田夢琦,楊潤強(qiáng),莊 言,顧振新
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095)
鮮切水芹貯藏期間微生物生長模型及貨架期預(yù)測
田夢琦,楊潤強(qiáng),莊 言,顧振新*
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095)
利用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行鮮切水芹貯藏期菌相分析,發(fā)現(xiàn)假單胞菌屬是其貯藏期優(yōu)勢菌。保鮮袋挽口包裝的鮮切水芹在22 ℃貯藏8 d,假單胞菌數(shù)量即達(dá)到106CFU/g,低溫貯藏有助于抑制假單胞菌的生長繁殖。修正的Gompertz模型能有效地?cái)M合出4 ℃和22 ℃條件下假單胞菌屬細(xì)菌的動(dòng)態(tài)變化,偏差度和準(zhǔn)確度分析表明所建立的模型是有效的。鮮切水芹于低溫貯藏3 d后置于常溫(22 ± 1) ℃貯藏時(shí),葉綠素和木質(zhì)素動(dòng)態(tài)變化符合一級模型,在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)腐敗菌的生長速率來預(yù)測鮮切水芹的貨架期。
鮮切水芹;貯藏;微生物;貨架期
新鮮蔬菜經(jīng)過切割后,大量的營養(yǎng)物質(zhì)外流,增加了微生物侵染機(jī)會(huì),導(dǎo)致品質(zhì)下降,貨架期縮短。引起新鮮蔬菜及其鮮切產(chǎn)品腐爛變質(zhì)的微生物主要為細(xì)菌和霉菌[1]。常見的細(xì)菌有假單胞菌屬、葡萄球菌屬、腸桿菌屬、腸球菌屬等,不同蔬菜上的細(xì)菌群落差別很大。
近年來,國內(nèi)外大量研究了微生物預(yù)測模型在食品質(zhì)量控制中的應(yīng)用。Jacxsens等[2]把預(yù)測模型應(yīng)用于檢測溫度變化對氣調(diào)平衡包裝鮮切蔬菜的微生物特性和感官特性的影響,認(rèn)為貯藏溫度的控制是其中最重要的因素。Pirovani等[3]建立了新鮮菠菜在清洗過程中有效氯的消耗和微生物總菌數(shù)減少情況的預(yù)測模型。Koseki等[4]用預(yù)測模型評估1~10 ℃條件下新鮮萵苣和甘藍(lán)的微生物生長情況,建立了最適合的Gompertz函數(shù)模型。國內(nèi)眾多學(xué)者也分別建立了鮮切生菜[5]、蘋果[6]、蓮藕[7]等在貯藏期間的微生物生長模型,但關(guān)于水芹的微生物生長模型暫未報(bào)道。
食品貨架期是指食品被貯藏在推薦的條件下,能夠保持安全與理想的感官、理化和微生物特性及保留標(biāo)簽聲明的營養(yǎng)值的時(shí)間[8]。對食品貨架壽命終點(diǎn)的評價(jià)必須綜合考慮包括微生物、質(zhì)地、感官、營養(yǎng)成分等變化。采后水芹含水量高、代謝旺盛、質(zhì)地脆嫩、極易遭受機(jī)械損傷導(dǎo)致褐變、脫綠、黃化等,組織迅速失水萎縮、木質(zhì)化,而水芹鮮切的過程增加了微生物接觸的機(jī)會(huì),易于腐爛。因此,鮮切水芹貨架期評估需綜合考量其理化、微生物和感官指標(biāo)。
針對鮮切水芹存在的微生物污染風(fēng)險(xiǎn),本實(shí)驗(yàn)研究了培養(yǎng)基對引起鮮切水芹各菌屬菌相變化情況,確定了優(yōu)勢菌,探討了在低溫和常溫貯藏條件下鮮切水芹優(yōu)勢菌菌落數(shù)隨貯藏期的動(dòng)態(tài)變化,建立了相應(yīng)的Gompertz函數(shù)模型;以鮮切水芹在低溫貯藏3 d后放置在常溫條件下銷售為例,研究其葉綠素與木質(zhì)素含量、優(yōu)勢菌數(shù)、感官質(zhì)量的動(dòng)力學(xué),據(jù)此建立了鮮切水芹貨架期預(yù)測模型,為鮮切水芹的貯藏與流通提供了理論依據(jù)。
1.1材料與試劑
水芹,品種為大圣長白水芹,產(chǎn)自南京市六合區(qū)大圣村,帶根采收,采后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。挑選鮮綠、干凈、無機(jī)械損傷、無病蟲害、大小粗細(xì)和長度基本一致的水芹備用。
胰蛋白胨、營養(yǎng)瓊脂、酵母浸粉、葡萄糖、NaCl、吐溫 國藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑廠;假單胞分離瓊脂、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂VRBGA、甘露醇高鹽瓊脂、孟加拉紅培養(yǎng)基、腸球菌培養(yǎng)基 青島高科技園海博生物技術(shù)有限公司。
1.2儀器與設(shè)備
DHG-9030A鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司;FA/JA電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司;KQ-250DB數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;恒溫培養(yǎng)箱 寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠。
1.3方法
1.3.1微生物菌群分析
隨機(jī)取300 g水芹,切成25 cm鮮切段,用打有5孔的聚乙烯復(fù)合保鮮袋挽口包裝后于常溫(22±1)℃貯藏10 d,每隔2 d考察各菌屬菌落數(shù)。
1.3.2優(yōu)勢腐敗菌生長預(yù)測模型建立
隨機(jī)取2 組水芹,每組300 g,均切成25 cm鮮切段,用打有5孔的聚乙烯復(fù)合保鮮袋挽口包裝后于低溫(4 ± 1)℃和常溫(22 ± 1) ℃貯藏。每隔1 d測定優(yōu)勢菌菌落數(shù),每處理重復(fù)3 次。之后,采用Matlab軟件建立Gompertz函數(shù)模型。
1.3.3貨架期預(yù)測模型
以鮮切水芹在低溫貯藏3 d后置于常溫(22 ± 1) ℃銷售為例,測定其葉綠素含量、木質(zhì)素含量、優(yōu)勢菌數(shù)和感官質(zhì)量的動(dòng)力學(xué),并建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型。之后,基于此4 個(gè)指標(biāo)模型分別建立了鮮切水芹在設(shè)定的模擬流通環(huán)節(jié)下的貨架期預(yù)測模型。
1.3.4指標(biāo)測定
1.3.4.1水芹微生物分離
無菌操作條件下取水芹10 g,放入裝有 225 mL無菌生理鹽水和適量無菌玻璃珠的錐形瓶中均質(zhì),吸取1 mL 懸液進(jìn)行稀釋,每種選擇性培養(yǎng)基取3 個(gè)合適的稀釋梯度倒平板。培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件見表1。
表1 水芹中各種菌的選擇性培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件Table 1 Selective medium and culture conditions for all species of bacteria from cress
1.3.4.2水芹貯藏期間菌相變化規(guī)律
采用選擇性培養(yǎng)基對水芹于22 ℃貯藏10 d內(nèi)菌落總數(shù)、假單胞菌屬、腸桿菌科、腸球菌、葡萄球菌以及霉菌和酵母菌進(jìn)行平板計(jì)數(shù),微生物培養(yǎng)條件同表1。
1.3.4.3優(yōu)勢菌菌落數(shù)
參照GB/T 5009.1—2003《食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法》中倒平板法測定。
1.3.4.4優(yōu)勢菌生長模型的建立
應(yīng)用修正的Gompertz模型[9]對鮮切水芹優(yōu)勢菌的生長曲線進(jìn)行擬合,估計(jì)生長曲線的最大比生長速率和遲滯時(shí)間。
式中:t為時(shí)間;Nt為t時(shí)的菌數(shù)/(CFU/g);Nmax、N0分別為最大和初始菌數(shù)/(CFU/g);e為常數(shù)2.718;μmax為微生物生長的最大比生長速率/d-1;λ為微生物生長的延滯時(shí)間/d。
應(yīng)用Excel 2003統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù),用Matlab軟件對上述的Gompertz方程進(jìn)行擬合,并繪圖建立生長模型。
1.3.4.5優(yōu)勢菌生長模型的可靠性評價(jià)
用準(zhǔn)確度(accuracy factor,Af)和偏差度(bias factor,Bf)來判定模型精確度[10]。將優(yōu)勢菌生長動(dòng)力學(xué)模型求得的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)值代入式(2)、(3)求得Af與Bf。
式(2)、(3)中:Npredicted為預(yù)測值;Nobserved為實(shí)測值;n為實(shí)驗(yàn)次數(shù)。Bf在0.90~1.05間表明模型準(zhǔn)確因子高,誤差?。辉?.70~0.90及1.06~1.15間表明模型精確度可接受,但誤差較大;小于0.70或大于1.15表明模型不可靠,不能用于模擬描述微生物生長等狀況。
1.3.4.6貨架期預(yù)測模型的建立
鮮切水芹低溫冷藏3 d后,測定其葉綠素、木質(zhì)素、優(yōu)勢菌數(shù)和感官質(zhì)量作為常溫貨架期預(yù)測的初始值。之后,測定常溫貯藏10 d內(nèi)上述4 項(xiàng)指標(biāo)的動(dòng)力學(xué),并建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型?;谠摂?shù)學(xué)模型,可獲得鮮切水芹在設(shè)定的模擬流通環(huán)境下的貨架期預(yù)測模型。
1.3.4.7感官評定
參考數(shù)字化評分方法[5,11]進(jìn)行評定,根據(jù)水芹可食莖特點(diǎn),具體評分指標(biāo)見表2,評分時(shí)按加權(quán)系數(shù),色澤50%,質(zhì)地50%。5 分以下為感官拒絕,不可接受。
表2 感官評定評分表Table 2 Criteria for sensory evaluation of fresh-cut cress
1.3.4.8葉綠素和木質(zhì)素含量測定
參照文獻(xiàn)[12]方法,將25 cm長鮮切水芹切成1 cm長小段,充分混勻。隨機(jī)稱取5 g樣品剪碎,放入研缽中,加入0.2 g碳酸鈣粉末及2 mL 95%乙醇溶液研磨,再加95%乙醇溶液3 mL繼續(xù)研磨至組織變白,靜置5 min。將勻漿液過濾到25 mL棕色容量瓶中,用少量95%乙醇溶液沖洗研缽、研棒及殘?jiān)鼣?shù)次,一起過濾至容量瓶中。用滴管吸取乙醇,將濾紙上的葉綠素全部洗入容量瓶,直至濾紙無色,定容至刻度。以95%乙醇溶液為空白,分別在波長665 nm和649 nm處讀取吸光度。葉綠素含量C按式(4)計(jì)算:
參照Luo等[13]方法并略作修改。將25 cm長鮮切水芹切成1 cm長小段,混勻,于50 ℃烘干至恒質(zhì)量后粉碎,稱取水芹干粉末0.1 g(m1)放入研缽,加入4 mL 72% H2SO4溶液攪拌至無塊狀,室溫靜置4 h后將混合液轉(zhuǎn)移至250 mL平底燒瓶中,加入蒸餾水153 mL,將燒瓶放置在電爐上冷凝回流煮沸2 h。用已恒質(zhì)量(m2)的濾紙抽濾,再將盛有木質(zhì)素的濾紙于60 ℃烘至恒質(zhì)量,取出稱質(zhì)量(m3),計(jì)算公式見式(5):
1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
2.1水芹中微生物組分初步分析及優(yōu)勢菌的確定
2.1.1水芹中微生物的初步分析
圖1 鮮切水芹各菌屬平板菌落生長情況Fig.1 The growth of each microfl ora colony from cress on agar plates
由圖1可知,鮮切水芹中的常規(guī)微生物種類有霉菌、酵母菌、腸桿菌屬、假單胞菌屬和葡萄球菌屬,這些均是國標(biāo)中規(guī)定的常規(guī)檢測微生物種類,腸球菌選擇性培養(yǎng)基上未長出腸球菌菌落。
2.1.2水芹貯藏期間菌相變化規(guī)律
圖2 鮮切水芹22 ℃貯藏期間菌相變化Fig.2 Effect of storage time on the microflora of fresh-cut cress stored at 22 ℃
由圖2可知,水芹貯藏期間菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌、葡萄球菌屬和腸桿菌屬菌落數(shù)均隨貯藏時(shí)間延長先上升后平穩(wěn),呈類“S”型曲線;而假單胞菌屬數(shù)在貯藏前8 d逐漸增加,然后略有下降,而霉菌和酵母菌以及腸桿菌數(shù)量處于急劇增加的時(shí)期。貯藏前8 d,假單胞菌屬的數(shù)量和生長趨勢最接近菌落總數(shù),是該時(shí)間段的優(yōu)勢菌;霉菌和酵母菌在貯藏8 d后競爭性較強(qiáng),假單胞菌則處于生長劣勢。貯藏8 d時(shí),鮮切水芹出現(xiàn)明顯的肉眼可見的腐爛和褐變。綜合考慮,確定假單胞菌屬作為鮮切水芹貯藏期的優(yōu)勢腐敗菌。
2.2不同貯藏溫度條件下水芹假單胞菌屬生長模型
2.2.1模型的建立
圖3 4 ℃貯藏鮮切水芹假單胞菌屬生長擬合曲線Fig.3 The growth curve of Pseudomonas in fresh-cut cress stored at 4 ℃
圖4 22 ℃貯藏鮮切水芹假單胞菌屬生長擬合曲線Fig.4 The growth curve of Pseudomonas in fresh-cut cress stored at 22 ℃
貯藏溫度對鮮切水芹假單胞菌屬數(shù)量影響顯著,4 ℃條件下水芹貯藏20 d后假單胞菌屬數(shù)量才達(dá)到106的數(shù)量級,在貯藏前17 d,其數(shù)量均小于106CFU/g(圖3);在22 ℃條件下貯藏時(shí),假單胞菌屬數(shù)量短時(shí)間內(nèi)急劇增長,貯藏7 d后便超過106CFU/g(圖4)。可見,低溫貯藏有助于抑制假單胞菌的生長繁殖,對應(yīng)的生長曲線擬合方程4 ℃見式(6),22 ℃見式(7):
表3 4 ℃和22 ℃貯藏期間鮮切水芹假單胞菌生長動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 The growth parameters of Pseudomonas obtained from Gompertz function
2個(gè)貯藏溫度條件下假單胞菌的生長曲線參數(shù)如表3所示,貯藏溫度越高,假單胞菌的最大比生長速率μ(d-1)越大,22 ℃是4 ℃的1.94 倍;生長的延滯時(shí)間λ隨溫度升高而縮短,4 ℃條件下的延滯時(shí)間為6.55 d,而22 ℃為0.78 d。
2.2.2模型的可靠性評價(jià)
表4 生長曲線模型的Af和BfTabllee4 Af aanndd Bf value of the growth curve model
由表4可知,實(shí)測值與預(yù)測值基本吻合,4 ℃貯藏的模型Af和Bf分別為1.039和0.990;22 ℃的模型Af和Bf分別為1.036和0.972,表明建立的Gompertz數(shù)學(xué)模型能有效預(yù)測鮮切水芹在4 ℃和22 ℃貯藏時(shí)假單胞菌屬的生長動(dòng)態(tài)。
2.3鮮切水芹貨架期預(yù)測模型
以鮮切水芹在低溫(4 ℃)貯藏3 d后放置在常溫(22 ℃)銷售為例,測定其葉綠素含量、木質(zhì)素含量、優(yōu)勢菌數(shù)、感官質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)變化,據(jù)此分別建立鮮切水芹貨架期預(yù)測模型。先測定低溫放置3 d后的水芹葉綠素含量、木質(zhì)素含量、優(yōu)勢菌數(shù)和感官質(zhì)量,此為模擬流通常溫銷售下的初始值,即貨架期考察第0天的值,在此基礎(chǔ)上建立4 個(gè)指標(biāo)對應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型。
食品的品質(zhì)與時(shí)間關(guān)系通常表現(xiàn)出零級模型或一級模型,見式(8):
式中:At為果蔬在任意時(shí)刻的品質(zhì);A0為果蔬的初始品質(zhì)(t=0);k為與溫度有關(guān)的品質(zhì)變化常數(shù);t為貯藏時(shí)間。
2.3.1葉綠素動(dòng)力學(xué)模型
圖5 22 ℃貯藏鮮切水芹葉綠素動(dòng)力學(xué)零級(A)和一級(B)模型Fig.5 Zero- and fi rst-order kinetic models of chlorophyll changes of fresh-cut cress stored at 22 ℃
由圖5可知,零級模型的回歸決定系數(shù)R2為0.983 9,一級模型的R2為0.985 7,2 個(gè)值均大于0.98,可見2 個(gè)模型均具有很高的擬合精度,即實(shí)測值和預(yù)測值有很高的一致性。由于一級模型R2大于零級模型R2,故采用一級模型擬合葉綠素的變化更佳,即lnAt= 0.799-0.119 5t,式中:At為不同時(shí)間t時(shí)水芹的葉綠素含量。則常溫銷售下鮮切水芹葉綠素含量C(mg/g)隨貯藏時(shí)間t變化的預(yù)測模型為C = e(0.799-0.1195t)。
2.3.2木質(zhì)素動(dòng)力學(xué)模型
圖6 22 ℃貯藏鮮切水芹木質(zhì)素動(dòng)力學(xué)零級(A)和一級(B)模型Fig.6 Zero- and fi rst-order kinetic models of lignin change of fresh-cut cress stored at 22 ℃
由圖6可知,零級模型的回歸決定系數(shù)R2為0.970 4,一級模型的R2為0.982 9,2 個(gè)值均大于0.97,可見2 個(gè)模型均具有很高的擬合精度,即實(shí)測值和預(yù)測值有很高的一致性。由于一級模型R2大于零級模型R2,故采用一級模型擬合木質(zhì)素的變化更佳,即lnAt=2.702 5+0.051 9t,式中:At為不同時(shí)間t時(shí)水芹的木質(zhì)素含量。則常溫銷售下鮮切水芹木質(zhì)素含量L(%)隨貯藏時(shí)間t變化的預(yù)測模型為L=e(2.7025+0.0519t)。
2.3.3感官質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型
圖7 22 ℃貯藏鮮切水芹感官質(zhì)量動(dòng)力學(xué)零級(A)和一級(B)模型Fig.7 Zero- and fi rst-order kinetic models of sensory quality change of fresh-cut cress stored at 22 ℃
圖7顯示,零級模型的回歸決定系數(shù)R2為0.990 8,一級模型的R2為0.985,2 個(gè)值均大于0.98,可見2 個(gè)模型均具有很高的擬合精度,即實(shí)測值和預(yù)測值有很高的一致性。由于零級模型R2大于一級模型R2,故采用零級模型擬合感官質(zhì)量的變化更佳,即At=-0.046 5t2-0.444t+ 9.829 1,式中:At為不同時(shí)間t時(shí)水芹的感官質(zhì)量SQ,則常溫銷售條件下鮮切水芹感官質(zhì)量SQ (10 分制)隨貯藏時(shí)間t(d)變化的預(yù)測模型為SQ =-0.046 5t2-0.444t+9.829 1。
2.3.4假單胞菌屬動(dòng)力學(xué)模型
對于優(yōu)勢菌假單胞菌屬,由圖3可知,鮮切水芹低溫放置3 d后,假單胞菌屬數(shù)量無顯著變化,與圖4常溫貯藏水芹假單胞菌屬數(shù)量初始值一致,故放置在常溫銷售的鮮切水芹假單胞菌屬動(dòng)力學(xué)模型可采用常溫貯藏時(shí)假單胞菌的Gompertz生長模型,見式(9):
2.3.5模擬商業(yè)流通條件下鮮切水芹貨架期預(yù)測
表5 模擬商業(yè)流通條件下鮮切水芹貨架期預(yù)測Table 5 The shelf-life prediction models of fresh-cut cress under commercial circulation conditions
由鮮切水芹葉綠素含量、木質(zhì)素含量、感官質(zhì)量和優(yōu)勢菌的動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出的對應(yīng)的貨架期t,見表5。由于目前水芹產(chǎn)品缺乏相應(yīng)國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),故可以根據(jù)消費(fèi)者對產(chǎn)品的感官評價(jià)或品質(zhì)要求,如葉綠素含量、木質(zhì)化程度等來獲得一個(gè)臨界值,將這個(gè)臨界值代入相應(yīng)指標(biāo)的貨架期預(yù)測模型中可以推算出對應(yīng)的貨架期。另外,根據(jù)優(yōu)勢菌數(shù)量要求,也可以推算出貨架期。為了更直接地表述該預(yù)測模型下得到的實(shí)際貨架期,參考葉綠素和木質(zhì)素在(22±1)℃貯藏第10天時(shí)的值作為臨界值,以推算出鮮切水芹在模擬商業(yè)流通下對應(yīng)的貨架期(表5)。感官評價(jià)在5 分以下時(shí)為“不可接受”。但在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)腐敗菌的生長速率來預(yù)測鮮切水芹的貨架期。
新鮮蔬菜經(jīng)切割后,組織結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致營養(yǎng)液外流、自然抵抗力降低,切分表面不僅為微生物的侵染創(chuàng)造了環(huán)境,還為微生物提供了充足的水分和營養(yǎng)。因此,微生物污染是引起鮮切蔬菜品質(zhì)劣變和腐敗的主要因子[14]。研究表明,真空包裝的鮮切蓮藕于4 ℃貯藏10 d后,優(yōu)勢腐敗菌總數(shù)增加到107CFU/g[15];鮮切甘藍(lán)10 ℃貯藏7 d后,細(xì)菌總數(shù)也從104CFU/g升高到108CFU/g[16]。本研究中,保鮮袋挽口包裝的鮮切水芹在22 ℃貯藏7 d后,細(xì)菌總數(shù)即從103CFU/g上升到106CFU/g,這個(gè)升高幅度顯著低于10 ℃貯藏的鮮切甘藍(lán),這主要與蔬菜種類和貯藏環(huán)境有關(guān)。這些結(jié)果均表明,鮮切蔬菜貯藏期間微生物生長繁殖旺盛。
鮮切蔬菜表面的微生物數(shù)量通常在103~106CFU/g之間[17],迄今已分離鑒定出的微生物種類主要是假單胞菌屬、歐文氏菌屬、腸桿菌屬、乳酸菌屬等,也有一定量的霉菌和酵母菌,不同種類和品種的蔬菜中主要的污染微生物種類及數(shù)量差異較大。研究發(fā)現(xiàn),假單胞菌屬在污染蔬菜的微生物中占50%~90%[18]。本研究鮮切水芹中的優(yōu)勢菌是假單胞菌屬,水芹22 ℃貯藏8 d后,其含量突破106CFU/g,鮮切紫甘藍(lán)和西蘭花中的主要腐敗菌也是假單胞菌屬,占其總菌數(shù)的70%左右[19]。然而,Tournas[20]分析出酵母菌是華盛頓地區(qū)39種鮮切蔬菜中的主要微生物,數(shù)量最高達(dá)到4.0×108CFU/g。假單胞菌屬是一類專性需氧的革蘭氏染色陰性無芽胞桿菌,呈桿狀或略彎,具端鞭毛,能運(yùn)動(dòng),不發(fā)酵糖類,通常最適生長溫度為30 ℃左右。假單胞菌在低溫條件下也能生長,能分泌果膠酶,降解果膠,從而破壞細(xì)胞組織,危害冷藏的果蔬[21]。
目前,國內(nèi)外對微生物預(yù)測模型在鮮切果蔬質(zhì)量控制中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。劉新有等[22]在實(shí)驗(yàn)中建立的Gomperts模型能有效擬合不同貯藏溫度條件下鮮切蘋果中菌落總數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,從而能預(yù)測不同貯藏溫度及時(shí)間內(nèi)鮮切蘋果中的菌落總數(shù)。Corbo等[23]認(rèn)為Gomperts數(shù)學(xué)模型能很好地?cái)M合鮮切梨中酵母菌、乳酸菌在4、8、12、20 ℃的生長規(guī)律。有學(xué)者比較了Gompertz、Richards、Stannard、Schnute、Logistic等模型在擬合微生物生長“S”型曲線上的應(yīng)用效果,發(fā)現(xiàn)只有修改后的Gompertz模型擬合效果最佳[24]。本研究也利用修改后的Gompertz模型建立了鮮切水芹假單胞菌屬的生長曲線模型,能夠有效地?cái)M合出4 ℃和22 ℃兩個(gè)溫度條件下假單胞菌屬的動(dòng)態(tài)變化。
低溫貯藏可以顯著降低鮮切蔬菜的呼吸速率,減少酶促代謝,并抑制微生物的生長繁殖,從而延長貨架期。研究[25]表明,鮮切獼猴桃在2 ℃條件下貯藏7 d 的細(xì)菌總數(shù)比在20 ℃條件下貯藏 4.5 d 少 2 個(gè)數(shù)量級。本研究結(jié)果顯示,4 ℃條件下鮮切水芹貯藏20 d后假單胞菌屬數(shù)量達(dá)到106CFU/g,而在22 ℃條件下貯藏時(shí),假單胞菌屬數(shù)量短時(shí)間內(nèi)急劇增長,貯藏7 d即超過106CFU/g,同時(shí),4 ℃條件下假單胞菌生長速率顯著低于22 ℃。
[1] 鄧舜楊. 食品保鮮技術(shù)[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2006: 38-41.
[2] JACXSENS L, DEVLIEGHERE F, DEBEVERE J. Predictive modelling for packaging design: equilibrium modified atmosphere packages of fresh-cut vegetables subjected to a simulated distribution chain[J]. International Journal of Food Microbiology, 2002, 73(2):331-341.
[3] PIROVANI M, GUEMES D, PIAGNETINI A. Predictive models for available chlorine depletion and total microbial count reduction during washing of fresh-cut spinach[J]. Journal of Food Science, 2001, 66(6): 860-864.
[4] KOSEKI S, ITOH K. Prediction of microbial growth in fresh-cut vegetables treated with acidic electrolyzed water during storage under various temperature conditions[J]. Journal of Food Protection, 2001,64(12): 1935-1942.
[5] 張立奎, 陸兆新, 汪宏喜. 鮮切生菜在貯藏期間的微生物生長模型[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2004, 30(2): 107-110.
[6] 韓巍巍, 劉程惠, 胡文忠, 等. 鮮切蘋果微生物生長模型研究及貨架期預(yù)測[J]. 食品工業(yè)科技, 2010, 31(12): 104-109.
[7] 樊振江, 郝亞勤, 張素君, 等. 鮮切蓮藕微生物模型的建立及貨架壽命預(yù)測[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2007, 23(1): 326-329.
[8] 曹悅, 陸利霞, 熊曉輝. 食品貨架期 預(yù)測新技術(shù)進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā), 2009, 5(5): 165-168.
[9] ZWIETERING M, de KOO S J, HASENACK B, et al. Modeling of bacterial growth as a function of temperature[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1991, 57(4): 1094-1101.
[10] ROSS T. Indices for performance evaluation of predictive models in food microbiology[J]. Journal of Applied Mi crobiology, 1996, 81(5): 501-508.
[11] KADER A, LIPTON W, MORRIS L. Systems for scoring quality of harvested lettuce[J]. HortScience, 1973, 8(8): 408-409.
[12] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社,2000: 132-134.
[13] L UO H, JIANG L, ZHANG L, et al. Quality changes of whole and fresh-cut Zizania latifolia during refrigerated (1 ℃) storage[J]. Food and Bioprocess Technology, 2012, 5(4): 1411-1415.
[14] 吳曉彬, 胡文忠, 劉程惠, 等. 鮮切果蔬微生物污染及控制研究進(jìn)展[J].食 品工業(yè)科技, 2011, 32(4): 415-418.
[15] 夏天龍, 易陽, 王宏勛, 等. 低溫下鮮切蓮藕菌相分析及貨架期評價(jià)[J].中國釀造, 2014, 33(1): 86-90.
[16] 羅海波, 姜麗, 余堅(jiān)勇, 等. 鮮切果蔬的品質(zhì)及貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(3): 307-311.
[17] BUCHANAN R L. Predictive food microbiology[ J]. Trends in Food Science and Technology, 1993, 4(1): 6-11.
[18] SOLIVA-FORTUNY R C, MARTí N-BELLOSO O. New advan ces in extending the shelf-life of fresh-cut fruits: a review[J]. Trends in Food Science and T echnology, 2003, 14(9): 341-353.
[19] 陳湘寧, 鐘思瓊, 金文斌, 等. 膜包裝鮮切蔬菜中主要腐敗菌的分離與鑒定[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2012, 12(5): 154-160.
[20] TOURNAS V. Moulds and yeasts in fresh and minimally processed vegetables, and sprouts[J]. International Journal of Food Microbiology,2005, 99(1): 71-77.
[21] 關(guān)新強(qiáng). 鮮切果蔬的微生物控制[J]. 新疆化工, 2004(3): 51-53.
[22] 劉新有, 南 海娟, 郝亞勤, 等. 鮮切蘋果貯藏期間微生物生長模型研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007(3): 15-21.
[23] CORBO M R, ALTIERI C, AMATO D D, et al. Effect of tempera ture on shelf-life and microbial population of lightly processed cactus pear fru it[J]. Postharvest Biology and Technology, 2004, 31: 93-104.
[24] ZWIETERING M, JONGENBURGER I, ROMBOUTS F, et al. Modeling of the bacterial growth curve[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1990, 56(6): 1875-1881.
[25] 胡守江, 李保國, 于曉博. 鮮切獼猴桃在貯藏期間的微生物生長模型[J]. 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 37(4): 54-56; 71.
Microbial Growth Model and Shelf-Life Prediction of Fresh-Cut Cress during Storage
TIAN Mengqi, YANG Runqiang, ZHUANG Yan , GU Zhenxin*(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Pseudomonas was found to be the dominant bacteria of fresh-cut cress during storage when microfl ora analysis of cress was performed using selective medium. Fresh-cut cress was packaged in sealed bags and then stored for 8 d at 22 ℃and the number of Pseudomonas reached 106CFU/g. The results showed that low temperature storage inhibited the growth and reproduction of Pseudomonas. A modifi ed Gompertz model could fi t effectively the dynamic changes of Pseudomonas count at 4 and 22 ℃. The deviation factor and accurate factor showed that the model was effective. The dynamic changes of chlorophyll and lignin in fresh-cut cress during storage for 3 day at low temperature followed by at room temperature (22 ± 1) ℃ could be fi tted to a fi rst-order kinetic model. The shelf-life of fresh-cut cress can be predicted according to the growth rate of spoilage bacteria in actual application.
fresh-cut cress; storage; microorganism; shelf-life
TS255.3
A
1002-6630(2015)18-0231-06
10.7506/spkx1002-6630-201518043
2015-04-14
“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD27B03);江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)
田夢琦(1991—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槭称分泄δ艹煞值母患夹g(shù)。E-mail:2014808092@njau.edu.cn
顧振新(1956—),男,教授,博士,研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)與功能食品。E-mail:guzx@njau.edu.cn