凝結芽孢桿菌是一種溫和的嗜酸嗜熱孢子形成細菌，在食品工業中具有重要意義。該細菌與多種非冷藏食品的腐敗有關，包括蔬菜罐頭，尤其是番茄制品，即食食品，以及巴氏殺菌、UHT和淡煉乳等低酸食品。由凝結芽孢桿菌的生長和代謝活動引起的食品質量缺陷包括酸味變質，這是由于產生乳酸而沒有形成氣體和水果異味這與腐敗微生物的多種酶有關。預測模型與食品腐敗機制的數據和信息相結合，可用于預測儲存條件對腐敗風險的影響。在這種情況下，腐敗時間可以估計為特定腐敗生物體(SSO)，從初始污染水平倍增到腐敗水平所需的時間。此類模型還可用于評估各種氣候變化情景對食品微生物穩定性的影響。本論文研究的目的是開發和應用預測工具來解決非冷藏食品潛在的微生物腐敗問題。因此開發了一種評估凝結芽孢桿菌生長隨溫度、pH值和水分活度變化的預測模型。在靜態和動態溫度條件下，進一步評估了所開發模型在預測非冷藏即食食品增長方面的充分性。該模型可作為對非冷藏食品變質進行有效風險管理的基礎。
Bioscreen全自動微生物生長曲線分析儀應用
使用Bioscreen C全自動生長曲線分析儀評估不同溫度（范圍：32–59°C）、pH（范圍：5.0–8.5）和水分活度（aw）（范圍：0.980–0.995）下凝結芽孢桿菌DSM 1生長速率。使用儀器的寬帶濾光片(420–580 nm)在標準時間間隔(15分鐘)進行光密度(OD)測量,溫度在32和59°C之間的總時間段內,在此期間OD顯著增加觀察到所有五種十進制稀釋的培養物。用于評估pH和水分活度（aw）的影響，溫度設定在53°C。在OD測量之前，將微量滴定板攪拌15秒。對每個選定的pH值和水分活度(aw)水平進行了一項獨立實驗，分析了四個樣品（例如，五個連續稀釋培養物的四孔）（n=4），而對于每個溫度水平，分析了一個包含20個樣品的獨立實驗。
實驗結果
這是首次研究關于開發和驗證溫度、pH和水分活度（aw）對幾種非冷藏即食食品中凝結芽孢桿菌生長的綜合影響的預測模型的研究。靜態和動態溫度條件下的驗證研究表明，所開發的模型令人滿意地預測了所選食品中凝結芽孢桿菌的生長行為。該開發模型的應用可被視為有效的腐敗風險評估方法的有用工具，以確保非冷藏即食食品的微生物穩定性。
圖1、溫度對腦心浸液肉湯中的凝結芽孢桿菌DSM 1的最大比生長速率的影響，數據被擬合到帶有拐點的基數模型。
圖2、在最佳生長溫度下儲存期間，凝結芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中的生長動力學（53°C）。
圖3、觀察到的比較(○)和預測增長(-)的凝結芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲存(30°C/24小時~50°C/10小時~25°C/24小時）。藍色虛線(---)表示溫度變化。
圖4、觀察到的比較(○)和預測增長(-)的凝結芽孢桿菌DSM 1的凝結芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下儲存(50°C/6h~30°C/18 h~45°C/24 h)。藍色虛線(---)表示溫度變化。
圖5、觀察到的比較(○)和預測增長(-)的凝結芽孢桿菌DSM 1的凝結芽孢桿菌DSM 1在淡奶(a)、燕麥和杏仁飲料(b)、酸奶甜點(c)、蘑菇片罐頭(d)和牛肉和蔬菜泥(e)中，在非等溫條件下(25°C/24小時–30°C/24小時–50°C/10小時）。藍色虛線(---)表示溫度變化。
總結
本研究研究了不同溫度（范圍：32–59°C）、pH（范圍：5.0–8.5）和水分活度（aw）（范圍：0.980–0.995）對凝結芽孢桿菌DSM 1生長速率影響的基本模型(CM)。使用Bioscreen C全自動生長曲線分析儀研究在凝結芽孢桿菌腦心浸液肉湯(BHI)中生長過程，并在選定的食品中進一步驗證。在53°C的靜態條件下，研究了五種商業非冷藏即食食品中凝結芽孢桿菌的生長行為，以估計每種測試食品的最佳比生長速率。通過比較凝結芽孢桿菌的預測和觀察到的生長行為，在四種不同動態溫度曲線下的五種選定食品中驗證了所開發的模型。驗證結果表明，對于所有測試產品，該模型的總體偏差因子(B f)和準確度因子(A f)均具有良好的性能)分別估計為1.00和1.12。所開發的模型可以被認為是預測非冷藏即食食品在分銷和儲存過程中凝結芽孢桿菌生長和腐敗風險的有效工具。
相關新聞推薦
1、鱖魚多肽-鋅螯合物對腐生葡萄球菌抑菌圈、過氧化氫酶活力、生長曲線的影響（二）