生鲜鸭肉产品菌群结构变化研究与微生物预测模型构建

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近年来生鲜鸭肉在市场上逐渐受到重视,拥有巨大的市场潜力及良好的发展前景。由于在宰杀、加工及运输过程中微生物的污染,以及实际生产中冷链建设的不完善,同时鸭肉中丰富的营养物质为微生物生长提供了良好的物质基础,共同导致了生鲜鸭肉品质的劣变,甚至腐败变质而造成食品安全性问题。本研究基于实际加工贮运环境,开展生鲜鸭肉产品品质变化及微生物菌群结构变化规律研究,明晰评价生鲜鸭肉产品品质更加有效的指示性指标和优势腐败菌,基于荧光定量PCR检测技术构建鸭肉中荧光假单胞菌的快速检测方法,在此基础上进一步构建冷藏期间微生物生长预测模型,以期为生鲜鸭肉产品品质控制技术开发、微生物快速检测和监控提供理论支撑。主要研究结果如下:(1)开展生鲜鸭肉产品冷藏期间品质变化研究。基于企业实际生产加工及物流运输的条件,开展减菌处理和未减菌处理的两组生鲜鸭肉产品在冷藏期间的品质变化规律研究,结果表明:生鲜鸭肉产品冷藏期间随着贮藏时间的延长感官评分显著下降,菌落总数和TVB-N增加,鸭肉整体色差未出现明显变化,p H值波动较小;基于微生物评价标准,未减菌组和减菌组产品分别在第9 d和第15 d达到限量标准;产品加工过程中的减菌处理可较好的抑制生鲜产品贮藏期间品质劣变。综合分析各品质指标及其指标间的相关性,假单胞菌和乳酸菌可作为评价生鲜鸭肉产品品质更加有效的指示性指标。(2)基于高通量测序技术开展生鲜鸭肉产品加工阶段及贮藏期间菌群结构的变化研究。结果表明,加工阶段的分割操作增加了鸭肉中微生物的污染,致使样本中微生物群落丰富度及多样性明显增加;但二氧化氯和曲酸联合减菌处理降低了样本的物种丰富度及多样性,改变了鸭肉中菌群结构,显示了良好的杀菌效果。冷链运输中产品的物种丰富度明显增加,指示了短暂的运输过程中仍然有嗜冷菌生长。不动杆菌属、水栖菌属和金黄杆菌属是未处理的生鲜鸭肉胴体中优势菌群,不动杆菌属、假单胞菌属和环丝菌属是包装完成后的鸭肉中优势菌群。加工手段的差异对冷藏期间产品中的菌群结构也存在较大影响,冷藏前期未减菌组产品中主要菌群分属于厚壁菌门和变形菌门,主要为不动杆菌属和乳酸球菌属;减菌组产品中厚壁菌门成为优势菌门,主要为乳杆菌目的魏斯氏菌属。加工手段的差异对冷藏后期鸭肉产品中菌群结构的影响较小,贮藏后期减菌组和未减菌组的鸭肉中优势菌群均为肉食杆菌属和乳球菌属。通过基因功能预测分析发现,碳水化合物代谢和氨基酸代谢是冷鲜鸭肉产品中主要的代谢途径。(3)基于荧光定量PCR检测技术构建鸭肉中荧光假单胞菌的快速检测方法。通过荧光定量PCR技术体系优化,特异性验证,标准曲线构建,扩增效率计算及最低检测限测定,以及对PCR体系进行验证和评价。结果表明:所构建的体系具有较好的扩增效率,特异性好;在一定误差范围内,所建立的荧光假单胞菌快速检测方法可以应用于生鲜鸭肉中;纯培养和人工接种两种方法构建标准曲线的R2分别为0.994和0.992,扩增效率分别为108%和105%,具有良好的线性关系及扩增效率,体系最低检测限为102 CFU/g。利用构建的快速检测方法对冷藏期间生鲜鸭肉产品中的荧光假单胞菌进行检测,未减菌组产品中有荧光假单胞菌检出,其数量随贮藏时间的延长而逐渐增加;减菌组产品中未检测出荧光假单胞菌。(4)生鲜鸭肉产品贮藏期间微生物生长预测模型的构建。采用修正的Gompertz模型构建了生鲜鸭肉产品中假单胞菌、乳酸菌和荧光假单胞菌在4℃、10℃、15℃、20℃、25℃条件下的一级生长模型,使用Belehradek模型和非线性阿伦尼乌斯方程分别描述温度对最大比生长速率和延滞期的影响。结果显示:构建的一级生长模型能够较好的反映假单胞菌、乳酸菌和荧光假单胞菌在4-25℃温度下的生长情况,二级生长模型可较好的描述温度对μmax和λ的影响。模型参数分析结果表明,生鲜鸭肉产品中假单胞菌、乳酸菌和荧光假单胞菌在低温环境下生长受到明显抑制,随着贮藏温度的升高,其最大比生长速率逐渐增大,延滞期逐渐减小;减菌处理延长了鸭肉中假单胞菌的延滞期,而鸭肉中乳酸菌的延滞期明显低于假单胞菌。进一步在假单胞菌、乳酸菌和荧光假单胞菌生长模型的基础上构建了生鲜鸭肉产品的货架期预测模型。
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