食品危害中最常见的现象是食品的腐败,即指食品变质、变味、变色、分解和腐烂。引起食品腐败的原因有物理、化学和微生物因素,而微生物因素是引起食品腐败的最主要原因。半加工食品经过预加工过程能够降低食品的保质期。预切分蔬菜造成的机械损伤能够促进酶与底物的结合,加速植物组织的生理变化和生物化学反应。这些变化能够加速微生物的生长。另外,预加工过程往往能够引起微生物污染,从而降低切分食品的货架期。改良气调包装(MAP)技术通过调控贮藏环境的气体成分,来达到延缓生物体衰败和延长果蔬产品保质期的目的,可广泛应用于各类食品的保鲜,延长食品货架期,提升食品价值。低温可以减弱或抑制微生物的生命活动,而且可以抑制动植物食品原料在贮藏过程中生物体内酶的活性。


首先,对不同贮藏温度和不同贮藏气体条件下的猪肉中的腐败微生物(大肠菌群、乳酸菌、假单胞菌、热死丝环菌),茭白和洋葱中的腐败微生物(大肠菌群、乳酸菌、假单胞菌、酵母菌)进行分离,采用改良的Gompertz模型进行对每种微生物的生长进行拟合,获得微生物的生长参数。同时对上述贮藏温度和气体条件下的理化性状(气体成分、色度和质构)及感官性质进行测定。结果表明,Gompertz模型能够很好的拟合微生物的生长。贮藏过程中微生物菌数随贮藏时间的延长而升高,温度对微生物生长影响较大,随贮藏温度升高,微生物的生长速率提高,而CO2对微生物生长起到抑制作用。


此外,得到了贮藏条件对食品感官质量的影响,猪肉片由开始贮藏时的鲜红色逐渐变为暗红色,直至贮藏终期略显灰绿色。茭白片在各贮藏组随贮藏时间的延长,pH值降低。在相同气体条件下,贮藏温度较高组,茭白老化速度较快,而在相同温度下,空气贮藏组的茭白老化速度较快。洋葱贮藏过程中变透明是影响感官质量的主要原因。然后,对食品腐烂过程中微生物致腐机理进行探讨。采用Stable curve 2D软件将不同微生物在食品中菌数随时间的变化与改良的Gompertz模型进行拟合。通过软件可以估计出微生物初始菌数(N0)、微生物最大生长菌数(Nmax)、最大生长速度(μmax)、迟滞相(λ)。采用Pearson′s相关分析确定微生物生长参数与微生物货架期和感官货架期之间的相关性。通过对猪肉、茭白和洋葱的研究,结果表明,猪肉中的微生物的生长参数与货架期具有较好的相关性,其中以乳酸菌与假单胞菌的迟滞相、大肠菌群的最大生长速度与微生物货架期相关度最高,各腐败菌的初始菌数与货架期呈较好的相关性,最大生长菌数与微生物货架期呈弱相关性。茭白中所有微生物的迟滞时间均与微生物货架期和感官货架期具有较高的相关性,微生物的迟滞时间与货架期呈正相关,最大生长速度与货架期呈负相关。


五种微生物的初始菌数与微生物或感官货架期也具有一定的相关性。洋葱中的微生物除乳酸菌外,所有微生物的迟滞时间均与微生物和感官货架期呈好的相关性。微生物的最大生长速度与两种货架期呈负相关,初始菌数仅与货架期呈弱相关性。在食品腐烂过程中,通常会有多种微生物共同生长,这些微生物会发生交互作用,即表现为共生或拮抗作用,进而可以引起促进或抑制微生物生长。本文最后采用改良的Lotka-Volterra模型建立了猪肉腐烂过程中两种及多种微生物共同生长的共生拮抗模型,研究猪肉贮藏过程中微生物间共生拮抗关系。结果表明采用多种群微生物模型的方法可以用来确定微生物间的交互作用。在猪肉腐烂过程中乳酸菌和酵母菌呈现较高的拮抗活性,而大肠菌群,假单胞菌,热死丝环菌则对它种菌的生长影响较小。在此基础上,进行了三种群和多种群微生物间共生拮抗模型的研究。


本文深入的研究了洋葱、茭白和猪肉的低温气调贮藏时的微生物、理化和感官指标变化,为新鲜蔬菜及肉品贮藏提供理论基础。建立了微生物生长参数与货架期的相关分析,确定一些生长参数与货架期的显著相关性。同时为将多种群微生物共生拮抗模型方法研究,为食品中微生物的共生拮抗关系提供理论指导。

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