不同溫度下鮮切草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長規律、動力學模型的擬合及驗證
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。結果表明：修正的Gompertz方程可較好地預測不同溫度下熱殺索絲菌生長情況；采用平方根模型構建熱殺索絲菌生長預測二級模型，該模型能較好描述試驗溫度范圍內溫度與最大比生長速率、延滯期的線性關系，該模型可有效預測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，為中國淡水養殖“四大家魚”之一。隨著水產品加工業的快速發展，將草魚加工成魚片、魚段、魚排等托盤包裝產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，其品質不斷降低，其中一個重要原因是微生物的作用。研究發現，熱殺索絲菌是導致鮮魚腐敗的主要微生物之一，因此對其生長活動進行監測和控制具有重要意義。目前對魚產品中假單胞菌的生長預測模型研究較多，而對引起魚類腐敗變質的熱殺索絲菌生長預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、二級生長預測模型，以期為進一步研究貨架期預測模型提供數據基礎，為監控流通過程中草魚品質變化提供依據。
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有限公司生產，氯化鈉為國藥集團化學試劑有限公司生產。
1.2不同貯藏溫度下熱殺索絲菌生長規律試驗
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生條件下進行，所用工器具均經消毒處理。
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檢測參考國標方法及王宏勛等的研究方法進行。用已加入添加劑的選擇性培養基STAA瓊脂傾注平皿，30℃培養48 h后計數。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據處理和統計分析領域，SAS（Statistics Analysis System）系統擁有重要地位。越來越多的研究表明，Gompertz模型能準確預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，模型表述為：
1.3.2一級模型的驗證本研究用準確因子（accuracy factor，Af）和偏差因子（bias factor，Bf）表明模型預測值與實測值的接近程度，并以此驗證所建模型的準確性。準確因子是衡量模型準確度的標準之一，而偏差因子為衡量預測值和實測值平均變異的指標之一。準確因子值越大，表明預測效果越差，當準確因子值為1時預測效果最為理想。Af、Bf的計算方程如式（4）和（5）所示。
2結果與分析
2.1不同貯藏溫度下熱殺索絲菌的生長規律
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天熱殺索絲菌落數有所降低，可能是因為貯藏溫度低于室溫，需要一定的適應期，之后基本穩步增長；5℃條件下，試驗第2天前熱殺索絲菌數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急劇加快且較早達到穩定期，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模型的回歸系數r2值均較高，隨著溫度升高r2值基本逐漸增加，表明Gompertz模型預測效果較好。從表2可知，隨著溫度升高，穩定期的最大菌落對數值增加，穩定期最大菌數對數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確性。Bf是衡量模型的重要參數，若其值為0.70～1.15，則該預測模型可以被接受，反之則說明預測模型是失敗的。由表3可知，模型的Af值均在1左右，Bf值均在0.70～1.15，說明該預測模型可以有效地預測0～20℃條件下草魚脊肉塊中熱殺索絲菌的生長。
3、結論
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測的一級、二級模型，并進行了驗證。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方程的回歸系數均在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均在0.9以上，溫度與最大比生長速率、延滯期的線性關系良好。本研究建立的微生物生長預測模型可有效預測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，可為監控流通過程中鮮切草魚的品質變化提供依據。
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