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食品安全问题是当前中国食品工业发展中最受关注的问题之一,因为它关系着国计民生、国家的国际形象、国家经济的健康持续平稳发展和社会稳定。其中,由微生物引起的一系列食品品质安全问题,已经成为最为突出的社会公共卫生安全问题。统计卫生部2010-2013年全国重大食物中毒数据,结果显示食源性致病微生物引发的食物中毒事件比例,居各类诱发食源性疾病因素的首位。另外,根据我国建立的食源性疾病监测网络数据,水产品中最容易发生食源性致病菌引起的食物中毒事件。同时,由腐败微生物引起的食品腐败变质问题,也对食品品质安全和人民生命财产安全提出了严重挑战,阻碍了相关产业发展,给国民经济造成了一定程度的负面影响。 为了解决上述问题,食品工业界正在寻求一些新型贮藏保鲜方法,期望这些方法在对食品原有的色泽、质地、营养成分等产生较小负面影响的同时,能够最大程度地保障食品品质安全,从而满足现代消费者的消费需求。电解水是目前世界食品工业领域正在研究的一种新型杀菌方法,其对许多种类的食源性致病微生物具有杀灭作用,且不会对食品品质产生不良的影响;电解水冰是电解水的一种固体化形态,其除了具有当前广泛使用的自来水冰低温、高湿的贮藏特性以外,还具有杀灭微生物、延长食品货架期等方面的能力。 基于以上事实,本文选择在我国消费广泛的水产品---南美白对虾为研究对象,探究⑴电解水作用对水产品中主要食源性致病微生物---副溶血性弧菌的杀灭情况,及后续贮藏过程中对副溶血性弧菌生长行为的影响情况;⑵电解水冰在贮藏保鲜过程中,对南美白对虾品质保障情况。从更加基础性评价指标角度,综合考察电解水方法在降低水产品中食源性致病微生物潜在致病风险、保障水产品食用品质安全等方面的作用和功能。以此为基础,为未来电解水在食品工业中应用于保障其它水产品、农产品等品质安全方面,提供理论研究基础。本研究主要研究内容和研究结果如下: 1.电解水作用下南美白对虾中副溶血性弧菌失活模型的构建 副溶血性弧菌在中国引起的食源性疾病事件已居微生物性食源性疾病事件的首位,其中一种可能导致发病的途径是熟虾制品间副溶血性弧菌的交叉污染。研究构建了电解水的3个作用因素(电解的NaCl浓度, X1;电解水处理时间, X2;电解水处理温度, X3)对南美白对虾中副溶血性弧菌的失活数学模型,并在建立的数学模型基础之上,探究各因素对副溶血性弧菌失活作用影响的主次顺序,从而最大程度的增强电解水的杀菌能力,降低副溶血性弧菌的致病风险。运用二级预测模型---响应面模型中的Central Composite Design(CCD)试验设计方法探究上述电解水3个因素对副溶血性弧菌失活的作用,南美白对虾中副溶血性弧菌对数值(Log10 CFU/g)的减少量作为响应值。结果显示,构建的模型具有较好的拟合度,其中相关系数(R2)为0.982,失拟项不显著(p>0.05),均方根误差(RMSE)为0.15,准确因子(Af)为1.10,偏差因子为(Bf)为0.99。同时,选择3个因素水平范围内的随机8组试验组合条件,验证构建模型的可靠性。结果表明建立的失活模型具有很好的可靠性和稳定性,表现在RMSE值(0.43)、Af值(1.28)和Bf值(1.19)均在可接受范围内。另外,根据帕累托(Pareto)图和响应面图分析可得,各因素对副溶血性弧菌失活影响作用的主次顺序为 X3=X32>>X1X3>X2>X1。因此,本研究能够作为一种有效的工具用于预测电解水作用下南美白对虾中副溶血性弧菌的失活情况,同时为最大程度的提升电解水的杀菌能力,从而降低食源性致病微生物潜在致病风险,提供理论依据。 2.电解水处理对南美白对虾中副溶血性弧菌生长特性的影响 在上一章研究基础之上,探究了电解水(EW)处理对后续贮藏过程中南美白对虾中副溶血性弧菌生长特性的影响情况。本研究选择4株副溶血性弧菌(F18:tlh+、trh+、tdh-;F36:tlh+、trh-、tdh-;ATCC33847:tlh+、trh-、tdh+;ATCC17802:tlh+、trh+、tdh-)等量混合接种于南美白对虾中,经电解水处理后于不同温度(4-30℃)下贮藏。运用预测微生物学一级生长模型(modified Gompertz模型)和微生物失活模型(Log-linear模型)对获得的试验数据进行拟合分析。通过模型拟合获得南美白对虾中副溶血性弧菌的生长和失活参数值(延滞期,λ;最大生长速率,μmax;最大生长浓度,D;失活速率值,K),以确定电解水作用后不同贮藏温度条件下副溶血性弧菌生长特性变化情况。同时,本研究运用实时荧光定量PCR技术(real-time PCR),从分子生物学角度探究冷藏温度下(10,7,4℃)副溶血性弧菌的生长变化状况。结果表明,当贮藏温度为30,25,20和15℃时,电解水处理能够显著(p<0.05)降低副溶血性弧菌的最大生长速率(μmax),及延长其生长延滞期(λ),但并不能够降低不同贮藏温度下副溶血性弧菌在南美白对虾中生长所达到的最大生长浓度(D)。电解水处理提高了副溶血性弧菌对冷藏温度的敏感性,主要表现在电解水处理后的副溶血性弧菌具有更高(p<0.05)的死亡速率值(K),这种现象在10℃条件下表现最为突出。另外,Real-time PCR分析结果表明,电解水处理结合低温贮藏能够完全抑制副溶血性弧菌的细胞分裂增殖。基于以上分析,本研究证明了电解水处理对水产品中的副溶血性弧菌在后续贮藏过程中,具有明显的生长速率抑制和加速失活作用,从而能够大大降低水产品中副溶血性弧菌的致病风险。 3.电解水冰保障南美白对虾品质安全初步机制探究 电解水冰(EW ice)是目前食品工业中发展起来的一个相对较新的食品保鲜方法。本研究从较为基础的评价指标角度,探究了电解水冰在贮藏保鲜南美白对虾整个过程中,对其品质方面的影响情况。以传统自来水冰(TW ice)为对照组,从微生物多样性(PCR-DGGE)及化学指标(pH)、生物酶活力(酸性磷酸酶、组织蛋白酶B、组织蛋白酶 D、脂肪酶、多酚氧化酶)、蛋白质(SDS-PAGE)及组织学等基础性指标方面,较为深入地分析了电解水冰在贮藏南美白对虾7天中,对保障其品质安全方面的影响情况。结果显示,电解水冰贮藏能够显著(p<0.05)杀灭南美白对虾中的微生物,且能够降低微生物群落的多样性;显著抑制对虾 pH的升高;能够在一定贮藏时间内显著(p<0.05)抑制组织蛋白酶B活力、多酚氧化酶(PPO)活力,但对整个贮藏过程中的酸性磷酸酶活力、组织蛋白酶 D活力及脂肪酶活力没有明显影响。SDS-PAGE结果表明,尽管电解水冰没有显著保持肌浆蛋白完好性的能力,但是电解水冰具有的氧化能力不会对虾肌浆蛋白造成负面影响。组织学分析显示,与自来水冰贮藏相比电解水冰具有较好地(p<0.05)保持南美白对虾肌肉纤维紧密程度的能力。基于以上分析,本研究从基础性评价指标方面证明了电解水冰是一种适用于贮藏保鲜水产品的新型方法,同时本研究也为探究电解水冰贮藏保鲜其它食品产品提供了研究参考。