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单增李斯特菌是冷却猪肉中主要病原菌之一,由于此菌具有低温生长繁殖的能力和较高的致死率,可能引发肉品安全问题,在国内外食品安全预防与控制中日愈受到重视。目前,运用食品预测微生物学预测冷却猪肉的安全性是提高产品安全监控水平的有效措施之一。食品预测微生物学的核心在于建立完善的预测模型。国外对病原菌的预测模型研究起步较早,但大部分的模型主要通过传统平板培养方法计数得到原始数据而建立的,该过程耗时耗力,且肉中污染的微生物组成复杂,在研究背景菌存在下某种细菌模型时增加了对靶细菌计数的难度。同时,肉中微生物菌群之间交互作用的复杂性及其竞争性生长常在微生物预测模型研究中被忽略。因此,本论文以冷却猪肉中单增李斯特菌(Listeriamonocytogenes)为研究对象,首先建立基于DNA和RNA的(RT-)Real-timePCR快速检测技术,选取合适的Real-timePCR法建立冷却猪肉中单增李斯特菌的生长动力学模型,并与传统平板培养计数法建立的模型进行比较,确证此模型应用的可行性;在此基础上运用Real-timePCR法研究真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌与乳杆菌的交互生长模型,探讨单增李斯特菌与乳杆菌之间的交互作用。 具体研究内容和结果如下: 1.基于DNA和RNA的Real-time(RT-)PCR检测冷却猪肉中单增李斯特菌的研究 分别建立冷却猪肉中单增李斯特菌基于DNA和RNA的Real-time(RT-)PCR快速检测方法,通过对引物特异性试验、灵敏度试验、标准曲线构建、不同人工布菌样品定量检测等步骤,确定在实际检测过程中不同样品方法的选择,为进一步丰富单增李斯特菌分子生物学检测技术,加强该病原的控制,以及后续的分子生物学研究奠定基础。结果表明:该方法特异性强,选择单增李斯特菌hlyA基因的特异性引物对44种肉中常见的细菌未见扩增;基于DNA和RNA的方法菌液灵敏度分别达6.33×100cfu·mL-1和6.33×102cfu·mL-1,基于DNA和RNA的方法肉样灵敏度均为1.39×102cfu·g-1;两种方法快速便捷,在12h内均可完成样品检测;通过构建标准曲线可对人工污染样品进行定量检测,其中基于DNA的Real-timePCR对未经处理的鲜肉样品进行准确定量检测,可用于后续真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌的预测模型研究,对于经过加工处理(如加热、超高压等)的肉类食品不适合应用上述方法,可采用基于RNA的Real-timeRT-PCR检测样品中单增李斯特菌的活菌水平,但此方法步骤繁琐,对试验条件和操作要求较高,且对于样品的定量检测不是很准确,只能大概检测活菌的污染水平。 2.运用Real-timePCR法建立冷却猪肉中单增李斯特菌生长动力学模型 将单增李斯特菌接种至冷却猪肉,运用基于DNA的Real-timePCR法建立真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌在不同贮藏温度(4、10、15、20和25℃)下的初级生长模型,包括修正Gompertz、Logistic、Baranyi和Huang模型,在此基础上利用Rathowsky平方根方程建立二级模型,将运用Real-timePCR法建立的初级和二级模型与传统平板培养计数得到的模型进行比较,评估确定该方法建立模型的可行性,为考虑将Real-timePCR法作为一种工具应用到预测模型提供理论支撑。结果表明:通过R2、MSE及F检验等评估,修正Gompertz、Logistic、Baranyi和Huang模型均可拟合Real-timePCR法建立真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌的生长曲线,其中Baranyi模型最有效描述真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌的生长,且验证试验得到的Bf值和Af值大部分落在1.0≤Bf≤Af≤1.1的规定范围内,模型预测可靠有效;利用Rathowsky平方根方程建立二级模型,拟合程度较好,最大生长速率随着贮藏温度的升高而加快(0.03~0.5logcfu·(mL·h)-1),迟滞期随着贮藏温度的升高而变短(42~3h),可用于评估温度对细菌生长特性的影响;通过与传统平板培养计数得到的曲线特征、生长参数等比较,运用Real-timePCR法建立的模型与传统模型无明显差别,能较好地预测单增李斯特菌在冷却猪肉中的生长情况,解决了传统细菌预测模型建立耗时耗力等问题,且可对在背景细菌存在下建立某类病原菌的模型更加准确。 3.真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌与乳杆菌交互生长模型研究 接种单增李斯特菌与乳杆菌于同一液体培养体系中,在一定时间内进行监测,研究两种细菌之间生长是否产生影响,在此基础上将乳杆菌与单增李斯特菌分别接种至冷却猪肉中,真空包装,放于4℃下贮藏,利用Jameson-effect模型和改良Lotka-Volterra竞争模型探讨真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌与乳杆菌的交互作用,更全面地考虑模型建立的实际影响因素,使微生物预测模型更好地为生产服务。结果表明:当单增李斯特菌与乳杆菌共同存在于同一液体培养体系中,两者之间会产生交互作用,即乳杆菌对单增李斯特菌生长有抑制作用,当乳杆菌生长到达稳定期后,单增李斯特菌停止生长,存在Jameson效应,可能是由于乳杆菌产生的代谢产物或营养物质的消耗影响了单增李斯特菌的生长;运用Real-timePCR法可从冷却猪肉中背景细菌存在下对靶细菌识别并计数,可用于建立靶细菌的生长模型,利用Baranyi方程拟合曲线的参数与传统模型比较,进一步验证了将Real-timePCR法运用到预测模型中的可行性;利用Jameson-effect模型可拟合真空包装冷却猪肉中单增李斯特菌与乳杆菌的生长曲线,且两种细菌生长几乎同时减缓,与纯菌接种培养生长情况不同,可考虑将细菌交互作用应用到预测微生物模型中,更合乎实际情况;通过改良Lotka-Volterra竞争模型的交互系数研究表明,乳杆菌对单增李斯特菌生长的影响明显大于单增李斯特菌对乳杆菌的影响;交互系数对模型稳定性的分析表明P4为两种菌群共存的平衡点,体系处于稳定状态,但此模型不能很好地预测混合培养中单增李斯特菌的生长,不适宜直接作为简单的初级生长模型,但可用于评估两种细菌生长过程中的交互作用。