鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌生长预测模型

王亚楠+侯温甫

摘要：以鲜切草鱼脊肉块为研究对象，用SAS软件拟合不同温度下鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长情况。结果表明：修正的Gompertz方程可较好地预测不同温度下热杀索丝菌生长情况；采用平方根模型构建热杀索丝菌生长预测二级模型，该模型能较好描述试验温度范围内温度与最大比生长速率、延滞期的线性关系，该模型可有效预测0～20 ℃贮藏条件下鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长。

关键词：鲜切草鱼脊肉块；热杀索丝菌；生长预测；模型

中图分类号： TS201.3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）02-0206-03

收稿日期：2013-06-13

基金项目： 国家“863”计划（编号：2012AA101703）。

作者简介：王亚楠（1989—），女，河南商丘人，硕士研究生，研究方向为食品科学与工程。E-mail：1061084389@qq.com。

通信作者：侯温甫，硕士，讲师，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail：745682588@qq.com。 草鱼属鲤形目鲤科雅罗鱼亚科草鱼属，别称鲩、草根、混子、黑青鱼等，为中国淡水养殖“四大家鱼”之一[1]。随着水产品加工业的快速发展，将草鱼加工成鱼片、鱼段、鱼排等托盘包装产品销售已逐步成为重要的销售方式。随着草鱼死亡后生理活动的终止，其品质不断降低，其中一个重要原因是微生物的作用。研究发现，热杀索丝菌是导致鲜鱼腐败的主要微生物之一，因此对其生长活动进行监测和控制具有重要意义[2]。目前对鱼产品中假单胞菌的生长预测模型研究较多[3-5]，而对引起鱼类腐败变质的热杀索丝菌生长预测的研究尚少见报道。本研究以鲜切草鱼脊肉块为试验对象，研究热杀索丝菌在0～20 ℃条件下的生长情况，建立了一级、二级生长预测模型，以期为进一步研究货架期预测模型提供数据基础，为监控流通过程中草鱼品质变化提供依据。

1材料与方法

1.1材料

鲜活草鱼来源于湖北省武汉市洪湖。

STAA琼脂及添加剂为青岛高科技园海博生物技术有限公司生产，氯化钠为国药集团化学试剂有限公司生产。

1.2仪器设备

YP2002型电子天平（上海菁海仪器有限公司），立式压力灭菌锅（上海博迅实业有限公司）， HBM-400系列样品均质器（天津市恒奥科技发展有限公司），SK-1快速混合器（金坛市科析仪器有限公司），XH-C漩涡混合器（金坛市医疗仪器厂），MIR-154低温恒温培养箱（三洋电机国际贸易有限公司），DHG-9140A电热鼓风干燥箱、恒温培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），SW-CJ-2FD型双人单面净化工作台（苏州净化设备有限公司）。

1.3不同贮藏温度下热杀索丝菌生长规律试验

前处理：鲜活草鱼均重1 300 g左右，敲击头部将鱼击昏，剖开腹腔去除内脏，洗净，开片，去除鱼皮后，沿脊椎剖为两半，将脊肉切成约2 cm见方的块，托盘包装后置于不同温度下贮藏。以上操作均在清洁卫生条件下进行，所用工器具均经消毒处理。

鲜切草鱼脊肉块贮藏温度为0、5、10、15、20 ℃。贮藏过程中微生物指标检测参考国标方法及王宏勋等的研究方法进行[6-8]。用已加入添加剂的选择性培养基STAA琼脂倾注平皿，30 ℃培养48 h后计数。为降低温度波动对样品的影响，尽可能无菌条件下较短时间内完成取样[9]。

1.4一级模型的拟合及验证

1.4.1一级模型的拟合在数据处理和统计分析领域，SAS（Statistics Analysis System）系统拥有重要地位[10]。越来越多的研究表明，Gompertz模型能准确预测腐败微生物的生长[11]。本研究用Gompertz模型拟合热杀索丝菌生长动态，模型表述为：

1.4.2一级模型的验证本研究用准确因子（accuracy factor，Af）和偏差因子（bias factor，Bf）表明模型预测值与实测值的接近程度，并以此验证所建模型的准确性[12]。准确因子是衡量模型准确度的标准之一，而偏差因子为衡量预测值和实测值平均变异的指标之一。准确因子值越大，表明预测效果越差，当准确因子值为1时预测效果最为理想[13]。Af、Bf的计算方程如式（4）和（5）所示。

1.5平方根模型拟合

2结果与分析

2.1不同贮藏温度下热杀索丝菌的生长规律

由图1可以看出，温度对热杀索丝菌的生长速率有较大影响。贮藏温度越低，热杀索丝菌生长速度越慢；随着温度升高，热杀索丝菌生长速度明显加快。0 ℃条件下，第1天热杀索丝菌落数有所降低，可能是因为贮藏温度低于室温，需要一定的适应期，之后基本稳步增长；5 ℃条件下，试验第 2天前热杀索丝菌数量变化一直较为平缓，从第2天开始加快；10 ℃ 处理的初始菌落数高于15 ℃处理，因此这2条生长曲线有交叉，且第2天15 ℃处理菌落数开始超过10 ℃处理；10 ℃ 条件下，初始的12 h生长平缓，之后基本稳步增长；15 ℃ 条件下热杀索丝菌生长曲线呈“S”型，在第2.5天基本达到最大值；20 ℃条件下，热杀索丝菌生长速度在初始的 12 h 急剧加快且较早达到稳定期，相对前4个温度处理来说，20 ℃比较适合热杀索丝菌生长。

2.2热杀索丝菌生长动力学模型的拟合及验证

2.2.1一级模型的拟合从表1可见，热杀索丝菌生长动力学模型的回归系数r2值均较高，随着温度升高r2值基本逐渐增加，表明Gompertz模型预测效果较好。从表2可知，随着温度升高，稳定期的最大菌落对数值增加，稳定期最大菌数对数值与初始值的差值增大，最大比生长率显著升高，而延滞期急剧缩短。

2.2.2一级模型的验证用Af、Bf来验证所建一级模型的准确性。Bf是衡量模型的重要参数，若其值为0.70～1.15，则该预测模型可以被接受，反之则说明预测模型是失败的。由表3可知，模型的Af值均在1左右，Bf值均在0.70～1.15，说明该预测模型可以有效地预测0～20 ℃条件下草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长。endprint

2.3平方根模型的拟合

3结论

以鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌为研究对象，建立了热杀索丝菌生长预测的一级、二级模型，并进行了验证。本研究表明，温度对热杀索丝菌的生长速率有较大影响，随着贮藏温度升高，热杀索丝菌生长速率明显加快。所建一级模型中，各温度下热杀索丝菌生长动态方程的回归系数均在0.9以上，二级模型中温度与最大比生长速率、温度与延滞期的拟合回归系数均在0.9以上，温度与最大比生长速率、延滞期的线性关系良好。本研究建立的微生物生长预测模型可有效预测 0～20 ℃ 贮藏条件下鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长动态，可为监控流通过程中鲜切草鱼的品质变化提供依据。

参考文献：

[1]赵晨，卢君，陈桂平，等. 草鱼冷藏过程中脂类的变化[J]. 食品与机械，2013，29（2）：151-153，162.

[2]熊丹萍，刘超群，王宏勋. 冷鲜猪后腿肉丝中热杀索丝菌生长预测模型的初步研究[J]. 肉类工业，2012（12）：18-21.

[3]许钟，肖琳琳，杨宪时. 罗非鱼特定腐败菌生长动力学模型和货架期预测[J]. 水产学报，2005，29（4）：540-546.

[4]李学英，杨宪时，郭全友. 鲤鱼假单胞菌生长动力学研究和货架期预测[J]. 食品与机械，2011，27（1）： 56-59，83.

[5]许钟，杨宪时，郭全友，等. 波动温度下罗非鱼特定腐败菌生长动力学模型和货架期预测[J]. 微生物学报，2005，45（5）： 798-801.

[6]王宏勋，赵国娇，方兰兰. 鲜切莲藕中植物乳杆菌生长预测模型研究[J]. 中国酿造，2012，31（12）：83-87.

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[8]国家质量技术监督局. GB/T 5009.44—2003肉与肉制品卫生标准的分析方法[S]. 北京：中国标准出版社，2004.

[9]傅鹏，李平兰，周康，等. 冷却肉中假单胞菌温度预测模型的建立与验证[J]. 农业工程学报，2008，24（4）：229-234.

[10]林睿，王宏勋，陈振青，等. 裸装卤制全鸭中肠杆菌生长预测模型研究[J]. 食品科学，2012，33（15）：188-190.

[11]傅鹏. 冷却猪肉主要腐败微生物生长预测模型的建立[D]. 北京：中国农业大学，2006：1-52.

[12]Ross T. Indices for performance evaluation of predictive models in food microbiology[J]. Journal of Application Bacteriology，1996，81（5）：501-508.

[13]董庆利，高翠，丁甜，等. 不同试验条件下猪肉中气单胞菌生长预测模型的建立和验证[J]. 华南农业大学学报，2012，33（1）：82-86.

[14]Davey K R. Applicability of the Davey （linear Arrhenius） predictive model to the lag phase of microbial growth[J]. Journal of Applied Microbiology，1991，70（3）：253-257.

[15]刘超群，陈艳丽，王宏勋，等. 冷鲜猪肉中热杀索丝菌生长预测模型的建立与验证[J]. 食品科学，2010，31（18）：86-89.

[16]Ratkowsky D A，Olley J，McMeekin T A，et al. Relationship between temperature and growth rate of bacterial cultures[J]. Journal of Bacterioloy，1982，149（1）：1-5.endprint

2.3平方根模型的拟合

3结论

以鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌为研究对象，建立了热杀索丝菌生长预测的一级、二级模型，并进行了验证。本研究表明，温度对热杀索丝菌的生长速率有较大影响，随着贮藏温度升高，热杀索丝菌生长速率明显加快。所建一级模型中，各温度下热杀索丝菌生长动态方程的回归系数均在0.9以上，二级模型中温度与最大比生长速率、温度与延滞期的拟合回归系数均在0.9以上，温度与最大比生长速率、延滞期的线性关系良好。本研究建立的微生物生长预测模型可有效预测 0～20 ℃ 贮藏条件下鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长动态，可为监控流通过程中鲜切草鱼的品质变化提供依据。

参考文献：

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2.3平方根模型的拟合

3结论

以鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌为研究对象，建立了热杀索丝菌生长预测的一级、二级模型，并进行了验证。本研究表明，温度对热杀索丝菌的生长速率有较大影响，随着贮藏温度升高，热杀索丝菌生长速率明显加快。所建一级模型中，各温度下热杀索丝菌生长动态方程的回归系数均在0.9以上，二级模型中温度与最大比生长速率、温度与延滞期的拟合回归系数均在0.9以上，温度与最大比生长速率、延滞期的线性关系良好。本研究建立的微生物生长预测模型可有效预测 0～20 ℃ 贮藏条件下鲜切草鱼脊肉块中热杀索丝菌的生长动态，可为监控流通过程中鲜切草鱼的品质变化提供依据。

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[16]Ratkowsky D A，Olley J，McMeekin T A，et al. Relationship between temperature and growth rate of bacterial cultures[J]. Journal of Bacterioloy，1982，149（1）：1-5.endprint