(CFU/g);N0為初始時(shí)微生物數(shù)量,lg(CFU/g);Nmax為穩(wěn)定期時(shí)微生物的最大數(shù)量,lg(CFU/g);μm為微生物生長(zhǎng)的最大比生長(zhǎng)速率,h-1;t為貯藏時(shí)間,h,tb微生物生長(zhǎng)延遲期的時(shí)間,h。
微生物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)二級(jí)模型方程的使用和研究都比較廣泛,描述不同溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響動(dòng)力學(xué)模型常用Belehradek方程來(lái)描述,其方程為
式中:μm是一級(jí)模型求出的生長(zhǎng)速率,h-1;λ是模型待求的參數(shù),h1/2/℃;Tmin是理論上的最小生長(zhǎng)溫度,K,是微生物生長(zhǎng)的特征溫度,K;tb是微生物生長(zhǎng)延遲期的時(shí)間,h。
通過(guò)建立的微生物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型可求得在5℃和15℃貯藏時(shí)假單胞菌數(shù)的預(yù)測(cè)值與實(shí)際檢測(cè)的假單胞生長(zhǎng)數(shù)進(jìn)行比較,采用偏差度Bf及準(zhǔn)確度Af兩個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)己經(jīng)建立的特定腐敗微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型的可靠性[22]。
式(3)、(4)中:Nact是試驗(yàn)實(shí)際測(cè)得的微生物數(shù)量,lg(CFU/g);Npre是應(yīng)用微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型的與同一時(shí)間的微生物數(shù)量,lg(CFU/g);n是試驗(yàn)次數(shù)。
冷卻豬肉貨架期[23](shelf life,SL),根據(jù)所建立的特定腐敗微生物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型,可通過(guò)該特定腐敗菌量從(N0)增值到(Ns)所需要的經(jīng)歷時(shí)間來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
根據(jù)所建立的冷卻豬肉的SL方程,隨機(jī)取貯藏在5℃和15℃溫度條件下的冷卻豬肉,測(cè)量方程中的指標(biāo)算出預(yù)測(cè)值,與實(shí)際冷卻豬肉的貨架期進(jìn)行比較,評(píng)價(jià)所建立貨架期預(yù)測(cè)模型的可靠性及使用性。
在變溫條件下,根據(jù)測(cè)定假單胞菌活菌數(shù)的結(jié)果,采用Matlab7.0軟件進(jìn)行模型擬合和回歸分析。
擬合不同的一級(jí)模型,繪制了在不同溫度條件下的時(shí)間-假單胞菌總數(shù)曲線,得到在不同溫度條件下的生長(zhǎng)曲線,相應(yīng)的Gompertz擬合方程為:
在 0、5、10、15、20、25 ℃有氧貯藏條件下冷卻豬肉中利用Gompertz方程擬合的假單胞菌生長(zhǎng)曲線見(jiàn)圖5。
圖5 在0、5、10、15、20、25℃有氧貯藏條件下冷卻豬肉中利用Gompertz方程擬合的假單胞菌生長(zhǎng)曲線Fig.5 Growth data and fitted modified Gompertz curves of Pseudomonads spp.on chilled pork stored aerobically at 0、5、10、15、20 and 25℃
從圖5中可以看出,Gompertz模型方程很好地?cái)M合了假單胞菌在不同溫度下的生長(zhǎng)情況,生長(zhǎng)曲線呈S型,溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)有顯著影響,隨著溫度達(dá)到最高菌數(shù)逐漸降低,最高0℃約250 h,最低25℃僅約50 h。
常溫(變溫)貯藏下初始霉菌數(shù)(N0)、最大菌數(shù)(Nmax)、最大生長(zhǎng)速率 μm、延遲時(shí)間 tb、均方誤差(meansquare error,MSE)和 R2見(jiàn)表4。
表4 常溫(變溫)貯藏下初始霉菌數(shù)(N0)、最大菌數(shù)(Nmax)、最大生長(zhǎng)速率、延遲時(shí)間、MSE和R2Table 4 The initial number of molds N0,the maximum number of bacteria(Nmax),the maximum growth rate,the delay time,the MSE and the R2at the normal temperature(temperature)storage
由表4可以看出溫度對(duì)假單胞菌生長(zhǎng)的影響,Gompertz方程擬合的接種初始菌數(shù)在3.62 lg(CFU/g)~3.88 lg(CFU/g),最大菌數(shù)集中在 7.50 lg(CFU/g)。最大比生長(zhǎng)速率隨溫度的升高而升高,延遲期的時(shí)間隨溫度的升高而減少??梢钥闯瞿P蛿M合的MSE、R2并沒(méi)有成良好的規(guī)律性,R2均大于0.95且MSE較小,說(shuō)明兩者均擬合得很好,表明Gompertz方程能很好的應(yīng)用于對(duì)假單胞菌的預(yù)測(cè)。
根據(jù)求得的假單胞菌在不同溫度下的最大比生長(zhǎng)速率,利用OriginPro9.0統(tǒng)計(jì)軟件擬合最大比生長(zhǎng)速率-溫度(μm1/2-T),見(jiàn)圖6,得到二級(jí)模型,μm1/2=0.134+0.010T(p<0.01,R2=0.964),即:μm1/2=0.010[T-(-13.4)]。由二級(jí)模型 μm1/2=λ(T-Tmin),可知假單胞菌的λ=0.010℃·h1/2,假單胞菌延滯時(shí)間的擬合結(jié)果為:tb-1/2=0.0650+0.0242T。
圖6 假單胞菌的生長(zhǎng)速率與溫度的擬合關(guān)系Fig.6 Growth rate and temperature of the fitting relationship about Pseudomonas sp.
表5列出了溫度與比生長(zhǎng)速率平方根模型的殘差值。
表5 溫度與比生長(zhǎng)速率平方根模型的殘差值Table 5 Residual value of temperature and specific growth rate square root model
可以看出,其殘差的絕對(duì)值均小于0.05,說(shuō)明擬合的模型關(guān)系比較合理,說(shuō)明假單胞生長(zhǎng)的平方根預(yù)測(cè)模型能較好的描述變溫條件下對(duì)假單胞菌生長(zhǎng)的影響。
表6顯示了在5℃和15℃下的預(yù)測(cè)值和實(shí)際所得貯藏過(guò)程的真實(shí)值來(lái)計(jì)算所得的預(yù)測(cè)方程的偏差度(Bf)和準(zhǔn)確度(Af)。
表6 冷卻豬肉在5℃和15℃貯藏時(shí)微生物數(shù)量預(yù)測(cè)值的偏差度和準(zhǔn)確度Table 6 The deviation and accuracy of the predictions of the number of microbes when the pork was stored at 5℃and 15℃
由表6可知,預(yù)測(cè)值上下波動(dòng)的幅度為10%左右,預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值之間的差異即Af介于15%以內(nèi),表示誤差比較低,建立的數(shù)學(xué)模型能很好的預(yù)測(cè)特定腐敗微生物在5℃和15℃下的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。
根據(jù)建立的假單胞菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型,可以用假單胞菌這一特定腐敗菌從初始菌數(shù)(N0)增殖到最小腐敗量(Ns)所需的時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)0~25℃有氧貯藏豬肉的剩余貨架期。得知冷卻豬肉的最大腐敗假單胞菌數(shù)為 6.55 lgCFU/g(3.6×106CFU/g);最大菌落總數(shù)約為7.50 lg(CFU/g)。因此,只要實(shí)時(shí)測(cè)量冷卻豬肉的初始假單胞菌總數(shù),就可以預(yù)測(cè)在0~25℃有氧貯藏豬肉的剩余貨架期,表示如下:
將在不同收獲地點(diǎn)隨機(jī)購(gòu)買(mǎi)的新鮮豬肉放置在0、5℃和10℃儲(chǔ)存溫度下,另一組新鮮豬肉儲(chǔ)存在15、20℃和25℃下。相應(yīng)的肉樣品最初測(cè)量并計(jì)算假氣單胞菌。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng),新鮮豬肉的保質(zhì)期根據(jù)感官評(píng)分進(jìn)行預(yù)測(cè),貨架期模型預(yù)測(cè)的貨架期與實(shí)際鮮豬肉的貨架期如表7所示。
表7 貨架期(SL)的預(yù)測(cè)值與實(shí)際貨架期的壽命比較Table 7 The predicted value of the shelf life(SL)is compared with the actual shelf life
由表7可知,在 0、5、10、15、20、25 ℃有氧貯藏條件下測(cè)定冷卻豬肉的貨架期,通過(guò)對(duì)豬肉剩余貨架期預(yù)測(cè)值與實(shí)際貨架期對(duì)比發(fā)現(xiàn)偏差都小于1 d,說(shuō)明所建立的貨架期模型可行性較好,適用價(jià)值高。
豬肉中的假單胞菌生長(zhǎng)和冷藏在菌落總數(shù),TVBN值,L值和各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的感官評(píng)價(jià)方面均顯著(p<0.01),所以可以判斷冷卻豬肉具體腐敗菌為假單胞菌。結(jié)果表明,通過(guò)聚類(lèi)分析假單胞菌的冷凍豬肉腐敗控制的可行性和可行性以及控制體積為6.55lg CFU/g(3.6×106CFU/g)來(lái)確定腐敗程度,從而驗(yàn)證了假單胞菌疾病預(yù)測(cè)模型。冷凍豬肉在低溫儲(chǔ)存下的生長(zhǎng)通過(guò)假單胞菌屬的一階和二階模型擬合來(lái)評(píng)估。在儲(chǔ)存條件 0、5、10、15、20、25 ℃下通過(guò) Gompertz方程測(cè)定冷凍豬肉的保質(zhì)期。預(yù)測(cè)結(jié)果偏離實(shí)際儲(chǔ)存結(jié)果不到一天,表明所建議的保質(zhì)期模型更加可行,為在變溫條件下實(shí)時(shí)獲得冷凍豬肉的剩余保質(zhì)期奠定了基礎(chǔ)。建立的假單胞菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型能快速可靠地預(yù)測(cè)惡臭假單胞菌的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng),為假單胞菌的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)提供了有效工具,有效延長(zhǎng)冷卻豬肉貨架期,保持肉制品風(fēng)味,保障人類(lèi)食用健康。
[1] 陳雷.冷卻牛肉保鮮技術(shù)的進(jìn)展[J].肉類(lèi)工業(yè),2010(9):56-59
[2] 李飛燕,張一敏,羅欣,等.貯藏過(guò)程中冷卻牛肉中微生物模型的建立[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2011,37(7):220-224
[3]張一敏.冷卻牛肉假單胞菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型及貨架期預(yù)測(cè)模型的研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2010
[4]Gill M.Modified atmospheres and vaccum packaging[M].Glasgow:Blackie,1991:172-199
[5] 趙軍,張麗.搞好農(nóng)業(yè)信息化才能促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化[J].中國(guó)信息界,2009(1):141-142
[6] 田璐,李苗云,趙改名,等.氣調(diào)包裝冷卻肉生物胺及腐敗特性研究[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2013,13(8):75-82
[7]I OKA,T YOSHIMOTO.Sarcosine Dehydrogenase from Pseudomonas putida:Purification and Some Properties[J].Agricultural&Biological Chemistry,2014,43(6):1197-1203
[8]M SIM?ES,LC SIM?ES,MJ VIEIRA.Physiology and behavior of Pseudomonas fluorescens single and dual strain biofilms under diverse hydrodynamics stresses[J].International Journal of Food Microbiology,2008,128(2):309-311
[9]李飛燕.冷卻牛肉菌落總數(shù)生長(zhǎng)模型及貨架期預(yù)測(cè)模型的研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2011
[10]熊振海,馬晨晨.冷卻牛肉貨架期及微生物多樣性分析[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2014(7):2109-2113
[11]XU ZHONG,XS YANG.Assessment and development of shelf life predictionmodelforPseudosciaenacrocea[J].Journal of Fishery Sciences of China,2015,12(6):779-785
[12]XL Zhang,J Xie.Prediction model for the shelf-life of salmon’s specific spoilage organismsstored at different temperatures[J].International Journal of Food Microbiology,2016,128(2):3-14
[13]JK MWOVE,SM MAHUNGU.Microbial quality and shelf life prediction of vacuum-packaged ready to eat beef rounds containing gum arabic[J].International Journal of Food Microbiology,2017,12(4):31-39
[14]C CHAI,H JANG,SW OH.Real-time PCR-based quantification of Shigella sonnei in beef and a modified Gompertz equation-based predictive modeling of its growth[J].Applied Biological Chemistry,2016,59(1):1-4
[15]陳振青.基于假單胞菌生長(zhǎng)抑制的冷鮮豬肉保鮮劑評(píng)價(jià)方法研究[D].武漢:武漢輕工大學(xué),2014
[16]牛會(huì)敏.冷卻豬肉假單胞菌生長(zhǎng)模型比較分析及貨架期模型建立[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012
[17]Horikoshi K.Alkaliphiles:some applications of their products for biotechnology[J].MicrobiologyandMolecularBiologyReviews,1999,63(4):735-750
[18]Humiski L M,Aluko R E.Physicochemical and bitterness properties of enzymatic pea protein hydrolysates[J].Journal of Food Science,2007,72(8):S605-S611
[19]L Li,J Cepeda,J Subbiah,et al.Dynamic predictive model for growth of Salmonella spp.in scrambled egg mix[J].Food Microbiology,2017,64:39-46
[20]劉曉慧,熊蕊,賈月梅,等.金黃色葡萄球菌在菠菜中生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型的建立[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2014(5):1-2
[21]MM GIL,B TRS,S CLM.A modified Gompertz model to predict microbial inactivation under time-varying temperature conditions[J].Journal of Food Engineering,2006,76(1):89-94
[22]鄭婷,董鵬程,王仁歡,等.冷卻牛肉中沙門(mén)氏菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型的建立和驗(yàn)證[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015,41(7):38-44
[23]劉婷婷.冷鮮牛肉的優(yōu)勢(shì)腐敗菌及其消長(zhǎng)規(guī)律[J].食品科技,2008(12):140-143