冷冻鱼糜中金黄色葡萄球菌生长预测模型的筛选

为建立冷冻鱼糜中金黄色葡萄球菌生长预测模型,将金黄色葡萄球菌接种到冷冻鱼糜制品中,分别采用Gompertz模型、Logistic模型、Richards模型,拟合金黄色葡萄球菌在10,15,20,25℃条件下的生长数据,通过残差分布以及拟合度(RSS、RSE、AIC)等统计指标,分析比较4种模型的拟合能力,建立各温度条件下金黄色葡萄球菌最适一级生长模型。结果表明:10℃条件下Logistic模型拟合的RSS、RSE、AIC值最小,分别是0.742,0.352,-4.458;而Gompertz模型在15,20,25℃条件下拟合的RSS、RSE、AIC值最小,分别是0.403,0.259,-9.961;0.285,0.239,-13.089和0.273,0.234,-13.473。综合比较,10℃条件下,冷冻鱼糜中金黄色葡萄球菌最适一级生长模型为Logistic模型,而15,20,25℃适合采用Gompertz模型。     

气调包装冷却牛肉特定腐败菌生长模型的建立

以气调包装冷却牛肉为研究对象,研究储藏在0、5、10℃温度条件下气调包装冷却牛肉中特定腐败菌(假单胞菌)的生长变化规律。通过Matlab7.0 软件拟合不同温度条件下假单胞菌的生长情况,得到假单胞菌生长的Gompertz 模型参数;利用响应面方程建立假单胞菌生长的二级模型;由平方根方程建立了温度对假单胞菌生长动力学影响的数学模型。进而验证0～10℃低温条件下假单胞菌的生长动力学模型。结果表明：建立的Gompertz 方程拟合相关系数均在0.99 以上,二级模型偏差度和准确度均在0.90～1.05 之间,说明建立的一级和二级模型能够真实有效地预测0～10℃条件下气调包装冷却牛肉中假单胞菌的生长情况。     

鲜切雪莲果中单增李斯特菌生长动力学研究

为研究鲜切雪莲果中单增李斯特菌的生长规律,将4株单增李斯特菌混合接种至鲜切雪莲果表面,并分别置于4℃,10℃,16℃,20℃,25℃,30℃,37℃,40℃和43℃条件下培养,间隔时间取样计数,所得的生长数据分别代入Baranyi模型和Huang模型进行拟合,经综合比较2种初级模型的RMSE、RSE、AIC和生长速率,确定Baranyi模型和Huang模型均适合描述鲜切雪莲果中单增李斯特菌的生长,且具有等同的拟合效果。选取Huang平方根模型、Cardinal模型、Arrhenius-type模型描述温度对单增李斯特菌生长速率的影响,并通过Huang平方根模型和Cardinal模型估算单增李斯特菌的最低生长温度、最高生长温度,通过Cardinal模型估算单增李斯特菌的最适生长温度和最适生长速率,研究结果还表明Arrhenius-type模型能更准确地描述低温(4℃)条件下的单增李斯特菌的生长速率。建立的模型可为相关监管部门开展鲜切果蔬中单增李斯特菌的安全风险评估提供科学依据。     

基于假单胞菌生长模型预测冷却猪肉的货架期

假单胞菌的生长繁殖是影响冷却猪肉货架期的重要因素之一。为证实假单胞菌为冷却猪肉的特定腐败菌,将屠宰后的冷却猪肉4℃贮藏,分离鉴定出的一株假单胞菌为接种量,测定了假单胞菌数量与菌落总数、挥发性盐基氮值、色差L*值及感官评定分值等品质指标,并确定冷却猪肉的假单胞菌腐败限控量。将冷却猪肉分别置于0、5、10、15、20、25℃条件下进行假单胞菌计数,且建立假单胞菌Gompertz方程的一级、二级生长预测模型,并运用0、5、10、15、20、25℃温度下猪肉货架期进行模型进行适应性验证,预测值与实际货架期值偏差均小于1 d。研究结果表明:通过试验发现菌株JXJ属于假单胞菌;且Gompertz预测模型能较好地预测不同条件下冷却猪肉中假单胞菌的生长情况。     

冰温冷藏鲜肉的菌落总数动态变化预测模型拟合验证

采用Huang模型、Baranyi模型和修正的Gompertz模型对猪肉、鸡胸肉和牛肉在不同温度条件下冷藏时的菌落总数进行拟合,通过比较拟合效果筛选出能够准确预测鲜肉在冰温条件下贮藏时菌落总数的预测模型,进一步采用平方根模型来描述贮藏温度对菌落总数的影响,并用偏差因子和准确因子进行预测模型验证。结果表明：采用Huang模型对猪肉、鸡胸肉和牛肉分别在－1.0、－1.0、2.5 ℃条件下贮藏过程中菌落总数拟合的效果优于Baranyi模型和修正的Gompertz模型,Huang模型可以更好地预测不同冰温条件下贮藏鲜肉的菌落总数变化;通过平方根模型拟合得到的牛肉贮藏温度与最大比生长速率和迟滞期的判定系数R2Adj分别为0.999和0.985,这表明牛肉贮藏温度与最大比生长速率和迟滞期之间存在良好的线性关系;预测模型的准确因子和偏差因子平均值分别为1.164和0.998,尤其是在－2.5 ℃贮藏条件下,准确因子和偏差因子分别为1.009和1.000,均接近于1.000,预测模型可靠性高,说明Huang模型能较好地预测冰温贮藏鲜肉菌落总数的动态变化。     

大西洋鲑贮藏过程中微生物生长预测系统的构建

菌落总数、假单胞菌数量和希瓦氏菌数量是影响大西洋鲑新鲜度的重要指标,因此,探明上述微生物的变化情况将有利于监测和预判贮运过程中大西洋鲑的品质。本研究通过修正的Gompertz模型、Baranyi and Roberts模型以及Belehradek方程拟合大西洋鲑在不同贮藏温度下的菌落总数、假单胞菌数量和希瓦氏菌数量的变化情况,得到大西洋鲑贮藏过程中微生物数量的变化规律,并运用Visual Basic语言编写生成微生物生长预测系统。结果表明:通过比较修正的Gompertz模型和Baranyi and Roberts模型拟合所得的4、10、25℃贮藏温度下微生物生长参数发现,Baranyi and Roberts模型更适宜作为一级模型反映大西洋鲑贮藏过程中微生物数量随时间的变化情况;运用该模型拟合大西洋鲑在不同贮藏温度下菌落总数、假单胞菌数量和希瓦氏菌数量所得的决定系数(R~2)均大于0.9,其中25℃下分别为0.995、0.994、0.952,10℃下分别为0.993、0.996、0.997,4℃下分别为0.981、0.995、0.914。根据Baranyi and Roberts模型拟合所得参数利用Belehradek方程拟合微生物生长延滞时间、最大比生长速率与贮藏温度的关系,并在此基础上通过Visual Basic语言编写生成微生物生长预测软件,快速获得了不同贮藏温度下微生物的数量及生长曲线,为预测和监控大西洋鲑中微生物生长提供一种高效、便捷的工具。     

基于预测微生物学的冷却牛肉货架期预测模型的建立

为实时监测冷却牛肉贮藏期间的品质变化与货架期,分别测定冷却牛肉0、4、7、10 ℃贮藏过程中假单胞菌菌数、总挥发性盐基氮含量和感官评分。利用修正的Gompertz方程建立不同贮藏温度下假单胞菌生长的动力学模型,以Belehradek方程为二级模型,描述贮藏温度对假单胞菌生长的影响,并利用2、5、8 ℃条件下贮藏的冷却牛肉验证货架期预测模型的准确性。结果表明：所建立的Gompertz模型拟合相关系数均在0.99以上,预测结果准确度在1.013～1.126之间,偏差度在0.926～1.057之间,贮藏温度与μmax 1/2和（1/λ）1/2均呈良好的线性关系,说明建立的一级和二级模型能够真实、有效地预测0～10 ℃贮藏条件下冷却牛肉中假单胞菌的生长情况;货架期的预测值与实测值相对误差在±10%以内,该货架期模型可有效预测冷却牛肉在0～10 ℃贮藏条件下任意温度下的货架期。     

巴氏杀菌奶中单增李斯特菌生长动力学模型的研究

为研究巴氏杀菌奶中单增李斯特菌的生长规律,将4株单增李斯特菌混合接种到巴氏杀菌奶中,并分别置于4、8、12、16、20、25、30、37、40、43℃条件下恒温培养,间隔时间取样计数。使用美国农业部开发的IPMP 2013软件,将4～43℃条件下得的生长数据分别代入Huang模型和Baranyi模型进行拟合,分析单增李斯特菌在不同温度下的生长动力学特征。在所有温度下均可以观察到单增李斯特菌的生长,所有生长曲线都显示出滞后期,指数期和稳定期。综合比较2种初级模型的RMSE、RSE、AIC和生长速率,确定Baranyi模型和Huang模型均适合描述巴氏杀菌奶中单增李斯特菌的生长,且具有等同的拟合效果。采用Ratkowsky平方根模型、Huang平方根模型和Cardinal模型描述温度对巴氏杀菌奶中单增李斯特菌生长速率的影响。研究表明:3种模型都能用于评价温度对其生长速率的影响。Ratkowsky平方根模型预测的单增李斯特菌的最低、最高温度为0.218℃和46.389℃,与文献报道的更为接近。因此,Ratkowsky平方根模型比Huang平方根模型和Cardinal模型更适合描述温度对单增李斯特菌生长的影响。建立的模型可为相关监管部门开展巴氏杀菌奶中单增李斯特菌的安全风险评估提供科学依据。     

基于假单胞菌生长模型预测冷却牛肉的货架期

假单胞菌（Pseudomonas spp.）的生长繁殖是影响冷却牛肉货架期的重要因素。为确定假单胞菌为冷却牛肉的特定腐败菌并建立其货架期预测模型,将屠宰后的冷却牛肉4 ℃贮藏,测定了假单胞菌数量与菌落总数、挥发性氨基氮（TVBN）值、颜色明度值（L*）及感官评定分值等品质指标,并确定了冷却牛肉的假单胞菌腐败限控量。将冷却牛肉分别置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃和25 ℃条件下进行假单胞菌计数,建立Gompertz方程的初级生长模型和二级模型,并进行了模型的验证,建立了货架期预测模型。研究表明,Gompertz预测模型能有效预测4～25 ℃条件下假单胞菌在冷却牛肉中的生长情况,在0 ℃、5 ℃和10 ℃温度条件下,对牛肉货架期进行验证,与实际货架期相比偏差＜1 d,表明货架期预测模型适用。     

真空包装鸡肉早餐肠中细菌总数生长预测模型的拟合优度比较

为比较不同生长预测模型对真空包装鸡肉早餐肠中细菌总数生长情况的拟合效果,观察在不同贮藏温度（2～15 ℃）下,使用Baranyi、修正的Gompertz及修正的Logistic模型分别描述细菌总数随时间变化的情况,以及使用Arrhenius方程与平方根模型描述一级模型所得参数随温度变化的情况。通过计算各模型的评价参数（均方误差平方根RMSE、回归系数R2、赤池信息准则与贝叶斯信息准则）,参考模型所得特征值及货架期残差值,评价各模型的拟合优度,寻找最优组合。结果表明：Baranyi模型所得方程的评价参数最优,最大比生长速率（μmax）最大,所得产品货架期残差值较小;应用修正的Gompertz模型更有利于优化二级模型评价参数;而修正的Logistic模型拟合所得初始菌数N0值偏小,且将15 ℃贮藏组延滞时间λ计算为负值。因此Baranyi模型的拟合优度最高,其次为修正的Gompertz模型,最后为修正的Logistic模型。应用Arrhenius方程与平方根模型均能够成功拟合,但未能得出拟合更优者。     

Analysis of mathematical models of Pseudomonas spp. growth in pallet-package pork stored at different temperatures

Pseudomonas of pallet-packaged raw pork grown at 0, 5, 10, 15, 20 and 25 °C has been studied in this paper. The modified Gompertz, Baranyi and Huang models were used for data fitting. Statistical criteria such as residual sum of squares, mean square error, Akaike's information criterion, and pseudo-R² were used to evaluate model performance. Results showed that there was an apparent decline in Pseudomonas growth at initial-storage phase at low temperatures. The modified Gompertz model outperformed the others at 5, 15, and 20 °C, while Baranyi model was appropriate for 0 and 25 °C. The Huang model was optimal at 10 °C. No single model can give a consistently preferable goodness-of-fit for all growth data. The Gompertz model, with the smallest average values of RSS, AIC, MSE and the biggest pseudo-R² at all temperatures, is the most appropriate model to describe the growth of Pseudomonas of raw pork under pallet packaging.     

冷鲜猪排骨假单胞菌生长预测模型的建立与验证

为快速预测和监控冷鲜猪肉中微生物的生长,建立和验证冷鲜排骨中0℃～20℃温度条件下假单胞菌的生长预测模型.结果表明:Gompertz方程能很好地描述不同温度下假单胞菌的生长,得到的假单胞菌一级生长预测模型,且其偏差因子和准确因子都在1左右;利用平方根模型描述温度与最大比生长速率和延滞期的关系,且呈现良好的线性关系,R2分别为0.9934和0.9263,从而得到假单胞菌生长预测的二级模型.初步说明生长预测模型能有效地预测0℃～20℃冷鲜猪排骨中假单胞菌的生长.     

PREDICTIVE MODELING AND VALIDATION OF GROWTH AT DIFFERENT TEMPERATURES OF BROCHOTHRIX THERMOSPHACTA

The growth of Brochothrix thermosphacta affect by temperatures (0, 2, 5, 7 and 10C) were studied in laboratory medium. Growth curves were fitted using logistic, Gompertz and Baranyi models. Statistical characteristics like r ², mean square error, bias factor and accuracy factor were using for comparison of these models. Based on the criteria, the Gompertz described the data best, Baranyi performed the predicting best. The maximum growth rates obtained from primary model were then modeled as a function of temperature using the square root model. Statistically for the secondary model, the bias and accuracy factors are 0.9978, 0.9943 and 0.9712, and 1.0513, 1.0639 and 1.2225 for logistic, Gompertz and Baranyi, respectively, which may indicate that Baranyi model fitted and performed best of the others. The 95% confidence limits for a new prediction were estimated for each validation temperatures condition using a SPSS procedure.

PRACTICAL APPLICATIONS

Brochothrix thermosphacta was isolated from chilled pork used for growth modeling in broth (tryptone soya broth) at pH 7 and NaCl 0.5% (w/w), at various temperatures. Data obtained from experiments were then fitted by three types of primary models, to estimate the maximum growth rate. A secondary model was created, describing how the maximum growth rate responds to the temperatures. The goodness-of-fit and statistical characteristics of the equations were tested.     

冷却猪肉中单增李斯特氏菌生长动力学模型的建立与评价

为建立冷却猪肉中单增李斯特氏菌的生长动力学模型,把单增李斯特氏菌接种到无污染的冷却猪肉中,分别放置于2、15、28℃条件下贮藏,分别测定其在不同贮藏时间的菌数。应用修正的Gompertz 方程描述单增李斯特氏菌在2、15、28℃下的生长动态,建立不同温度下其在冷却猪肉中的生长曲线和模型。温度对最大比生长速率(μmax)和延滞时间(λ)的影响,采用平方根模型在0～30℃范围内呈现较好的线性关系,R2 分别为0.7164 和0.9717。模型残差值的绝对值均小于0.03,在“零”上下浮动,表明该模型描述的温度与μmax 和λ(的关系是完全可信的,说明用平方根模型能很好的描述不同温度对单增李斯特氏菌生长的影响。     

不同包装条件下冷却猪肉品质特征指标及动态模型研究

研究冷却肉在不同包装条件下的品质变化及建立微生物预测模型进行预报。将冷却肉用托盘、真空和气调包装的方式放置4、7℃和10℃条件下贮藏,分别测定不同贮藏时间的色差L* 值、pH 值、TVBN 值和细菌总数。结果表明：L* 值和pH 值先降低后升高,而TVBN 值和细菌总数持续增高,且不同包装差异明显;以Gompertz方程为基础,结合模型建立组的数据,通过Matlab 软件拟合与统计学运算确定修正后的微生物生长方程为lgN=lgNo＋ Aexp{－ exp[－ B(t －M)]}。通过模型检验组数据的模型置信度和二级模型验证,证明所建立的模型能较为准确的拟合出微生物生长的真实情况,具有可靠性和通用性。最终确立货架期公式：货架期/d={[lg(MSL)－ lg(No)]× ln10}/(U × 24)＋ LPD。     

不同温度下腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）生长动力学模型的比较与评价

以冷藏大黄鱼特定腐败菌腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）为研究对象,采用修正Gompertz、修正Logistic和Baranyi方程拟合5、8、15 ℃和25 ℃条件下其在胰蛋白胨大豆肉汤中的生长动力学模型,采用Belehradek方程建立二级模型,探讨温度对腐败希瓦氏菌生长动力学的影响,并对模型的拟合优度及适用性进行评价。结果表明：温度对腐败希瓦氏菌生长动力学影响显著,其在5 ℃环境中延滞期较长,生长趋势得到明显抑制,当温度上升到25 ℃时,腐败希瓦氏菌的延滞期显著缩短,比生长速率随着温度的升高而增大,温度与延滞期及比生长速率均存在线性关系。采用均方根误差（root mean square error,RMSE）、残差平方和（residual sumof squares,RSS）、偏差度（bias factor,BF）、准确度（accuracy factor,AF）、R2对修正的Gompertz、修正的Logistic和Baranyi方程的拟合优度进行评价,修正的Logistic方程的RSS和RMSE均最小,BF和AF均最接近1,修正的Logistic模型的拟合优度最佳,适用性最强,水产品中腐败希瓦氏菌的生长情况能通过修正的Logistic模型得到较好地预测。