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肠炎沙门菌的温度、pH值和水分活度主参数模型的构建

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-11
核心提示:沙门菌属(Salmonella spp.)是在血清学上相关的兼性厌氧革兰氏染色阴性直杆菌。在水中不易繁殖但可以存活2~3 周,其对高温、阳光直接照射以及常用的消毒药品非常敏感,不能耐受较高盐浓度,盐质量分数9%以上就会死亡。
   沙门菌属(Salmonella spp.)是在血清学上相关的兼性厌氧革兰氏染色阴性直杆菌。在水中不易繁殖但可以存活2~3 周,其对高温、阳光直接照射以及常用的消毒药品非常敏感,不能耐受较高盐浓度,盐质量分数9%以上就会死亡。在食品加工中,如果食品内部无法达到杀死沙门菌或破坏毒素的温度时,细菌和毒素就会有所残留从而引发污染。
 
  为探究肠炎沙门菌在不同环境条件下的生长规律,上海理工大学医疗器械与食品学院戚 成、吴雪扬、陈元美等人以液体培养基为基质,建立肠炎沙门菌在不同温度(30~42 ℃)、pH值(6.6~8.0)、水分活度(aw)(0.976~0.997)环境影响下的CPM。此外,通过数学检验值参数以及随机实验验证构建的CPM在预测肠炎沙门菌在缓冲蛋白胨水(buffered peptone water,BPW)中生长的有效性,为实际食品生产、保存和运输中控制肠炎沙门菌的生长提供理论参考依据,以快速有效地对食品微生物的安全性进行评估,同时为准确预测致病菌在食品介质中的生长状态及参数提供了新思路。
 
  1、 一级生长模型的建立
 
  拟合的生长曲线均呈现良好的S型,符合微生物的生长趋势,并且在实验范围内,随着温度、pH值、aw越接近最佳生长条件,进入稳定期的时间越短,符合沙门菌的生长规律。
 
  各组R2均在0.900以上,说明Baranyi模型能够较好的拟合实验中不同环境条件下肠炎沙门菌的生长情况。比较上述数据可以发现肠炎沙门菌最大比生长率随温度不同而发生显着变化(如μmax(30 ℃)=0.037 0 h-1和μmax(42 ℃)=0.012 0 h-1),其次是pH值和aw。即温度对肠炎沙门菌生长的影响最大。
 
  2、CPM的建立
 
  肠炎沙门菌的最适生长温度为34.24 ℃,与沙门菌的生长规律相一致。最适生长水分活度(aw(opt))为0.997,与前人的研究中求得的沙门菌aw(opt)0.994很接近,最小生长水分活度(aw(min))0.957。
 
  肠炎沙门菌的CPM,均呈现良好的拟合效果。温度的CPM曲线与研究者关于新型温度、pH值作用模型的研究中得到的温度CPM曲线图呈现相同的趋势。但相比于温度和aw的CPM,pH值CPM的数据点稍显离散,但其和aw的CPM的曲线也分别与前人研究中关于肠炎沙门菌生物膜的pH值和aw模型构建研究中得到的模型拟合曲线图像趋势一致,即在实验范围内,μmax随着温度、pH值和aw的增加而增大,但超过某一临界值(最佳值)时,μmax开始迅速降低,同时也显示出沙门菌对该条件变化的敏感程度。
 
  3、 CPM的可靠性评价
 
  一级模型R2大于0.900表明通过Baranyi模型拟合获得的最大比生长率具有较高的拟合度,此外,CPM的预测值与实测值均比较接近(差值<0.01 h-1),说明本实验构建的肠炎沙门菌CPM具有较高的拟合效果。
 
  CPM固有检验求得的Bf(1.021)和由随机组求得的拓展检验的Bf(0.963)均在较好范围内。对于Af固有检验和拓展检验稍大于1,但也在可接受范围内。此外,用于检验模型拟合度的参数MSE均较小,说明构建的模型准确性较高,能够较好地预测肠炎沙门菌的生长情况。
 
  结论与讨论
 
  本实验选用了3 种环境因素建立的肠炎沙门菌CPM,获得了肠炎沙门菌在BPW培养基中主参数值分别为:Tmax 44.51 ℃、Topt 34.24 ℃、pHmax 8.14、pHmin 6.09、pHopt 7.55、aw(min)0.957和aw(opt)0.997,符合肠炎沙门菌的基本生长规律。固有检验和拓展检验结果,验证CPM得到的MSE分别为1.153×10-5和2.311×10-5、Bf为1.021和0.963以及Af为1.154和1.267均在可接受范围内,表明构建的模型表明模型具有良好的拟合度,可用于预测肠炎沙门菌的生长。
 
 
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