不同溫度下鮮切草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌的生長(zhǎng)規(guī)律、動(dòng)力學(xué)模型的擬合及驗(yàn)證
摘要：以鮮切草魚(yú)脊肉塊為研究對(duì)象，用SAS軟件擬合不同溫度下鮮切草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌的生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明：修正的Gompertz方程可較好地預(yù)測(cè)不同溫度下熱殺索絲菌生長(zhǎng)情況；采用平方根模型構(gòu)建熱殺索絲菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)二級(jí)模型，該模型能較好描述試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)溫度與最大比生長(zhǎng)速率、延滯期的線性關(guān)系，該模型可有效預(yù)測(cè)0～20℃貯藏條件下鮮切草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌的生長(zhǎng)。
草魚(yú)屬鯉形目鯉科雅羅魚(yú)亞科草魚(yú)屬，別稱鯇、草根、混子、黑青魚(yú)等，為中國(guó)淡水養(yǎng)殖“四大家魚(yú)”之一。隨著水產(chǎn)品加工業(yè)的快速發(fā)展，將草魚(yú)加工成魚(yú)片、魚(yú)段、魚(yú)排等托盤(pán)包裝產(chǎn)品銷(xiāo)售已逐步成為重要的銷(xiāo)售方式。隨著草魚(yú)死亡后生理活動(dòng)的終止，其品質(zhì)不斷降低，其中一個(gè)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(yú)腐敗的主要微生物之一，因此對(duì)其生長(zhǎng)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制具有重要意義。目前對(duì)魚(yú)產(chǎn)品中假單胞菌的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型研究較多，而對(duì)引起魚(yú)類(lèi)腐敗變質(zhì)的熱殺索絲菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)的研究尚少見(jiàn)報(bào)道。本研究以鮮切草魚(yú)脊肉塊為試驗(yàn)對(duì)象，研究熱殺索絲菌在0～20℃條件下的生長(zhǎng)情況，建立了一級(jí)、二級(jí)生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型，以期為進(jìn)一步研究貨架期預(yù)測(cè)模型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為監(jiān)控流通過(guò)程中草魚(yú)品質(zhì)變化提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料
鮮活草魚(yú)來(lái)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(guó)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(zhǎng)規(guī)律試驗(yàn)
前處理：鮮活草魚(yú)均重1 300 g左右，敲擊頭部將魚(yú)擊昏，剖開(kāi)腹腔去除內(nèi)臟，洗凈，開(kāi)片，去除魚(yú)皮后，沿脊椎剖為兩半，將脊肉切成約2 cm見(jiàn)方的塊，托盤(pán)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(yú)脊肉塊貯藏溫度為0、5、10、15、20℃。貯藏過(guò)程中微生物指標(biāo)檢測(cè)參考國(guó)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(jì)數(shù)。為降低溫度波動(dòng)對(duì)樣品的影響，盡可能無(wú)菌條件下較短時(shí)間內(nèi)完成取樣。
1.3一級(jí)模型的擬合及驗(yàn)證
1.3.1一級(jí)模型的擬合在數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析領(lǐng)域，SAS（Statistics Analysis System）系統(tǒng)擁有重要地位。越來(lái)越多的研究表明，Gompertz模型能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)腐敗微生物的生長(zhǎng)。本研究用Gompertz模型擬合熱殺索絲菌生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，模型表述為：
1.3.2一級(jí)模型的驗(yàn)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(cè)值與實(shí)測(cè)值的接近程度，并以此驗(yàn)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(cè)值和實(shí)測(cè)值平均變異的指標(biāo)之一。準(zhǔn)確因子值越大，表明預(yù)測(cè)效果越差，當(dāng)準(zhǔn)確因子值為1時(shí)預(yù)測(cè)效果最為理想。Af、Bf的計(jì)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(zhǎng)規(guī)律
由圖1可以看出，溫度對(duì)熱殺索絲菌的生長(zhǎng)速率有較大影響。貯藏溫度越低，熱殺索絲菌生長(zhǎng)速度越慢；隨著溫度升高，熱殺索絲菌生長(zhǎng)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?yàn)橘A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(zhǎng)；5℃條件下，試驗(yàn)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(kāi)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(zhǎng)曲線有交叉，且第2天15℃處理菌落數(shù)開(kāi)始超過(guò)10℃處理；10℃條件下，初始的12 h生長(zhǎng)平緩，之后基本穩(wěn)步增長(zhǎng)；15℃條件下熱殺索絲菌生長(zhǎng)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(zhǎng)速度在初始的12 h急劇加快且較早達(dá)到穩(wěn)定期，相對(duì)前4個(gè)溫度處理來(lái)說(shuō)，20℃比較適合熱殺索絲菌生長(zhǎng)。
2.2熱殺索絲菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型的擬合及驗(yàn)證
2.2.1一級(jí)模型的擬合從表1可見(jiàn)，熱殺索絲菌生長(zhǎng)動(dòng)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(cè)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(duì)數(shù)值增加，穩(wěn)定期最大菌數(shù)對(duì)數(shù)值與初始值的差值增大，最大比生長(zhǎng)率顯著升高，而延滯期急劇縮短。
2.2.2一級(jí)模型的驗(yàn)證用Af、Bf來(lái)驗(yàn)證所建一級(jí)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(cè)模型可以被接受，反之則說(shuō)明預(yù)測(cè)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(shuō)明該預(yù)測(cè)模型可以有效地預(yù)測(cè)0～20℃條件下草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌的生長(zhǎng)。
3、結(jié)論
以鮮切草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌為研究對(duì)象，建立了熱殺索絲菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)的一級(jí)、二級(jí)模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究表明，溫度對(duì)熱殺索絲菌的生長(zhǎng)速率有較大影響，隨著貯藏溫度升高，熱殺索絲菌生長(zhǎng)速率明顯加快。所建一級(jí)模型中，各溫度下熱殺索絲菌生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)方程的回歸系數(shù)均在0.9以上，二級(jí)模型中溫度與最大比生長(zhǎng)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(zhǎng)速率、延滯期的線性關(guān)系良好。本研究建立的微生物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型可有效預(yù)測(cè)0～20℃貯藏條件下鮮切草魚(yú)脊肉塊中熱殺索絲菌的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，可為監(jiān)控流通過(guò)程中鮮切草魚(yú)的品質(zhì)變化提供依據(jù)。
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