(ii)非熱滅活實驗
生成了一個新的包含96條非熱滅活曲線的數據集,其中a_w是抑制因子,在所有可能的幾種溫度(12、16、21和25°C)、pH值(4、5和6)、a_w值(0.90和0.94)和乳酸濃度(5,000、10,000、20,000和45,000 ppm)組合下進行。TSB根據實驗設計調節并在接種約10^8 CFU/ml的大腸桿菌O103:H25或大腸桿菌O157:H7前保持在目標溫度。在適當的時間間隔,樣品鋪板于胰蛋白酶大豆瓊脂(TSA;Oxoid);平板在37°C培養48小時。選擇延長的培養時間而不是傳統的24小時,是因為37°C可能不是應激細菌恢復和后續菌落形成的最適溫度。盡管有此預防措施,絕對菌落計數可能受到影響。然而,假設恢復環境對滅活過程所有采樣時間的絕對計數具有相同影響,因此種群滅活速率的估計不應受恢復條件的顯著影響。但這未經實驗證明,可能是細菌滅活復雜性和缺乏線性的原因之一。
(iii)生長/無生長實驗
生成了兩個新的數據集。第一個數據集用于評估在288種條件下生長的能力,這些條件由幾種溫度(10、16和20°C)、pH值(4.8、5.1、5.4、5.7、6.0和6.3)、a_ws(0.94、0.95、0.96和0.97)和乳酸濃度(5,000、10,000、20,000和45,000 ppm)組合而成。TSB經調節并設定至目標溫度。將225μl體積分裝到Bioscreen微孔板中,并用25 ul 100倍稀釋的大腸桿菌O103:H25接種。在第二個數據集中,評估了大腸桿菌在144種條件下生長的能力,這些條件由更寬的溫度范圍(10、16、20和25°C)和更高的a_ws(0.96和0.99)與第一個數據集相同的pH值和乳酸濃度組合而成。TSB按上述制備,并用25μl等量混合的100倍稀釋的大腸桿菌O103:H25培養物和100倍稀釋的大腸桿菌O157:H7 218培養物接種。
板邊緣用250μl無菌TSB或225μl TSB接種25μl 100倍稀釋的大腸桿菌填充,以跟蹤TSB中的正常生長。在接種時以及隨后每天在600 nm下進行光密度測量(Bioscreen C生長曲線分析儀),持續最多33天。將微孔板儲存在塑料盒中以避免液體蒸發,并在目標溫度下培養。每個菌株和環境條件組合至少記錄兩個重復。
(iv)在中試工廠制造FRMS
香腸生產在生物安全3級實驗室中進行,如先前所述。使用的“挪威香腸”配方如下(每公斤克數):牛肉378.5;豬肉378.5;豬背脂肪200;葡萄糖40;亞硝酸鈉0.08;抗壞血酸0.5;香腸香料(商業預混料)3。按制造商說明添加LS-25 Starter培養物(Gewurzmiller,Germany)。切碎和混合后,在灌裝到纖維腸衣(直徑70 mm)制成約500至700克的香腸前,將約10^8 CFU/g的大腸桿菌O157:H7 218Rif與Starter培養物輕輕混合。為了覆蓋所有采樣(每次采樣1根香腸),每批至少制作10根香腸。灌裝時肉糜溫度為-2至0°C。香腸在環境溫濕度下調節約2小時,然后轉移到氣候室。氣候室中的溫度和相對濕度(RH)方案如下:24°C和94%RH下3天,18°C和85%RH下3天,17°C和81%RH下4天,以及15°C和75%RH下17天(表1)。通過自動溫度記錄裝置(Termometerfabriken Viking AB,Eskilstuna,Sweden)監測香腸內部溫度。對于上述方案的四個階段,實際內部溫度平均分別為24.2°C、18.6°C、17.0°C和14.2°C,偏差為±0.4°C。
代表典型“瑞典mettwurst”型香腸的肉糜直接從瑞典香腸工廠冷凍交付(未提供確切配方)。
如上述所述,在灌裝和稱重前,將大腸桿菌O157:H7 218Rif和Starter培養物(FSC 111;Chr.Hansen A/S,Denmark)混合到肉糜中。氣候室中的溫度和RH方案為:19至21°C和40至50%RH下24小時,22°C和70%RH下3天,20°C和60%RH下2天,以及16°C和60%RH下4天(表1)。實際內部溫度平均分別為20°C、22.4°C、20.7°C和15.7°C±0.4°C。成品香腸真空包裝并在4°C黑暗儲存。
為了研究發酵溫度和儲存條件的影響,用約10^7 CFU/g等量混合的大腸桿菌O157:H7 218Rif和大腸桿菌O103:H25 Rif接種挪威香腸。溫度方案為24°C或34°C下3天,18°C下3天,17°C下7天,以及15°C下7天(表1)。成品真空包裝并在不同溫度(12、16、21或25°C)下儲存最多66天(表1)。
在適當的采樣時間,取出一整根香腸;將10克香腸中段與90毫升0.4%蛋白水在拍擊式均質器中混合。使用Aqualab儀器(Decagon Devices,Pullman,WA)根據制造商說明分析水分活度。在拍擊式均質器的水相中測量pH值。乳酸濃度由商業分析實驗室(Eurofins Norge,Moss,Norway)測定。樣品鋪板于含有100μg/ml利福平(Sigma-Aldrich,Norway)的TSA平板(Oxoid)上。
(v)參數估計
需要時,通過將Baranyi和Roberts模型擬合生長曲線來估計最大比生長速率,而熱和非熱比滅活速率則從滅活曲線線性部分的斜率估計,該曲線表示為濃度自然對數對時間的關系。
在溫度大于約47°C時,溫度本身對大腸桿菌表現出致死效應,并且溫度對大腸桿菌滅活的影響發生急劇變化,這需要開發熱滅活模型。因此,開發了一個熱滅活模型來描述溫度對大腸桿菌的致死效應。為此,將ComBase中報告的49°C至55°C溫度范圍和pH 7下測量的38個熱滅活速率與薩拉米香腸在相同溫度和pH下報告的結果進行了比較。在后者的研究中,在49至62°C之間的幾種熱處理下,大腸桿菌O157:H7在pH 4.4和4.8的pepperoni中的響應被量化。在pH 4.8的薩拉米香腸中觀察到最大的耐熱性。該數據集用于擬合熱滅活模型參數(表2)。
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