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)芽孢桿菌的生長和代謝活動引起的食品質(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)測模型與食品腐敗機制的數(shù)據(jù)和信息相結(jié)合，可用于預(yù)測儲存條件對腐敗風(fēng)險的影響。在這種情況下，腐敗時間可以估計為特定腐敗生物體(SSO)，從初始污染水平倍增到腐敗水平所需的時間。此類模型還可用于評估各種氣候變化情景對食品微生物穩(wěn)定性的影響。本論文研究的目的是開發(fā)和應(yīng)用預(yù)測工具來解決非冷藏食品潛在的微生物腐敗問題。因此開發(fā)了一種評估凝結(jié)芽孢桿菌生長隨溫度、pH值和水分活度變化的預(yù)測模型。在靜態(tài)和動態(tài)溫度條件下，進(jìn)一步評估了所開發(fā)模型在預(yù)測非冷藏即食食品增長方面的充分性。該模型可作為對非冷藏食品變質(zhì)進(jìn)行有效風(fēng)險管理的基礎(chǔ)。
Bioscreen全自動微生物生長曲線分析儀應(yīng)用
使用Bioscreen C全自動生長曲線分析儀評估不同溫度（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生長速率。使用儀器的寬帶濾光片(420–580 nm)在標(biāo)準(zhǔn)時間間隔(15分鐘)進(jìn)行光密度(OD)測量,溫度在32和59°C之間的總時間段內(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。用于評估pH和水分活度（aw）的影響，溫度設(shè)定在53°C。在OD測量之前，將微量滴定板攪拌15秒。對每個選定的pH值和水分活度(aw)水平進(jìn)行了一項獨立實驗，分析了四個樣品（例如，五個連續(xù)稀釋培養(yǎng)物的四孔）（n=4），而對于每個溫度水平，分析了一個包含20個樣品的獨立實驗。
實驗結(jié)果
這是首次研究關(guān)于開發(fā)和驗證溫度、pH和水分活度（aw）對幾種非冷藏即食食品中凝結(jié)芽孢桿菌生長的綜合影響的預(yù)測模型的研究。靜態(tài)和動態(tài)溫度條件下的驗證研究表明，所開發(fā)的模型令人滿意地預(yù)測了所選食品中凝結(jié)芽孢桿菌的生長行為。該開發(fā)模型的應(yīng)用可被視為有效的腐敗風(fēng)險評估方法的有用工具，以確保非冷藏即食食品的微生物穩(wěn)定性。
圖1、溫度對腦心浸液肉湯中的凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1的最大比生長速率的影響，數(shù)據(jù)被擬合到帶有拐點的基數(shù)模型。
圖2、在最佳生長溫度下儲存期間，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(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中的生長動力學(xué)（53°C）。
圖3、觀察到的比較(○)和預(yù)測增長(-)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(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲存(30°C/24小時~50°C/10小時~25°C/24小時）。藍(lán)色虛線(---)表示溫度變化。
圖4、觀察到的比較(○)和預(yù)測增長(-)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(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲存(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)測增長(-)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(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–30°C/24小時–50°C/10小時）。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）對凝結(jié)芽孢桿菌DSM 1生長速率影響的基本模型(CM)。使用Bioscreen C全自動生長曲線分析儀研究在凝結(jié)芽孢桿菌腦心浸液肉湯(BHI)中生長過程，并在選定的食品中進(jìn)一步驗證。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)芽孢桿菌的生長行為，以估計每種測試食品的最佳比生長速率。通過比較凝結(jié)芽孢桿菌的預(yù)測和觀察到的生長行為，在四種不同動態(tài)溫度曲線下的五種選定食品中驗證了所開發(fā)的模型。驗證結(jié)果表明，對于所有測試產(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)分別估計為1.00和1.12。所開發(fā)的模型可以被認(rèn)為是預(yù)測非冷藏即食食品在分銷和儲存過程中凝結(jié)芽孢桿菌生長和腐敗風(fēng)險的有效工具。
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