新鲜果蔬在去皮、切分等加工过程中,组织结构受到伤害,原有的保护系统被破坏,易受到空气、加工用水及加工机械中各种微生物的污染。由于大部分果蔬属于低酸性食品,加上切割处理造成果蔬营养成分的外流,也为微生物的生长提供了条件。莲藕组织脆嫩,容易切分,适合鲜切加工,但是新鲜蔬菜切割后容易造成微生物的生长繁殖,大大降低了蔬菜品质,缩短了货架寿命。鲜切果蔬表面一般无致病菌而只有腐败菌,因为这类细菌对致病菌有竞争优势。但在环境条件发生变化时,可能导致微生物菌落种类的变化,引发致病菌生长繁殖。如包装内部搞相对湿度或极低氧气浓度、低盐、高pH、过高贮藏温度(高于5℃)以及操作人员的携带产生交叉感染等,在这些条件下,一些致病菌如索状芽孢杆菌等有可能生长产生毒素。因此切割果蔬生产和贮藏条件应严格控制。
研究并建立鲜切莲藕在不同贮藏温度下的微生物模型,将为快速、有效评估鲜切莲藕的货架寿命和微生物安全性提供一个方便有效的方法。近年来,研究者提出不少描述微生物动力学生长的数学方程,Logistic方程、Gompertz方程、Richards方程、Stannard方程、Schnute方程等,其中Gompertz方程能有效描述微生物,且使用方便。近年来,国外对微生物预测模型在鲜切菜质量控制中的应用进行了大量的研究。赵艳等采用微分方程建模方法建立了温度、pH、水分活度等环境因素对食品微生物生长影响的动态数学模型,为快速预测不同环境条件对食品卫生物生长的影响提供了一个有利的工具。目前,国际上对食品微生物仿真模型的研究报告显著增加,而国内目前有关微生物仿真研究较少报道。本文对鲜切莲藕贮藏期间微生物生长动态模型的建立将为食品防腐保鲜提供一个重要工具。本文主要研究在不同贮藏温度下鲜切莲藕中细菌总数的动态变化,采用DPS(DataProcessingSystem)统计分析软件,建立相应的Gompertz函数模型,从而为预测鲜切莲藕的货架寿命提供一个有效的工具,同时为保证鲜切莲藕的安全性以及贮藏保鲜提供参考。
1实验材料与方法1.1实验试验材料白花莲藕供试莲藕为新鲜、健壮、成熟度适中、无机械伤的市售带泥白花莲藕。
包装材料0.04mm厚度的聚乙烯(PE)包装袋,国家农产品保鲜研究中心(天津)。
精密仪器和药品规格本研究室使用仪器为:101A-3数显电子鼓风干燥箱,上海浦东荣丰科学仪器有限公司;YX280B手提式蒸汽压力灭菌器,上海三申医疗器械有限公司;SWCJ-A智能控制型超净工作台,上海浦东荣丰科学仪器有限公司;250B生化培养箱,江苏省金坛市医疗仪器厂;SC-360Y澳柯玛立式冷藏箱,青岛澳柯玛股份有限公司;SF-200塑料薄膜封口机,温州市鼎业包装机械制造有限公司;AEL-200电子分析天平,日本产。
药品为:主要化学试剂:临苯二酚、碘酸钾、NaCl、碘化钾、可溶性淀粉、盐酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠,均为分析纯,CA、D-EA、EDTA-2Na、山梨酸钾,均为食品级。
1.2试验方法1.2.1鲜切莲藕生产工艺新鲜莲藕→筛选→预冷(24h)→清洗→切片(0.3cm厚)→保鲜处理→晾干→包装→贮藏→测定细菌总数。
1.2.2生长模型的建立运用DPS软件,建立响应变量y=LogNt/N0(Nt为贮藏期间的细菌总数,N 0为贮藏前的细菌总数)对贮藏时间t的数学模型。
1.3试验指标及测定方法1.3.1细菌总数的测定
(菌落总数依据GB/T5009-96《食品卫生检验方法》)。在无菌操作条件下,将样品25g放入225ml灭菌生理盐水(浓度为0.9%)中进行稀释,之后用1.0ml灭菌吸管加入含有9.0ml生理盐水试管中进行10倍递增稀释,根据贮存期的不同,选取3个合适的稀释度,每一稀释度取1ml吹入培养皿中。
将冷却至45℃左右的培养基倒入平皿内在水平位置上摇匀,待凝固后倒置于37±1℃培养箱中培养24±1h后进行菌落计数。计算平板内菌落数目,乘以稀释倍数,即得每克样品所含菌落总数(单位为cfu/g)。
1.3.2感官质量评定感官评分。未经过专业培训的七人独自根据颜色、腐烂程度、气味等进行综合排序法评分,9分为*高分,5分为商品界限,以下为不可接受,取七人评分的平均值为感官评价值。
2结果与分析2.1鲜切莲藕在贮藏期间细菌生长规律鲜切莲藕在4℃,8℃和20℃下贮藏期间所测细菌总数变化。
不同温度下鲜切莲藕中的细菌总数均随着贮藏时间的延长而增加。鲜切莲藕在4℃下贮藏前2d内,细菌总数呈现先减少后增加的趋势,这与鲜切莲藕中的一些嗜温菌不能耐受4℃的低温,生长被抑制,甚至死亡有关。但随着贮藏时间的延长,鲜切莲藕中的嗜冷菌利用其营养成分开始生长,繁殖,从而使细菌总数又呈现增加的趋势。在贮藏的前12d,其细菌总数数量级在10 5cfu/g以内,在此期间,鲜切莲藕的颜色保持洁白,12d之后,部分莲藕开始褐变并出现水渍状。在8℃下贮藏前2d鲜切莲藕的细菌总数亦呈现减少后增加的趋势,随着贮藏时间的延长,细菌总数又呈上升趋势,原因同前,由于贮藏温度较4℃高,抑制或致死细菌数量少,因此,细菌总数减少的程度小于4℃,贮藏到8d,鲜切莲藕中细菌总数增加到10 5 cfu/g,之后,开始出现褐变及水渍状。鲜切莲藕在20℃下贮藏期间,嗜温菌和嗜冷菌均能生长、繁殖,细菌一直呈现增长趋势,贮藏到第4d,莲藕开始腐败。
2.2鲜切莲藕贮藏期间的细菌生长模型利用DPS软件,对鲜切莲藕在4℃,8℃和20℃下贮藏期间的细菌总数的动态变化进行拟合,得到不同贮藏温度下的生长模型分别为:y=3.5301exp[-exp(1.3978-0.1917t)]y=4.6547exp[-exp(1.7211-0.2566t)]y=7.3194exp[-exp(0.9360-0.2007t)]式中:t表示贮藏时间(d)所建立的回归方程方差分析。通过F检验,并且莲藕切片组织开始褐变腐败的时间不同。在4℃下贮藏12d,感官评分为5分,鲜切莲藕局部褐变,基本未发生腐败现象,12d之后,有部分莲藕切片出现褐变及腐败现象,失去商品价值;在8℃下贮藏8d,感官评分为5分,部分莲藕切片开始褐变并出现水渍状;在20℃下贮藏4d,感官评分降至5分,鲜切莲藕的组织发生腐败。由4℃,8℃和20℃贮藏期间所检测出的细菌总数,结合鲜切莲藕在贮藏期间的感官质量变化可以看出,当细菌总数数量级在10 5 cfu/g以内,鲜切莲藕不会发生腐败。综合表1及表3的结果,可以得出,鲜切莲藕在4℃,8℃和20℃下的货架寿命分别达到12d,8d和4d.
3讨论鲜切蔬菜在贮藏期间褐变和微生物腐败是影响其质量*主要的原因,但是随着贮藏期的延长,微生物对组织的破坏成为引起组织腐烂*重要的因素。鲜切蔬菜切分后汁液外渗,汁液中营养成分含量较高,有利于微生物的生长,很容易导致腐烂。有研究表明,鲜切蔬菜表面微生物数量的多少,会直接影响产品的货架寿命。从本试验的研究中可以看出,鲜切莲藕在不同温度下的货架寿命与其微生物数量有密切的关系。随着贮藏时间的延长,微生物数量逐渐增加,当微生物数量增加到10 5cfu/g时,部分莲藕切片出现腐败现象,品质下降,从而失去商品价值。
食品中细菌的生长受到诸多因子的影响,多数情况下,温度是*重要的影响因子,决定着微生物的生长速率。环境温度愈低,微生物生长、繁殖受到抑制就愈明显,并造成大量的嗜温菌死亡,但贮藏温度不能低于蔬菜的冷害温度,并且低温能够降低鲜切蔬菜的呼吸强度,从而提高鲜切蔬菜的品质,延长其货架寿命。微生物的生长受贮藏温度的影响很大。从本试验对在4、8、20℃下不同贮藏时间内鲜切莲藕中细菌总数动态变化的研究中可以看出,在4℃贮藏下细菌的增长速度*慢,而在20℃下增长*快,因此,在4℃下贮藏鲜切莲藕可以有效地抑制细菌的生长,从而能够减少由微生物引起的腐烂,延长鲜切莲藕的货架寿命。
近年来,国外对微生物预测模型在鲜切蔬菜质量控制中的应用进行了大量的研究。Zwietering等人比较了描述微生物S型曲线的Gompertz、Richards、Stannard、Schnute、Logistic和其他模型,认为只有修改后的Gompertz模型拟合*佳。本试验所建立的Gompertz模型能够有效地拟合不同贮藏温度下细菌的生长动态变化。假设已知鲜切莲藕的初始菌数和贮藏温度,利用相应的Gompertz模型则可以预测其在不同贮藏时间内,鲜切莲藕的细菌总数,同时结合其感官品质变化,预测其货架寿命,保证其贮藏安全性。