1.5 平方根模型擬合


二級(jí)模型主要表達(dá)初級(jí)模型的參數(shù)與單個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件(如溫度、pH、水分活度Aw等)變量之間的函數(shù)關(guān)系。平方根模型因使用簡(jiǎn)單方便,參數(shù)單一,能夠很好地預(yù)測(cè)單因素下微生物的生長(zhǎng)情況,常被用于描述溫度與微生物特定動(dòng)力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系。應(yīng)用平方根方程描述效果簡(jiǎn)單有效,方程式如下:



2 結(jié)果與分析


2.1 不同貯藏溫度下熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)變化規(guī)律曲線

不同貯藏溫度下熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)變化規(guī)律曲線見(jiàn)圖1。由圖1可以看出,貯藏溫度對(duì)熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)速率有較大的影響。貯藏溫度越低,熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)速度越慢;隨著貯藏溫度升高,熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)速度明顯加快。0 ℃條件下,熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)曲線較平緩,120 h生長(zhǎng)加快,在其他溫度下的生長(zhǎng)速度較0 ℃明顯加快,且溫度越高,菌落數(shù)越早達(dá)到最大值;5 ℃條件下,24 h菌落數(shù)稍微下降,可能是因?yàn)橘A藏溫度低于室溫,需要一定時(shí)間的適應(yīng),此后生長(zhǎng)加快;10 ℃條件下,生長(zhǎng)較平穩(wěn),基本上是穩(wěn)步上升;15 ℃條件下,從12 h生長(zhǎng)速度加快,到60 h基本穩(wěn)定;20 ℃條件下,熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)速度在12 h急劇加快,可能相對(duì)前4個(gè)溫度來(lái)說(shuō),20 ℃比較適合熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)。

2.2 熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型的擬合及檢驗(yàn)


2.2.1 一級(jí)模型的擬合 Gompertz模型為描述微生物生長(zhǎng)較為常用的一級(jí)模型。運(yùn)用SAS統(tǒng)計(jì)軟件,對(duì)不同溫度下熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)曲線進(jìn)行擬合。從表1可以看出,方程決定系數(shù)R2較高,均大于0.99,說(shuō)明Gompertz方程對(duì)不同貯藏溫度下熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型擬合度較好,能準(zhǔn)確可靠地預(yù)測(cè)熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài);隨著溫度升高,R2逐漸增大,說(shuō)明在試驗(yàn)條件下,溫度越高,擬合越好。從表2可知,隨著溫度升高,穩(wěn)定期的最大菌數(shù)對(duì)數(shù)值呈增大趨勢(shì),穩(wěn)定期最大菌數(shù)對(duì)數(shù)值與初始值之差呈增大趨勢(shì),最大比生長(zhǎng)率明顯升高,而延滯期急劇縮短。由此可見(jiàn),溫度是影響草魚薄片中微生物菌群的重要環(huán)境因素,生長(zhǎng)速率和延滯期對(duì)溫度都有很強(qiáng)的依賴性。


2.2.2 一級(jí)模型的檢驗(yàn) 用準(zhǔn)確因子(AF)和偏差因子(BF)來(lái)驗(yàn)證所建一級(jí)模型的準(zhǔn)確性,從表3可知,準(zhǔn)確因子和偏差因子的值均在1左右,說(shuō)明模型描述有效。


2.3 平方根模型的擬合


用平方根模型擬合貯藏溫度對(duì)熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)的影響。圖2、圖3是用平方根模型擬合貯藏溫度與比生長(zhǎng)速率、溫度與延滯期的關(guān)系。貯藏溫度與比生長(zhǎng)速率的函數(shù)關(guān)系為方程(6),貯藏溫度與延滯期的函數(shù)關(guān)系為方程(7)。

表4是模型的方差分析結(jié)果,用F統(tǒng)計(jì)量來(lái)檢驗(yàn)平方根模型的顯著性。由圖2、圖3、表4可知,此方程能較好地描述試驗(yàn)貯藏溫度范圍內(nèi)溫度與最大比生長(zhǎng)速率、貯藏溫度與延滯期的關(guān)系。


3 小結(jié)與討論


以鮮切草魚薄片中熱死環(huán)絲菌為研究對(duì)象,建立了熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)一級(jí)和二級(jí)模型,并進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,貯藏溫度對(duì)熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)速率有較大的影響,隨著貯藏溫度的升高,熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)速率明顯加快。所建一級(jí)模型中各個(gè)貯藏溫度下熱死環(huán)絲菌生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)方程決定系數(shù)R2均在0.99以上,二級(jí)模型中貯藏溫度與最大比生長(zhǎng)速率、貯藏溫度與延滯期的擬合決定系數(shù)r2也較高,貯藏溫度與比生長(zhǎng)速率、延滯期線性關(guān)系良好。研究表明所建立的微生物預(yù)測(cè)模型可有效地預(yù)測(cè)0~20 ℃范圍內(nèi)鮮切草魚薄片中熱死環(huán)絲菌的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài),為流通過(guò)程中鮮切草魚的品質(zhì)監(jiān)控提供參考依據(jù)。


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