冷卻牛肉中沙門氏菌的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型和熱失活模型的建立.pdf

1、沙門氏菌（Salmonella spp），革蘭氏陰性菌，在自然界中廣泛存在，該菌可由牛無癥狀攜帶，與牛肉和相關(guān)肉制品的污染密切相關(guān)，嚴(yán)重危害牛肉產(chǎn)品的質(zhì)量安全；且絕大多數(shù)沙門氏菌對(duì)人和動(dòng)物健康都有致病性，極易引發(fā)食源性食物中毒，沙門氏菌是世界范圍內(nèi)常見的食源性致病菌，一直嚴(yán)重威脅著世界各國(guó)的公眾健康。傳統(tǒng)微生物檢測(cè)手段不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且結(jié)果過于滯后，起不到提前預(yù)測(cè)和及時(shí)預(yù)防的作用；而應(yīng)用微生物預(yù)測(cè)模型能夠快速有效地對(duì)重要微生物的生長(zhǎng)和死亡

2、進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而確保食品在生產(chǎn)、加工、流通和儲(chǔ)存等過程中的安全，從而有效地防止病原微生物對(duì)食品的污染。
　　本文首先以沙門氏菌混合菌株為研究對(duì)象，將接種了沙門氏菌的冷卻牛肉分別置于0℃，4℃，7℃，10℃，15℃和20℃恒定溫度條件下，測(cè)定不同貯藏溫度下沙門氏菌的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，分別用Linear模型（0℃）和修正的Gompertz模型（4-20℃）建立了一級(jí)生長(zhǎng)模型，并在此基礎(chǔ)上建立溫度對(duì)生長(zhǎng)參數(shù)影響的二級(jí)模型，最后進(jìn)行了模型的驗(yàn)證。同

3、時(shí)為了有效控制該菌對(duì)公眾健康的危害，建立了牛肉中沙門氏菌的熱失活模型：將4種不同血清型的沙門氏菌混合菌液接種到牛肉表面，將接種后的牛肉分別在55℃、57.5℃、60℃、62.5℃和65℃溫度下進(jìn)行加熱處理，其不同溫度下的熱失活曲線分別用Linear模型、Logistic模型、修正的Gompertz模型和Weibull模型進(jìn)行了擬合，選擇出了最適熱失活模型，進(jìn)一步建立了二級(jí)模型并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　結(jié)果表明：（1）修正的Gomp

4、ertz模型和Linear模型分別能很好地?cái)M合沙門氏菌在0℃和4-20℃范圍內(nèi)的生長(zhǎng)；利用平方根模型描述溫度對(duì)沙門氏菌的最大比生長(zhǎng)速率μ和遲滯期λ的影響，得到沙門氏菌的二級(jí)生長(zhǎng)模型：μmax1/2=0.025（T-1.14)；λ-1/2=0.024（T-1.08），R2分別為0.965和0.986，與最大比生長(zhǎng)速率和延滯期之間存在呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系；用9℃和12℃和波動(dòng)溫度下的沙門氏菌生長(zhǎng)值對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，得出偏差度（Bf）為0.912

5、、0.991和0.889，準(zhǔn)確度（Af）為1.118、1.019和1.147，均在可接受范圍內(nèi)，說明該模型能有效預(yù)測(cè)牛肉中沙門氏菌在4-20℃范圍內(nèi)的生長(zhǎng)情況。
　?。?）本文分別用Linear模型、Logistic模型、修正的Gompertz模型和Weibull模型四種模型對(duì)55-65℃之間牛肉中沙門氏菌的熱失活數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并采用決定系數(shù)R2，均方根誤差RMSE和殘差平方和RSS來進(jìn)行比較，結(jié)果表明Weibull模型對(duì)熱處理沙

6、門氏菌失活動(dòng)力學(xué)的擬合程度優(yōu)于其他三種模型，因此采用該模型作為沙門氏菌最優(yōu)熱失活動(dòng)力學(xué)模型。
　?。?）用Linear模型擬合了不同熱處理?xiàng)l件下牛肉中沙門氏菌的失活曲線，隨著加熱溫度的升高，沙門氏菌在牛肉中的滅活速率逐漸增大，D值逐漸減小，Z值為5.88℃。建立了溫度對(duì)Weibull一級(jí)失活模型參數(shù)影響的二級(jí)模型，即ln(b)=0.47T-28.07。用58.5℃和64℃下實(shí)際的沙門氏菌存活數(shù)對(duì)所建的Weibull模型進(jìn)行驗(yàn)證，殘

7、差值均在±0.10以內(nèi)，準(zhǔn)確度（Af）和偏差度（Bf）均在可接受范圍內(nèi)，以上均表明Weibull方程擬合的沙門氏菌熱失活模型可以可靠、快速地預(yù)測(cè)沙門氏菌在55-65℃之間的熱失活情況，并作為熱處理殺滅牛肉中沙門氏菌的理論參考。
　?。?）在以上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，基于所建的生長(zhǎng)模型和失活模型，利用MATLAB進(jìn)行建模仿真，采用C++語(yǔ)言，結(jié)合MATLAB的矩陣運(yùn)算功能，進(jìn)一步開發(fā)出了能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)牛肉中沙門氏菌的生長(zhǎng)/失活情況的預(yù)測(cè)