近紅外光譜分析技術用于果蔬汁中酸土脂環酸芽孢桿菌的生長預測

酸土脂環酸芽孢桿菌,又稱嗜酸耐熱菌,具有耐熱嗜酸的特性,能夠有效對抗果汁加工時的高溫**,而且能在在pH值為酸性的果汁中繁殖生長。酸土脂環酸芽孢桿菌具有嗜酸、耐熱、產芽孢、強抗逆性的特征,在環境條件適當的時候能夠快速生長,導致果汁酸敗,因此影響果汁的風味和品質。

已有許多研究和調查結果表明,酸土脂環酸芽孢桿菌廣泛分布在果蔬產品生產和加工全過程中,并且在大多數果蔬汁中含量超標。在酸土脂環酸芽孢桿菌代謝時會產生一些酸性物質,但不會改變果汁本身的酸堿值,只在瓶底顯現出一定的渾濁。但菌體在代謝時仍會有些次級代謝產物出現,比如2,6-二氯苯酚、鄰甲氧基苯酚和2,6-二溴苯酚,導致果汁發生腐敗變質。所以酸土脂環酸芽孢桿菌是使得果蔬汁劣變和敗壞的主要原因。因此在果蔬汁生產加工過程中需要嚴格控制微生物。

果汁在生產制造的高溫**時,大部分致病菌和致腐菌均能得到抑制。但由于酸土脂環酸芽孢桿菌的嗜酸、耐熱、產芽孢、強抗逆性等特征,其芽孢可以抵抗果汁在加工過程中的**過程而存活下來,因此只要環境條件適當,就能快速在果汁中生長,影響果汁的風味和品質。由酸土脂環酸芽孢桿菌導致的果汁酸敗事件經常發生,許多研究和調查結果表明,酸土脂環酸芽孢桿菌廣泛分布于果蔬產品生產和加工全過程中,且在大部分果汁中的含量超標。所以酸土脂環酸芽孢桿菌是使得果汁劣變和敗壞的主要原因,是在果汁生產加工過程中需要嚴格控制的微生物。芽孢萌發是**生長和繁殖的重要環節,同時失去極端抗性。在酸土脂環酸芽孢桿菌代謝時會產生一些酸性物質,但不會改變果汁本身的酸堿值,只在瓶底顯現出一定的濁度。但菌體在代謝時仍會有些次級代謝產物出現,比如2,6-二氯苯酚、鄰甲氧基苯酚和2,6-二溴苯酚,導致果汁發生腐敗變質。

預測微生物學是用于預測微生物對于特定環境變量反應的數學模型,可以有效的管理微生物**風險,它依靠數據庫,并結合計算機來預測食品中微生物的生長或殘余變化。預測微生物模型通?？梢苑譃?類,包括**模型和二級模型。**模型主要是用來描述時間和微生物的生長數量之間的關系,Gompertz模型、Baranyi模型及Huang模型等都是常用的初級模型。二級模型是用來描述環境因素對**模型中參數的影響,主要包含平方根模型、響應面方程等。

腐敗菌以及一些食源性致病菌在食品生產、加工、儲存和運輸中的變化是預測微生物學的重要研究內容。微生物生長或死亡的狀況主要是通過微生物預測模型的構建來進行預測的,可為食品質量**提供重要的參考。

目前,國內外關于橙汁中酸土脂環酸芽孢桿菌的生長預測模型的研究相對較少,主要包括平板計數法、分子生物學方法、**學方法等,但是這些檢測手段均難以實現生產線上進行快速識別預測及控制。

微生物預測模型已被廣泛應用于食品領域,但大部分模型是在培養基培養條件下建立的,不僅操作復雜,并且耗時費力。因此更需要開發快速高效的方法來作為微生物預測模型的數據來源。近紅外光譜法是用來分析紅外光和可見光之間波長范圍的一種方法,該方法操作便捷、效率高,不消耗樣品,成本較低,在同一時間可以完成多種不同化學指標的檢測,并且在檢測過程中不會產生污染,已被廣泛應用于食品檢測、微生物研究、**分析等多個領域。微生物樣本的近紅外光譜由其結構和組成信息構成,因此,樣本的光譜與樣本的組成特性參數之間有較好的相關性。

目前,尚未有采用近紅外光譜技術對橙汁中酸土脂環酸芽孢桿菌快速檢測的研究。因此,以橙汁為研究對象,通過測定在正?？諝鉂穸群蜌怏w成分下,4、20、40℃三種不同溫度橙汁中酸土脂環酸芽孢桿菌的含量,來分析酸土脂環酸芽孢桿菌對橙汁品質的影響,同時利用近紅外光譜技術,結合化學計量學,建立光譜與酸土脂環酸芽孢桿菌的聯系。將近紅外光譜預測的酸土脂環酸芽孢桿菌菌落數作為數據來源,通過“一步法”構建橙汁中酸土脂環酸芽孢桿菌的生長預測模型,并將近紅外光譜獲得預測菌落數構建的生長模型與平板計數法構建的生長模型進行相關性分析,為橙汁生產加工中酸土脂環酸芽孢桿菌的快速識別預測與控制提供了理論方法和技術支持,為保障橙汁加工產品和行業的健康、快速發展提供了參考。

酸土脂環酸芽孢桿菌是引起橙汁劣變的主要微生物,為研究酸土脂環酸芽孢桿菌在橙汁中的生長規律,利用近紅外光譜獲取橙汁中酸土脂環酸芽孢桿菌含量的信息,采用標準化、多元散射校正、標準正態變化、去趨勢化對光譜進行預處理,結合化學計量學,構建近紅外光譜與酸土脂環酸芽孢桿菌含量預測模型。利用近紅外光譜分析結合適當的化學計量學方法描述酸土脂環酸芽孢桿菌生長預測是可行的。