酸土脂環(huán)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滅菌,而且能在在ph值為酸性的果汁中繁殖生長。酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌具有嗜酸、耐熱、產(chǎn)芽孢、強抗逆性的特征,在環(huán)境條件適當(dāng)?shù)臅r候能夠快速生長,導(dǎo)致果汁酸敗,因此影響果汁的風(fēng)味和品質(zhì)。
已有許多研究和調(diào)查結(jié)果表明,酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌廣泛分布在果蔬產(chǎn)品生產(chǎn)和加工全過程中,并且在大多數(shù)果蔬汁中含量超標(biāo)。在酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌代謝時會產(chǎn)生一些酸性物質(zhì),但不會改變果汁本身的酸堿值,只在瓶底顯現(xiàn)出一定的渾濁。但菌體在代謝時仍會有些次級代謝產(chǎn)物出現(xiàn),比如2,6-二氯苯酚、鄰甲氧基苯酚和2,6-二溴苯酚,導(dǎo)致果汁發(fā)生腐壞變質(zhì)。所以酸土脂環(huán)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(chǎn)加工過程中需要嚴(yán)格控制微生物。
果汁在生產(chǎn)制造的高溫滅菌時,大部分致病菌和致腐菌均能得到抑制。但由于酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的嗜酸、耐熱、產(chǎn)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殺菌過程而存活下來,因此只要環(huán)境條件適當(dāng),就能快速在果汁中生長,影響果汁的風(fēng)味和品質(zhì)。由酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌導(dǎo)致的果汁酸敗事件經(jīng)常發(fā)生,許多研究和調(diào)查結(jié)果表明,酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌廣泛分布于果蔬產(chǎn)品生產(chǎn)和加工全過程中,且在大部分果汁中的含量超標(biāo)。所以酸土脂環(huán)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(chǎn)加工過程中需要嚴(yán)格控制的微生物。芽孢萌發(fā)是細(xì)菌生長和繁殖的重要環(huán)節(jié),同時失去抗性。在酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌代謝時會產(chǎn)生一些酸性物質(zhì),但不會改變果汁本身的酸堿值,只在瓶底顯現(xiàn)出一定的濁度。但菌體在代謝時仍會有些次級代謝產(chǎn)物出現(xiàn),比如2,6-二氯苯酚、鄰甲氧基苯酚和2,6-二溴苯酚,導(dǎo)致果汁發(fā)生腐壞變質(zhì)。
預(yù)測微生物學(xué)是用于預(yù)測微生物對于特定環(huán)境變量反應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,可以有效的管理微生物安全風(fēng)險,它依靠數(shù)據(jù)庫,并結(jié)合計算機來預(yù)測食品中微生物的生長或殘余變化。預(yù)測微生物模型通?？梢苑譃?類,包括一級模型和二級模型。一級模型主要是用來描述時間和微生物的生長數(shù)量之間的關(guān)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(huán)境因素對一級模型中參數(shù)的影響,主要包含平方根模型、響應(yīng)面方程等。
腐壞菌以及一些食源性致病菌在食品生產(chǎn)、加工、儲存和運輸中的變化是預(yù)測微生物學(xué)的重要研究內(nèi)容。微生物生長或死亡的狀況主要是通過微生物預(yù)測模型的構(gòu)建來進(jìn)行預(yù)測的,可為食品質(zhì)量安全提供重要的參考。
目前,國內(nèi)外關(guān)于橙汁中酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長預(yù)測模型的研究相對較少,主要包括平板計數(shù)法、分子生物學(xué)方法、免疫學(xué)方法等,但是這些檢測手段均難以實現(xiàn)生產(chǎn)線上進(jìn)行快速識別預(yù)測及控制。
微生物預(yù)測模型已被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域,但大部分模型是在培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下建立的,不僅操作復(fù)雜,并且耗時費力。因此更需要開發(fā)快速高效的方法來作為微生物預(yù)測模型的數(shù)據(jù)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(xué)指標(biāo)的檢測,并且在檢測過程中不會產(chǎn)生污染,已被廣泛應(yīng)用于食品檢測、微生物研究、藥物分析等多個領(lǐng)域。微生物樣本的近紅外光譜由其結(jié)構(gòu)和組成信息構(gòu)成,因此,樣本的光譜與樣本的組成特性參數(shù)之間有較好的相關(guān)性。
目前,尚未有采用近紅外光譜技術(shù)對橙汁中酸土脂環(huán)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(huán)酸芽孢桿菌的含量,來分析酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌對橙汁品質(zhì)的影響,同時利用近紅外光譜技術(shù),結(jié)合化學(xué)計量學(xué),建立光譜與酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的聯(lián)系。將近紅外光譜預(yù)測的酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌菌落數(shù)作為數(shù)據(jù)來源,通過“一步法”構(gòu)建橙汁中酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的生長預(yù)測模型,并將近紅外光譜獲得預(yù)測菌落數(shù)構(gòu)建的生長模型與平板計數(shù)法構(gòu)建的生長模型進(jìn)行相關(guān)性分析,為橙汁生產(chǎn)加工中酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌的快速識別預(yù)測與控制提供了理論方法和技術(shù)支持,為保障橙汁加工產(chǎn)品和行業(yè)的健康、快速發(fā)展提供了參考。
酸土脂環(huán)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(huán)酸芽孢桿菌在橙汁中的生長規(guī)律,利用近紅外光譜獲取橙汁中酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌含量的信息,采用標(biāo)準(zhǔn)化、多元散射校正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變化、去趨勢化對光譜進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)合化學(xué)計量學(xué),構(gòu)建近紅外光譜與酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌含量預(yù)測模型。利用近紅外光譜分析結(jié)合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計量學(xué)方法描述酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌生長預(yù)測是可行的。