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    微生物污染的近紅外檢測-BXM-30R滅菌器使用

    返回列表 來源:未知 發布日期:2019-10-29 15:34【

    0 引言

    獼猴桃(奇異果)營養豐富,口感酸甜,具有降 火通便、降低膽固醇、增強免疫系統等保健功效,是 消費者喜愛的滋補水果之一 .陜西省獼猴桃種植 面積和產量居全國第一,以秦嶺北麓(周至縣、眉縣 以及武 功 縣 為 主)為 主 產 區,獼 猴 桃 資 源 極 其 豐 富 .隨著人們對高質量生活的追求和對服務水平 要求的提 高,鮮 切 果 片 市 場 不 斷 壯 大,“水果 撈”、 “水果沙拉”、“鮮果茶”等逐漸流行,發展勢頭迅猛. 鮮切 果 片 是 以 鮮 果 為 原 材 料,經 過 清 洗、去 皮、切 分、修整、包裝、冷藏等加工過程制成的可供即食的 水果加工品.由于獼猴桃的營養、保健價值,鮮切 獼猴桃片備受消費者青睞.

    1 材料與方法

    1.1 試驗原材料與儀器

    1.1.1 試驗原材料

    (1)獼猴桃 陜西省西安市周至縣“秦美”獼猴桃,采摘后帶 至實驗室進行無菌切片處理,置于4 ℃冷藏保存.
    (2)主要試劑 氯化鈉、胰蛋白胨、酵母浸膏、葡 萄 糖、瓊 脂 等 (西安科昊生物工程有限責任公司).
    (3)培養基平板計數瓊脂培養基:瓊脂15.00g,胰蛋白胨 5.00g,葡萄 糖 1.00g,酵母 浸 膏 2.50g,蒸 餾 水營養培養液:氯化鈉5.00g,牛肉膏3.00g,蛋 白胨10.00g,蒸餾水1000mL; 生理鹽水:氯化鈉8.50g,蒸餾水1000mL.

    1.1.2 主要儀器

    VECTOR22/N 型傅里葉近紅外光譜儀(德國 布魯克 公 司);JM-B20001型電 子 天 平(余 姚 市 紀 銘稱重校 驗 設 備 有 限 公 司);HPX-9162MBE 型油 電兩 用 恒 溫 培 養 箱 (常 州 潤 華 電 器 有 限 公 司); 博迅YXQ-LS-18SI自控型手提式滅菌器(上海博訊);JH-2S型超凈工作臺(西安太康生物科技有限公司)等.

    1.2 試驗方法

    1.2.1 鮮切獼猴桃樣品制備

    將新鮮獼猴桃用無菌水洗凈,濾紙瀝 干,在 超 凈工作臺中進行去皮.無菌水對去皮果實沖洗2~3 次,濾紙瀝干.在超凈工作臺中用無菌小刀將獼猴 桃切成約5mm 薄片(約10g/片),裝入 無 菌 自 封 袋 中 (24 片/包 ×10 包 =240 片),置 于 4 ℃ 冷 藏12天.每3天 取 2 包 進 行 近 紅 外 光 譜 掃 描 和 菌 落 總 數 測 定,共 進 行 5 次 實 驗 (第 0、3、6、9、 12天取 樣).

    1.2.2 菌落總數測定

    菌落總數是判斷微生物污染水平的關鍵依據, 因此,可通過測定鮮切獼猴桃片4℃冷藏過程中微 生物總數的變化來衡量冷藏過程中的微生物污染 水平 .從兩個自封袋中各取10g樣品 分 別 置 于 盛有90mL無菌生理鹽水的燒杯中,搖動燒杯3~ 5分鐘,制成1∶10樣品均液,上述操 作 在 超 凈 工 作臺中進行.通過預實驗得到微生物總數檢測的樣 品稀 釋 倍 數 分 別 為 102 和 103 (0d)、103 和 104 (3d)、105 和106 (6d)、106 和107 (9d)、107 和 108 (12d),取500μL 稀釋 液 于 平 皿 內,搖 勻,然 后 向 平皿傾注瓊脂培養基,待培養基凝固后將所有培養 皿置于37 ℃下培養48h后取出計數.每個稀釋梯 度樣品作3次平行,測定結果以lg(CFU/g)表示. 樣品勻液稀 釋 方 法、測 定 步 驟 及 計 數 方 法 均 參 照 《食 品 衛 生 微 生 物 學 檢 驗 菌 落 總 數 測 定 》(GB 4789.2-2016)進行.

    1.2.3 近紅外光譜采集

    從兩個無菌袋中各取12片獼猴桃直接進行近 紅外光譜掃描.采 集 近 紅 外 光 譜 的 儀 器 參 數 如 下: 固定光纖探頭;波數范圍12000~4000cm-1;分 辨率8cm-1;掃描次數64次 .對每個獼猴桃 片 樣品前、中、后位置分別進行掃描,對不同掃描位置 的近紅外光譜進行平均后得到每個樣本的代表性 近紅外光譜圖 .

    1.2.4 微生物污染水平定量檢測模型建立及優化

    為了利用近紅外光譜檢測信號對鮮切獼猴桃 片4℃冷藏過程中微生物污染水平進行預測,采用 PLSR方法將菌落總數對數值lg(CFU/g)與光譜 檢測信號值進行擬合.采用光譜分析軟件 OPUS7. 0(德國布魯克公司),從中啟動定量分析2軟件包, 按窗口指示添加樣品組分為菌落總數,并添加近紅 外光譜數據及稀釋平板法測定的菌落總數真實值, 并將所有光 譜 隨 機 分 為 校 正 集 和 檢 驗 集(校正 集∶檢驗集=90∶30,各取樣時間點24個重復樣 品中隨機選取18個樣品作為校正集(18×5)進行 模型建立,剩余6個樣品作為預測集(6×5)進行 模型性能 預 測.為了提高所建模型的準確性與精 度,通過留一交互驗證法(LOOCV)對校正集進行 建模).利用軟件包的自動優化功能,對原始光譜分 別進行了減去一條直線、矢量歸一化、求導等11種 預處理后得到 優 化 光 譜 信 息.選擇最佳波段范圍、 最佳光譜預處理方式和最佳主成分維數,并剔除異 常光譜數據,將這 些 優 化 值 作 為 檢 驗 參 數 并 不 斷調試,最后選擇最優參數建立基于近紅外光譜的 4 ℃冷藏條件下鮮切 獼 猴 桃 片 微 生 物 污 染 水 平 快 速檢測模型.

    2 結果與討論

    2.1 鮮切獼猴桃片冷藏過程中菌落總數測定結果

    與分析 圖1為鮮切獼猴桃片4℃冷藏過程中菌落總數 隨冷藏時間延長的變化情況,可看出冷藏12天后獼 猴桃片中菌落總數從2.969±0.016lg(CFU/g)增加 至7.357±0.214lg(CFU/g).方差分析結果顯示不同 冷藏時間下鮮切獼猴桃片菌落總數差異顯著(P < 0.05),表明冷藏時間對鮮切獼猴桃片菌落總數有顯 著影響.多重比較結果進一步表明各冷藏天數間鮮 切獼猴桃片菌落總數差異顯著(P<0.05).鮮切獼猴 桃片在4℃冷藏12天的過程中菌落總數隨著冷藏 時間持續呈現快速上升趨勢,這可能是因為獼猴桃 切片過程中污染的嗜溫菌被低溫抑制,而污染的嗜 冷菌如李斯特菌、假單胞菌及耶氏菌等在4 ℃下仍 能存活且在較短時間內調整新陳代謝途徑以適應低 溫環境,并利用獼猴桃片營養成分快速繁殖,使菌落 總數呈快速上升趨勢 .0~3天菌落總數增速較3 ~9天增速緩慢可能因為此時間階段處在嗜冷菌的 適應期.隨著冷藏時間延長,鮮切獼猴桃片中嗜冷菌 快速繁殖并分泌蛋白酶、脂肪酶等分解酶,通過酶解 作用導致獼猴桃片組織腐爛程度加重,汁液流失增 多,逐漸失去光澤` .有研究指出新鮮果蔬菌落數 應不超過5.0lg(CFU/g),故在本研究中,4 ℃冷藏6天后鮮切獼猴桃片開始腐敗變質, 失去食用價值.

    2.2 近紅外原始吸收圖譜分析

    圖2為4 ℃冷藏條件下鮮切獼猴桃片樣品全 波數范圍(4000~12000cm-1)內的 近 紅 外 原 始 吸收光譜圖.可 以 看 出,鮮 切 獼 猴 桃 片 在 各 檢 測 時 間的光譜峰形大致相同,整體趨勢類似,可能是因 為所制備的鮮 切 獼 猴 桃 片 均 為 同 品 種、同 批 次.在 掃描波數范圍4000~12000cm-1內包含非常豐 富的光譜吸收信息,在10220cm-1、9340cm-1、 8375cm-1、7900cm-1、6945cm-1、5940cm-1、 5160cm-1等處可觀察到明顯的波谷或波峰形成. 隨著光譜曲線的增多,不同冷藏時間鮮切獼猴桃片 的近紅外光譜重合交叉比較嚴重,較難直接從光譜 曲線中區分不同冷藏時間的獼猴桃片.


    3 結論

    本研究基于傅里葉變換近紅外光譜技術與偏 最小二乘回 歸 建 模 方 法 的 結 合,對 鮮 切 獼 猴 桃 片 4 ℃冷藏過程中微生物污染水平變化進行定量分 析,同時建立鮮切獼猴桃片4℃冷藏過程中微生物 污染水平變化近紅外快速檢測模型.建立模型的最 佳預處理方 法 為 減 去 一 條 直 線,最 佳 波 數 范 圍 為 9403.2~4246.5cm-1.最佳 模 型 驗 證 結 果 顯 示: RP 2=95.81,預測值與真值相 關性高;RMSEP = 0.389,誤差 在 可 接 受 范 圍;RPD=4.7(>3),驗證 模型可靠,可用該模型進行預測;殘差分布均勻,檢 驗集光 譜 殘 差 平 方 和 為0.125(<0.2),預測 性 能 強.所得模型可對鮮切獼猴桃片4 ℃冷藏過程中微 生物污染水平變化進行有效識別.該模型可用于鮮 切獼猴桃片4 ℃冷藏過程中微生物污染水平變化 無損、快速檢測,實現對鮮切獼猴桃片4 ℃冷藏過 程中品質變化進行可靠的實時動態監控,但由于模 型對樣品的品種、批次等高要求,在實際應用中仍 需針對具體情況對模型進行不斷的調試以達到檢 測目的.

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