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微生物污染的近红外检测-BXM-30R灭菌器使用

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-10-29 15:34【

0 引言

猕猴桃(奇异果)营养丰富,口感酸甜,具有降 火通便、降低胆固醇、增强免疫系统等保健功效,是 消费者喜爱的滋补水果之一 .陕西省猕猴桃种植 面积和产量居全国第一,以秦岭北麓(周至县、眉县 以及武 功 县 为 主)为 主 产 区,猕 猴 桃 资 源 极 其 丰 富 .随着人们对高质量生活的追求和对服务水平 要求的提 高,鲜 切 果 片 市 场 不 断 壮 大,“水果 捞”、 “水果沙拉”、“鲜果茶”等逐渐流行,发展势头迅猛. 鲜切 果 片 是 以 鲜 果 为 原 材 料,经 过 清 洗、去 皮、切 分、修整、包装、冷藏等加工过程制成的可供即食的 水果加工品.由于猕猴桃的营养、保健价值,鲜切 猕猴桃片备受消费者青睐.

1 材料与方法

1.1 试验原材料与仪器

1.1.1 试验原材料

(1)猕猴桃 陕西省西安市周至县“秦美”猕猴桃,采摘后带 至实验室进行无菌切片处理,置于4 ℃冷藏保存.
(2)主要试剂 氯化钠、胰蛋白胨、酵母浸膏、葡 萄 糖、琼 脂 等 (西安科昊生物工程有限责任公司).
(3)培养基平板计数琼脂培养基:琼脂15.00g,胰蛋白胨 5.00g,葡萄 糖 1.00g,酵母 浸 膏 2.50g,蒸 馏 水营养培养液:氯化钠5.00g,牛肉膏3.00g,蛋 白胨10.00g,蒸馏水1000mL; 生理盐水:氯化钠8.50g,蒸馏水1000mL.

1.1.2 主要仪器

VECTOR22/N 型傅里叶近红外光谱仪(德国 布鲁克 公 司);JM-B20001型电 子 天 平(余 姚 市 纪 铭称重校 验 设 备 有 限 公 司);HPX-9162MBE 型油 电两 用 恒 温 培 养 箱 (常 州 润 华 电 器 有 限 公 司); 九州网址YXQ-LS-18SI自控型手提式灭菌器(上海博讯);JH-2S型超净工作台(西安太康生物科技有限公司)等.

1.2 试验方法

1.2.1 鲜切猕猴桃样品制备

将新鲜猕猴桃用无菌水洗净,滤纸沥 干,在 超 净工作台中进行去皮.无菌水对去皮果实冲洗2~3 次,滤纸沥干.在超净工作台中用无菌小刀将猕猴 桃切成约5mm 薄片(约10g/片),装入 无 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 进 行 近 红 外 光 谱 扫 描 和 菌 落 总 数 测 定,共 进 行 5 次 实 验 (第 0、3、6、9、 12天取 样).

1.2.2 菌落总数测定

菌落总数是判断微生物污染水平的关键依据, 因此,可通过测定鲜切猕猴桃片4℃冷藏过程中微 生物总数的变化来衡量冷藏过程中的微生物污染 水平 .从两个自封袋中各取10g样品 分 别 置 于 盛有90mL无菌生理盐水的烧杯中,摇动烧杯3~ 5分钟,制成1∶10样品均液,上述操 作 在 超 净 工 作台中进行.通过预实验得到微生物总数检测的样 品稀 释 倍 数 分 别 为 102 和 103 (0d)、103 和 104 (3d)、105 和106 (6d)、106 和107 (9d)、107 和 108 (12d),取500μL 稀释 液 于 平 皿 内,摇 匀,然 后 向 平皿倾注琼脂培养基,待培养基凝固后将所有培养 皿置于37 ℃下培养48h后取出计数.每个稀释梯 度样品作3次平行,测定结果以lg(CFU/g)表示. 样品匀液稀 释 方 法、测 定 步 骤 及 计 数 方 法 均 参 照 《食 品 卫 生 微 生 物 学 检 验 菌 落 总 数 测 定 》(GB 4789.2-2016)进行.

1.2.3 近红外光谱采集

从两个无菌袋中各取12片猕猴桃直接进行近 红外光谱扫描.采 集 近 红 外 光 谱 的 仪 器 参 数 如 下: 固定光纤探头;波数范围12000~4000cm-1;分 辨率8cm-1;扫描次数64次 .对每个猕猴桃 片 样品前、中、后位置分别进行扫描,对不同扫描位置 的近红外光谱进行平均后得到每个样本的代表性 近红外光谱图 .

1.2.4 微生物污染水平定量检测模型建立及优化

为了利用近红外光谱检测信号对鲜切猕猴桃 片4℃冷藏过程中微生物污染水平进行预测,采用 PLSR方法将菌落总数对数值lg(CFU/g)与光谱 检测信号值进行拟合.采用光谱分析软件 OPUS7. 0(德国布鲁克公司),从中启动定量分析2软件包, 按窗口指示添加样品组分为菌落总数,并添加近红 外光谱数据及稀释平板法测定的菌落总数真实值, 并将所有光 谱 随 机 分 为 校 正 集 和 检 验 集(校正 集∶检验集=90∶30,各取样时间点24个重复样 品中随机选取18个样品作为校正集(18×5)进行 模型建立,剩余6个样品作为预测集(6×5)进行 模型性能 预 测.为了提高所建模型的准确性与精 度,通过留一交互验证法(LOOCV)对校正集进行 建模).利用软件包的自动优化功能,对原始光谱分 别进行了减去一条直线、矢量归一化、求导等11种 预处理后得到 优 化 光 谱 信 息.选择最佳波段范围、 最佳光谱预处理方式和最佳主成分维数,并剔除异 常光谱数据,将这 些 优 化 值 作 为 检 验 参 数 并 不 断调试,最后选择最优参数建立基于近红外光谱的 4 ℃冷藏条件下鲜切 猕 猴 桃 片 微 生 物 污 染 水 平 快 速检测模型.

2 结果与讨论

2.1 鲜切猕猴桃片冷藏过程中菌落总数测定结果

与分析 图1为鲜切猕猴桃片4℃冷藏过程中菌落总数 随冷藏时间延长的变化情况,可看出冷藏12天后猕 猴桃片中菌落总数从2.969±0.016lg(CFU/g)增加 至7.357±0.214lg(CFU/g).方差分析结果显示不同 冷藏时间下鲜切猕猴桃片菌落总数差异显著(P < 0.05),表明冷藏时间对鲜切猕猴桃片菌落总数有显 著影响.多重比较结果进一步表明各冷藏天数间鲜 切猕猴桃片菌落总数差异显著(P<0.05).鲜切猕猴 桃片在4℃冷藏12天的过程中菌落总数随着冷藏 时间持续呈现快速上升趋势,这可能是因为猕猴桃 切片过程中污染的嗜温菌被低温抑制,而污染的嗜 冷菌如李斯特菌、假单胞菌及耶氏菌等在4 ℃下仍 能存活且在较短时间内调整新陈代谢途径以适应低 温环境,并利用猕猴桃片营养成分快速繁殖,使菌落 总数呈快速上升趋势 .0~3天菌落总数增速较3 ~9天增速缓慢可能因为此时间阶段处在嗜冷菌的 适应期.随着冷藏时间延长,鲜切猕猴桃片中嗜冷菌 快速繁殖并分泌蛋白酶、脂肪酶等分解酶,通过酶解 作用导致猕猴桃片组织腐烂程度加重,汁液流失增 多,逐渐失去光泽` .有研究指出新鲜果蔬菌落数 应不超过5.0lg(CFU/g),故在本研究中,4 ℃冷藏6天后鲜切猕猴桃片开始腐败变质, 失去食用价值.

2.2 近红外原始吸收图谱分析

图2为4 ℃冷藏条件下鲜切猕猴桃片样品全 波数范围(4000~12000cm-1)内的 近 红 外 原 始 吸收光谱图.可 以 看 出,鲜 切 猕 猴 桃 片 在 各 检 测 时 间的光谱峰形大致相同,整体趋势类似,可能是因 为所制备的鲜 切 猕 猴 桃 片 均 为 同 品 种、同 批 次.在 扫描波数范围4000~12000cm-1内包含非常丰 富的光谱吸收信息,在10220cm-1、9340cm-1、 8375cm-1、7900cm-1、6945cm-1、5940cm-1、 5160cm-1等处可观察到明显的波谷或波峰形成. 随着光谱曲线的增多,不同冷藏时间鲜切猕猴桃片 的近红外光谱重合交叉比较严重,较难直接从光谱 曲线中区分不同冷藏时间的猕猴桃片.


3 结论

本研究基于傅里叶变换近红外光谱技术与偏 最小二乘回 归 建 模 方 法 的 结 合,对 鲜 切 猕 猴 桃 片 4 ℃冷藏过程中微生物污染水平变化进行定量分 析,同时建立鲜切猕猴桃片4℃冷藏过程中微生物 污染水平变化近红外快速检测模型.建立模型的最 佳预处理方 法 为 减 去 一 条 直 线,最 佳 波 数 范 围 为 9403.2~4246.5cm-1.最佳 模 型 验 证 结 果 显 示: RP 2=95.81,预测值与真值相 关性高;RMSEP = 0.389,误差 在 可 接 受 范 围;RPD=4.7(>3),验证 模型可靠,可用该模型进行预测;残差分布均匀,检 验集光 谱 残 差 平 方 和 为0.125(<0.2),预测 性 能 强.所得模型可对鲜切猕猴桃片4 ℃冷藏过程中微 生物污染水平变化进行有效识别.该模型可用于鲜 切猕猴桃片4 ℃冷藏过程中微生物污染水平变化 无损、快速检测,实现对鲜切猕猴桃片4 ℃冷藏过 程中品质变化进行可靠的实时动态监控,但由于模 型对样品的品种、批次等高要求,在实际应用中仍 需针对具体情况对模型进行不断的调试以达到检 测目的.

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