不同温度下腐败希瓦氏菌(Shewanela 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 sum of 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。     

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。     

pH、水分活度和NaCl对腐败希瓦氏菌生长/非生长界限及生长动力学参数的影响

以有氧贮藏养殖大黄鱼的特定腐败菌腐败希瓦氏菌为研究对象,通过p H、Aw、Na Cl和温度调控其生长/非生长状况,并分析其对生长动力学参数的影响,为有效抑制特定腐败菌增殖,延长产品货架期提供支持。将腐败希瓦氏菌接种于TSB中培养,测定不同调控因子下OD动态数据,确定生长/非生长界限,在生长范围内用修正的Gompertz方程进行拟合,对模型的拟合优度及调控因子对动力学参数的影响进行研究。实验表明,15℃时,p H≤5.0或Aw≤0.930或Na Cl≥7%时,腐败希瓦氏菌不生长;25℃时,p H≤5.0或Aw≤0.920或Na Cl≥12%时,腐败希瓦氏菌不生长;37℃时,腐败希瓦氏菌均不生长。腐败希瓦氏菌生长模型拟合显示,不同p H、Aw和Na Cl对其最大比生长速率和迟滞期有较大影响,模型的R2、偏差度和准确度接均接近1,均方根误差接近0,表明模型能较好地拟合不同条件下的腐败希瓦氏菌的生长。     

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(R²)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 ...     

低温条件下冷却猪肉中假单胞菌生长模型的比较分析

为了确定拟合冷却猪肉中假单胞菌低温下生长的最适模型,分别对低温(0、5、10℃)条件下托盘和真空包装冷却猪肉中假单胞菌的生长特点进行分析,应用修正的Gompertz、Baranyi及Huang模型对其进行拟合,通过残差和拟合度(RSS、AIC、RSE)等统计指标比较3种模型的拟合能力,分析不同模型拟合假单胞菌生长的差别。结果表明：低温托盘和真空包装条件下假单胞菌在延滞期出现了明显的菌数下降现象,随后呈现“S”形生长;0℃条件下Baranyi模型拟合出最小的RSS、AIC、RSE值,分别是5.2933、－54.0428、0.1708;而修正的Gompertz模型和Huang模型分别在5℃和10℃条件下拟合出最小的RSS、AIC、RSE值,分别是17.7372、－18.9098、0.5068和13.0410、－22.4848、0.4207。拟合冷却猪肉中假单胞菌生长的最适模型0℃是Baranyi模型,5℃是修正的Gompertz模型,10℃是Huang模型。因此,在冷却猪肉腐败菌预测时,不同温度条件下应该选择最适合的模型而不是单一的模型来预测假单胞菌的生长。     

托盘包装鲟鱼中腐败希瓦氏菌和总菌的生长动力学及货架期预测

为研究托盘包装鲟鱼中特定腐败菌腐败希瓦氏菌和总菌的生长规律,用不同的微生物生长模型进行拟合,以此为基础建立并评价了货架期预测模型。以修正的Gompertz方程为一级模型,平方根方程为二级模型,建立腐败希瓦氏菌和总菌在0²0℃的生长预测模型和货架期预测模型。进一步通过托盘包装鲟鱼片在8℃和波动温度下贮藏数据对模型进行验证,结果显示腐败希瓦氏菌生长预测模型的准确度Af为1.28、1.35,偏差度Bf为0.91、1.08,货架期预测相对误差为5.23%、3.83%;而总菌的生长预测模型的Af为1.45、1.30,Bf为0.92、0.96,货架期预测相对误差为-4.40%、2.02%。以上结果表明根据两类微生物生长动力学建立的货架期预测模型对0²0℃贮藏的托盘包装鲟鱼货架期预测效果好,具有一定的实用价值。      

不同温度下椰汁中金黄色葡萄球菌的生长动力学模型比较

探讨不同温度下椰汁中金黄色葡萄球菌的生长预测模型。将菌悬液接种到椰汁中,测定不同温度(20、25、30、36℃)下的生长数据。使用Matlab软件拟合得到修正Gompertz(MGompertz)、修正Logistic(MLloistic)和Baranyi模型,比较残差和拟合度选择最优一级模型,并拟合出生长参数。用平方根和二次多项式方程建立二级模型,通过相关系数、偏差因子和准确因子对二级模型进行检验。在20~36℃下,Baranyi模型拟合出的各个拟合度最优,Baranyi模型适宜作为模拟金黄色葡萄球菌在椰汁中生长的一级预测模型。二次多项式相较于平方根模型可以更好地表达温度与最大比生长速率及延滞期的关系。因此选择Baranyi模型和二次多项式模型描述不同温度下椰汁中金黄色葡萄球菌的生长。     

冷藏三文鱼片微生物生长动力学模型适用性分析及货架期模型的建立

为研究不同冷藏温度(0,4,10℃)下三文鱼片中菌落总数、明亮发光杆菌、乳酸菌、假单胞菌以及产H2S细菌的生长情况,用不同的微生物生长动力学模型对其微生物生长动态进行非线性拟合,探究动力学模型对冷藏三文鱼片微生物生长的适用性,建立其剩余货架期模型。分别以一级化学反应动力学模型、修正的Gompetz模型、Baranyi and Roberts模型作为一级微生物生长动力学模型,描述微生物在恒定温度下随时间的生长规律;分别以Arrhenius方程和Belehradek方程(平方根模型)为二级模型,描述贮藏温度对微生物生长曲线的最大比生长速率(μmax)及延滞时间(λ)的影响。结果显示:Baranyi and Roberts模型方程能更好地描述冷藏三文鱼片中微生物的生长动态,拟合效果优于一级化学反应动力学模型和修正的Gompertz模型。Baranyi and Roberts模型方程所得参数用Belehradek方程拟合,结果发现冷藏三文鱼片微生物生长的最大比生长速率和延滞时间与贮藏温度呈良好的线性关系。由Belehradek方程建立的冷藏三文鱼片剩余货架期模型相对误差在(±18.90%)内,比Arrhenius方程建立的货架期预测模型预测更准确,可很好地描述菌落总数、假单胞菌、产H2S细菌及明亮发光杆菌随贮藏时间和温度的变化规律,预测冷藏三文鱼片的货架期。     

Listeria monocytogenes在经高氧化还原电位酸性水处理的鲜食莴苣上预测模型的建立

采用高氧化还原电位酸性水（EOW）对接种过单核细胞增生李斯特菌的鲜食莴苣进行处理,研究残留菌在不同温度下的保存期限。建立Gompertz,Logistic和Baranyi初级模型,描述单增李斯特菌在不同温度下的生长情况,对比结果表明,Gompertz模型的判定系数R2=0.9913,能够更好地拟合李斯特菌在各个温度下的生长状况,并得到李斯特菌生长的Gompertz模型生长参数（SGR,LT,MPD）。利用平方根模型对其的最大比生长速率的平方根-温度进行拟合,得到莴苣上单核细胞增生李斯特菌生长的二级模型:SGR=0.015T+0.069。使用判定系数（R2）、均方误差（MSE）、偏差因子（BF）和准确因子（AF）对模型进行验证,结果表明,本研究得出的二级模型能够很好地预测单核细胞增生李斯特菌在相应环境下的生长状况。      

鲤鱼中腐败希瓦氏菌生长模型的建立和验证

利用市售鲤鱼中分离鉴定得到的腐败希瓦氏菌进行了生长动力学模型的建立。通过预测微生物学的方法比较Logistic、Gompertz和Baranyi模型的生物学特性和应用特性,对3 种模型所得参数进而构建了二级模型并分别进行了内部和外部验证。结果表明：Logistic、Gompertz和Baranyi模型在内部验证中的r2分别为0.982 4、0.983 6和0.988 4,偏差因子（bias factor,Bf）分别为0.985 0、0.995 0和0.970 0;而外部验证Bf值分别为0.804、1.177和0.826。Baranyi模型在对微生物生长的预测性上不仅准确,而且能够更加有效地进行食品安全预警,在实际的农产品和食品领域具有很好的实用价值。     

鱼源腐败希瓦氏菌生长/非生长界面模型的建立和验证

选取鱼源腐败希瓦氏菌为研究对象,研究室温(25℃)条件下pH、aw及盐分(NaCl)对腐败希瓦氏菌生长概率的交互影响。采用二阶线性Logistic回归方程和PNN人工神经网络算法构建环境因子交互作用下腐败希瓦氏菌生长/非生长界面模型,对两种模型的拟合优度和预测力进行比较和验证。结果表明,二阶线性Logistic腐败希瓦氏菌生长/非生长模型的测试集和验证集一致率分别为93.80%和100.00%,能预测腐败希瓦氏菌生长/非生长概率;PNN人工神经网络模型的测试集和验证集一致率分别为100.00%和86.67%,最优时间为0.1s,能对腐败希瓦氏菌生长/非生长数据进行快速分类。随着盐分增长,腐败希瓦氏菌生长/非生长界限小幅度向高aw、高pH方向移动,高盐分对腐败希瓦氏菌有生长抑制作用。aw≤0.91时,菌株均不生长,aw=0.92,0.94和0.96时,腐败希瓦氏菌生长概率随pH增大而增大,上升陡峭。pH=4.5时,腐败希瓦氏菌基本不生长,随pH升高,高aw情况下的生长概率增至100%。通过构建鱼源腐败希瓦氏菌环境因子下生长/非生长界面模型,PNN人工神经网络模型可对其生长/非生长数据进行快速分类,二阶线性Logistic能为定量评估pH,aw和盐分范围水产品品质保障提供理论支持。     

不同温度条件下养殖大菱鲆菌群变化和货架期预测

对低温(0~10℃)、室温(25℃)和变温贮藏条件下养殖大菱鲆的细菌种群变化进行研究,确定不同温度条件下养殖大菱鲆的优势腐败菌和货架期,并采用Exponential、School-field和Square-root方程构建货架期预测模型,并对货架期预测模型的适用性进行评价和验证。结果显示,低温贮藏大菱鲆货架期为6.1~32.6 d,优势腐败菌为腐败希瓦氏菌(40.3%)和假单胞菌属(27.4%),室温时货架期为1.3 d,优势腐败菌为气单胞菌(47.1%)和腐败希瓦氏菌(29.4%);构建的Exponential、School-field和Square-root货架期模型参数分别为温度特征系数a=0.12,T_(min)=-6.6℃,表观活化能(E_a)为81.4 k J/mol,采用均方根误差、残差平方和、偏差度、准确度对模型的拟合优度进行比较,Square-root模型预测性能最优,用恒温和变温对3种货架期预测模型进行验证,显示Square-root货架期模型误差最小,可有效预测恒温和变温条件下大菱鲆的货架期。     

真空包装鸡肉早餐肠货架期预测模型的建立

为研究低温肉制品的货架期预测模型,选取真空包装的鸡肉早餐肠为研究对象,通过测定4 ℃贮藏温度条件下早餐肠细菌总数及感官、理化指标变化情况,确定早餐肠最小腐败量为6.49（lg（CFU/g））。同时测定2、6、10、15 ℃条件下的细菌总数变化情况,运用Baranyi模型拟合细菌总数在鸡肉早餐肠中的生长动力学模型,回归系数R2均在0.99以上。应用平方根模型拟合温度对生长动力学模型参数的影响,模型呈现良好的线性关系,回归系数R2均大于0.97,且残差平方和均小于10－2,说明该预测模型的拟合优度较高。在确定早餐肠最小腐败量与生长预测模型的基础上,建立了鸡肉早餐肠的货架期预测模型,预测值与实测值的相对均误差值均在1 d上下浮动,表明建立的模型能够快速准确的预测2～15 ℃贮藏条件下鸡肉早餐肠的货架期。     

南美白对虾在低温贮藏过程中的品质及菌相变化分析

测定南美白对虾在不同低温贮藏过程中的感官品质、挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen,TVB-N）含量和菌落总数变化,并分离纯化各贮藏温度条件下的腐败菌株,利用ATB ExpressionTM仪进行鉴定,以明确南美白对虾在不同低温贮藏过程中的菌相变化,进一步揭示其腐败机理。结果表明：在冷藏、冰温贮藏、冻藏过程中,南美白对虾的货架期分别为3、8 d和56 d,到货架期终点时的菌落总数分别为6.76、6.82、5.91（lg（CFU/g））,TVB-N含量均值分别为27.06、29.96、27.45 mg/100 g;南美白对虾初始菌相中的优势菌株为Chryseobacteriummeningosepticum（22.0%）和Pseudomonas sp.（18.4%）。到货架期终点,冷藏条件下的优势菌株为Shewanellaputrefaciens（35.1%）和Pseudomonas sp.（24.3%）;冰温贮藏条件下的优势菌株为Shewanella putrefaciens（32.0%）和Chryseobacterium meningosepticum（27.0%）;冻藏条件下的优势菌株为Aeromonas sobria（30.5%）和Photobacterium damselae（25.0%）。     

冷藏海鲈鱼优势腐败菌的筛选和鉴定

分离鉴定4 ℃冷藏条件下海鲈鱼的优势腐败菌,通过选择性培养基筛选获得单一菌株,对各菌株进行致腐能力的测定,确定冷藏海鲈鱼的优势腐败菌。对冷藏海鲈鱼的优势腐败菌进行菌落形态观察及部分生理生化实验、16S rDNA分子鉴定。结果表明,有4 株冷藏海鲈鱼优势腐败菌,其中1 株为草莓假单胞菌（Pseudomonas fragi）,1 株为腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）,其余2 株为假单胞菌（Pseudomonas sp.）。在4 ℃冷藏条件下,草莓假单胞菌的致腐能力最强,其次是腐败希瓦氏菌和假单胞菌。     

鱼源腐败希瓦氏菌碳源利用及动力学分析

为探究温度对鱼源腐败希瓦氏菌碳源利用的影响,利用多孔平板技术获得5、15、25?℃和33?℃条件下其生长动态,采用修正的Gompertz方程,构建动力学模型,获取动力学参数,结合孔平均颜色变化率及利用面积,探究其碳源利用效果。结果表明,25?℃时最大比生长速率（μmax）最大,迟滞期（λ）最小,总体碳源利用能力和活性最强,15?℃时次之,5?℃时活性降至约25?℃的1/6,33?℃时最弱;5～25?℃范围内,温度和、呈现良好的线性关系。5～33?℃时糖类和羧酸类利用率较高,比例分别为30%、29%。糖类（糊精、D-麦芽糖、α-D-葡萄糖、D-阿拉伯醇、水苏糖）、羧酸类（L-苹果酸、L-乳酸、乙酰乙酸）、氨基酸类（L-丝氨酸、氨基乙酰-L-脯氨酸、L-天冬氨酸和L-谷氨酸）和胺/酰胺类、脂肪酸/脂类和其他类中（明胶、丙酮酸甲酯、吐温40、L-组胺）利用较好。通过对腐败希瓦氏菌碳源利用分析,通过对腐败希瓦氏菌碳源利用和动力学分析,可为深入其代谢活性与水产品营养相关性等提供理论依据。     

培养温度对腐败希瓦氏菌DSM6067生长动力学及细胞膜理化特性的影响

低温是保障水产品质量安全的重要方法,然而仍有部分耐冷菌能适应低温环境,继续生长繁殖并最终导致水产品腐败变质。为了解不同培养温度对腐败希瓦氏菌生长动力学参数及细胞膜理化特性变化的影响,以水产品中典型的耐冷腐败微生物腐败希瓦氏菌模式菌株DSM6067为研究对象,对细菌的生长情况、细胞膜脂肪酸组成、膜蛋白含量、细胞微观结构和细胞膜流动性进行分析。结果表明,腐败希瓦氏菌模式菌株DSM6067分别在30,10℃和4℃培养条件下经3.35,25.94 h和122.03 h的延滞期后进入对数生长期;腐败希瓦氏菌虽在低温环境下培养增速较为缓慢,但能够适应低温环境继续生长。腐败希瓦氏菌在相应培养温度下的对数生长中期,30℃条件下细菌细胞膜不饱和脂肪酸总量仅43.36%,其中C16:1(棕榈油酸)为26.62%,而4℃培养下细菌细胞膜不饱和脂肪酸总量为51.04%,其中单不饱和脂肪酸C16:1含量高达46.66%,低温培养下细菌细胞膜中C16:1含量显著增加;细菌细胞膜蛋白表达量随培养温度的降低而有所上升;腐败希瓦氏菌微观结构观察显示,低温培养下的细菌细胞膜较为平滑,胞内空泡较少,细胞体积略大;在低温适应过程中,细菌细胞膜流动性增强。腐败希瓦氏菌细胞膜理化特性所产生的变化为细菌更好地适应低温环境生长提供了一定的物质基础。