研究簡介：煉乳（淡奶）的熱處理不能保證該產(chǎn)品的無菌性，因?yàn)樗鼰o法消除某些細(xì)菌的孢子，例如極耐熱的嗜熱地?zé)嵫挎邨U菌。主要的因素包括熱處理不足，形成孢子的微生物高初始負(fù)荷，熱處理不足,高初始載荷的孢子形成的微生物或孢的膠粘劑的特點(diǎn)，這會提高他們在工業(yè)植物或惡劣環(huán)境中遇到食品加工和包裝技術(shù)耐受性以及牛奶成分的主要因素解釋嗜熱芽孢菌的出現(xiàn),如熱加工食品中嗜熱的孢子形成物（如嗜熱脂肪芽孢桿菌）的出現(xiàn)。而煉乳（淡奶）中的嗜熱脂肪地?zé)嵫挎邨U菌發(fā)的孢子的構(gòu)成了奶業(yè)的重要質(zhì)量問題。
本論文研究為模擬溫度對嗜熱脂肪地芽孢桿菌ATCC 7953生長的影響和預(yù)測煉乳腐敗提供了一種方法，應(yīng)用Bioscreen全自動生長曲線分析儀使用胰蛋白胨為液體培養(yǎng)基對硬脂嗜酸桿菌在等溫條件下（35-67℃）的生長情況進(jìn)行了監(jiān)測，并建立了溫度對嗜熱脂肪芽孢桿菌生長的影響的預(yù)測模型，并在模擬產(chǎn)品的分布和存儲的動態(tài)溫度條件下，在預(yù)測煉乳的變質(zhì)方面進(jìn)行驗(yàn)證。這種特定于產(chǎn)品的模型可用于開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，可以用于確保煉乳（淡奶）的質(zhì)量。
Bioscreen全自動生長曲線分析儀的應(yīng)用
使用了Bioscreen全自動生長曲線分析儀研究了溫度對嗜熱脂肪芽孢桿菌生長速率的影響。所有實(shí)驗(yàn)均以嗜熱脂肪芽孢桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)基(TSB)中，在溫度35℃、37.5℃、40℃、42.5℃、45℃、50℃、52.5℃、55℃、57℃、59℃溫度下，以胰蛋白胨為培養(yǎng)基（TSB）中評估了熱脂肪芽孢桿菌的生長動力學(xué)行為。具體使用過程如下描述：使用Bioscreen全自動生長曲線分析儀測試連續(xù)稀釋數(shù)點(diǎn)培養(yǎng)物的OD值。首先是將微生物的24小時培養(yǎng)物在TSB培養(yǎng)基中以十進(jìn)制稀釋至約108CFU/ml的濃度，而微生物轉(zhuǎn)移到Bioscreen微孔蜂窩板中獲得的初始濃度范圍約為10 6-10 2CFU/孔。對于37.5至59°C的溫度范圍，將微孔蜂窩板中置于Bioscreen C全自動生長曲線分析儀中，使用儀器自帶的寬波段濾光片（420-580 nm）測試濁度，分別在37.5至59°C的溫度下分別以15分鐘和20分鐘的間隔進(jìn)行（OD420-580 nm）測量。為了避免測試的OD值會發(fā)生很大變化。在OD420-580 nm測量之前，儀器會自動將微孔蜂窩板在中等振幅下攪拌15s。隨后將細(xì)菌培養(yǎng)物的五個連續(xù)十進(jìn)制稀釋度的檢測時間(h)與其初始濃度的自然對數(shù)作圖，并通過線性回歸確定μ最大值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：建立的模型能夠較好地描述貯藏溫度對煉乳（淡奶）中嗜熱脂肪芽孢桿菌生長的影響，并對產(chǎn)品因變質(zhì)而產(chǎn)生的排斥時間提供了較為合理的預(yù)測。該模型可作為建立嗜熱脂肪芽孢桿菌對煉乳腐敗的定量微生物風(fēng)險(xiǎn)評估(QMRA)模型的基礎(chǔ)。通過對非等溫條件下的預(yù)測結(jié)果與動態(tài)條件下的觀察結(jié)果進(jìn)行對比，評價(jià)了該模型預(yù)測硬脂嗜熱菌生長的有效性，結(jié)果表明該模型具有良好的預(yù)測性能。該模型還用于預(yù)測淡奶的變質(zhì)時間（tts）。當(dāng)pH值接近5.2時，即硬脂嗜酸菌G.達(dá)到最大種群密度(Nmax)8代后，酸凝固導(dǎo)致本品變質(zhì)。說明該模型能夠較好地描述硬脂嗜熱菌的生長情況，并為淡煉乳的腐敗提供了較為合理的預(yù)測。
圖1、溫度對嗜熱脂肪地芽孢桿菌ATCC 7953在胰蛋白胨大豆肉湯中的最大比生長速率(μmax)的影響，符合帶有拐點(diǎn)的基數(shù)模型（實(shí)線）（等式(1)）。點(diǎn)（○）表示μmax的觀測值。虛線和不連續(xù)線分別描繪了溫度對最大比生長速率影響的95%置信度和預(yù)測限值。
圖2、在最佳生長溫度（62°C）下儲存期間，源自煉乳（淡奶）中的孢子（■）和pH演變（□）的嗜熱脂肪芽孢桿菌ATCC 7953細(xì)胞的生長動力學(xué)。黑色實(shí)線（?）描繪了Baranyi和Roberts模型對增長數(shù)據(jù)的擬合。白點(diǎn)（○）表示觀察到的牛奶凝結(jié)時間。每個點(diǎn)是八個值的平均值。垂直和水平條表示標(biāo)準(zhǔn)偏差。
圖3、在周期性變化的溫度條件下儲存的淡奶中觀察到的（點(diǎn)）和預(yù)測的（線）嗜熱脂肪芽孢桿菌ATCC 7953生長的比較1.不連續(xù)的線表示牛奶的pH值(---)和溫度變化(------)。
圖4、在周期性變化的溫度條件下儲存的淡奶中觀察到的（點(diǎn)）和預(yù)測的（線）嗜熱脂肪芽孢桿菌ATCC 7953生長的比較2.不連續(xù)的線表示牛奶的pH值(---)和溫度變化(------)。
圖5、在周期性變化的溫度（37°C下24小時、42°C下12小時和45°C下24小時）下儲存的淡奶中觀察到的（點(diǎn)）和預(yù)測的（線）嗜熱脂肪芽孢桿菌ATCC 7953生長的比較。不連續(xù)的線表示牛奶的pH值(---)和溫度變化(------)。
總結(jié)：本研究的目的是建立一個溫度對嗜熱脂肪乳桿菌生長影響的預(yù)測模型，并在模擬產(chǎn)品分布和儲存的動態(tài)溫度條件下預(yù)測淡奶變質(zhì)方面進(jìn)行驗(yàn)證。淡奶中的嗜熱脂肪地芽孢桿菌孢子是奶業(yè)的一個重要質(zhì)量問題。本研究提供了一種模擬溫度對等溫條件下（35–67°C）在胰蛋白胨大豆肉湯中的影響的方法。得出的數(shù)據(jù)用于模擬溫度對Topt=61.82°C和μopt=2.068/h。嗜熱脂肪地芽孢桿菌的生長在Topt的淡煉乳中進(jìn)行了評估，以將模型調(diào)整為牛奶。通過將預(yù)測與動態(tài)條件下觀察到的生長進(jìn)行比較，評估了模型在非等溫條件下預(yù)測嗜熱脂肪地芽孢桿菌生長當(dāng)pH值接近5.2左右時，酸凝固引起的該產(chǎn)品的腐敗，在嗜熱脂肪地芽孢桿菌八代之后達(dá)到最大人口密度（Nmax）的效率，結(jié)果表明該模型具有良好的性能。該研究表明該模型能夠令人滿意地描述嗜熱脂肪乳桿菌的生長，并為淡奶變質(zhì)提供現(xiàn)實(shí)的預(yù)測。該研究為進(jìn)一步研究加工和儲存條件對單個孢子滯后期變異性的影響將提高模型的精度和可信度，并允許隨機(jī)應(yīng)用有效的基于風(fēng)險(xiǎn)的淡奶質(zhì)量控制。
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