不同溫度下鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長規(guī)律、動力學(xué)模型的擬合及驗證
摘要：以鮮切草魚脊肉塊為研究對象，用SAS軟件擬合不同溫度下鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長情況。結(jié)果表明：修正的Gompertz方程可較好地預(yù)測不同溫度下熱殺索絲菌生長情況；采用平方根模型構(gòu)建熱殺索絲菌生長預(yù)測二級模型，該模型能較好描述試驗溫度范圍內(nèi)溫度與最大比生長速率、延滯期的線性關(guān)系，該模型可有效預(yù)測0～20℃貯藏條件下鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長。
草魚屬鯉形目鯉科雅羅魚亞科草魚屬，別稱鯇、草根、混子、黑青魚等，為中國淡水養(yǎng)殖“四大家魚”之一。隨著水產(chǎn)品加工業(yè)的快速發(fā)展，將草魚加工成魚片、魚段、魚排等托盤包裝產(chǎn)品銷售已逐步成為重要的銷售方式。隨著草魚死亡后生理活動的終止，其品質(zhì)不斷降低，其中一個重要原因是微生物的作用。研究發(fā)現(xiàn)，熱殺索絲菌是導(dǎo)致鮮魚腐敗的主要微生物之一，因此對其生長活動進(jìn)行監(jiān)測和控制具有重要意義。目前對魚產(chǎn)品中假單胞菌的生長預(yù)測模型研究較多，而對引起魚類腐敗變質(zhì)的熱殺索絲菌生長預(yù)測的研究尚少見報道。本研究以鮮切草魚脊肉塊為試驗對象，研究熱殺索絲菌在0～20℃條件下的生長情況，建立了一級、二級生長預(yù)測模型，以期為進(jìn)一步研究貨架期預(yù)測模型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為監(jiān)控流通過程中草魚品質(zhì)變化提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料
鮮活草魚來源于湖北省武漢市洪湖。
STAA瓊脂及添加劑為青島高科技園海博生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，氯化鈉為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。
1.2不同貯藏溫度下熱殺索絲菌生長規(guī)律試驗
前處理：鮮活草魚均重1 300 g左右，敲擊頭部將魚擊昏，剖開腹腔去除內(nèi)臟，洗凈，開片，去除魚皮后，沿脊椎剖為兩半，將脊肉切成約2 cm見方的塊，托盤包裝后置于不同溫度下貯藏。以上操作均在清潔衛(wèi)生條件下進(jìn)行，所用工器具均經(jīng)消毒處理。
鮮切草魚脊肉塊貯藏溫度為0、5、10、15、20℃。貯藏過程中微生物指標(biāo)檢測參考國標(biāo)方法及王宏勛等的研究方法進(jìn)行。用已加入添加劑的選擇性培養(yǎng)基STAA瓊脂傾注平皿，30℃培養(yǎng)48 h后計數(shù)。為降低溫度波動對樣品的影響，盡可能無菌條件下較短時間內(nèi)完成取樣。
1.3一級模型的擬合及驗證
1.3.1一級模型的擬合在數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析領(lǐng)域，SAS（Statistics Analysis System）系統(tǒng)擁有重要地位。越來越多的研究表明，Gompertz模型能準(zhǔn)確預(yù)測腐敗微生物的生長。本研究用Gompertz模型擬合熱殺索絲菌生長動態(tài)，模型表述為：
1.3.2一級模型的驗證本研究用準(zhǔn)確因子（accuracy factor，Af）和偏差因子（bias factor，Bf）表明模型預(yù)測值與實測值的接近程度，并以此驗證所建模型的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確因子是衡量模型準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)之一，而偏差因子為衡量預(yù)測值和實測值平均變異的指標(biāo)之一。準(zhǔn)確因子值越大，表明預(yù)測效果越差，當(dāng)準(zhǔn)確因子值為1時預(yù)測效果最為理想。Af、Bf的計算方程如式（4）和（5）所示。
2結(jié)果與分析
2.1不同貯藏溫度下熱殺索絲菌的生長規(guī)律
由圖1可以看出，溫度對熱殺索絲菌的生長速率有較大影響。貯藏溫度越低，熱殺索絲菌生長速度越慢；隨著溫度升高，熱殺索絲菌生長速度明顯加快。0℃條件下，第1天熱殺索絲菌落數(shù)有所降低，可能是因為貯藏溫度低于室溫，需要一定的適應(yīng)期，之后基本穩(wěn)步增長；5℃條件下，試驗第2天前熱殺索絲菌數(shù)量變化一直較為平緩，從第2天開始加快；10℃處理的初始菌落數(shù)高于15℃處理，因此這2條生長曲線有交叉，且第2天15℃處理菌落數(shù)開始超過10℃處理；10℃條件下，初始的12 h生長平緩，之后基本穩(wěn)步增長；15℃條件下熱殺索絲菌生長曲線呈“S”型，在第2.5天基本達(dá)到最大值；20℃條件下，熱殺索絲菌生長速度在初始的12 h急劇加快且較早達(dá)到穩(wěn)定期，相對前4個溫度處理來說，20℃比較適合熱殺索絲菌生長。
2.2熱殺索絲菌生長動力學(xué)模型的擬合及驗證
2.2.1一級模型的擬合從表1可見，熱殺索絲菌生長動力學(xué)模型的回歸系數(shù)r2值均較高，隨著溫度升高r2值基本逐漸增加，表明Gompertz模型預(yù)測效果較好。從表2可知，隨著溫度升高，穩(wěn)定期的最大菌落對數(shù)值增加，穩(wěn)定期最大菌數(shù)對數(shù)值與初始值的差值增大，最大比生長率顯著升高，而延滯期急劇縮短。
2.2.2一級模型的驗證用Af、Bf來驗證所建一級模型的準(zhǔn)確性。Bf是衡量模型的重要參數(shù)，若其值為0.70～1.15，則該預(yù)測模型可以被接受，反之則說明預(yù)測模型是失敗的。由表3可知，模型的Af值均在1左右，Bf值均在0.70～1.15，說明該預(yù)測模型可以有效地預(yù)測0～20℃條件下草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長。
3、結(jié)論
以鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌為研究對象，建立了熱殺索絲菌生長預(yù)測的一級、二級模型，并進(jìn)行了驗證。本研究表明，溫度對熱殺索絲菌的生長速率有較大影響，隨著貯藏溫度升高，熱殺索絲菌生長速率明顯加快。所建一級模型中，各溫度下熱殺索絲菌生長動態(tài)方程的回歸系數(shù)均在0.9以上，二級模型中溫度與最大比生長速率、溫度與延滯期的擬合回歸系數(shù)均在0.9以上，溫度與最大比生長速率、延滯期的線性關(guān)系良好。本研究建立的微生物生長預(yù)測模型可有效預(yù)測0～20℃貯藏條件下鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長動態(tài)，可為監(jiān)控流通過程中鮮切草魚的品質(zhì)變化提供依據(jù)。
相關(guān)新聞推薦
2、腸桿菌、大腸桿菌、大腸菌群三者有什么區(qū)別？如何區(qū)分開來？