有机酸对主要食源性病原在猪肉和虾仁中的灭活动力学研究

摘要

微生物广泛存在于食品加工环境，也可以因动物养殖期间的隐性感染而进入食物链，因此食品原料或加工食品如果缺乏有效的控制措施，难免会受到包括致病菌在内的多种微生物的污染。随着超市的发展，包括动物性食品在内的冷藏食品有逐渐大众化的趋势，那么受微生物污染的食品，在冷藏或储运期间可能会因微生物增殖存在严重的安全隐患。因此，探寻安全、有效的食品防腐保鲜技术尤为必要。有机酸作为一种良好的食品风味改良剂或酸度调节剂被人们所熟知，但其作为抑菌保鲜剂却应用得极其有限，尤其在畜禽肉类制品和水产品加工领域，国内几乎未见报道。
　　 本研究旨在:(1)比较三种允许作为食品添加剂的有机酸（醋酸、乳酸和柠檬酸）对主要食源性病原菌的抑制能力;(2)建立其在冷鲜猪肉和虾仁中的灭活动力学模型;(3)探明乳酸及柠檬酸喷淋对冷鲜肉表面污染菌的抑制效应，为指导有机酸应用于畜禽屠宰及水产品加工过程中的抑菌保鲜提供理论依据;(4)初步探明单增李斯特菌毒力调控基因prfA和应激调控基因sigB对其抗酸能力的影响。
　　 通过测定单增李斯特菌、肠炎沙门氏菌、致病性大肠杆菌O157∶H7和副溶血弧菌在生理盐水、冷鲜猪肉或新鲜虾仁中经不同浓度有机酸溶液浸泡处理10min后的存活率，得出结论:副溶血弧菌对有机酸最敏感，肠炎沙门氏菌和大肠杆菌O157∶H7对有机酸的敏感性差异不大，而单增李斯特菌对有机酸呈现较强耐受性。
　　 有机酸处理病原菌常呈现倒“S”型曲线，若将存活率P经In[P/(1-P)]转换成logit(P)，与有机酸浓度之间的线性拟合度良好。通过拟合方程计算有机酸的50％和90％有效抑菌浓度（EC50和EC90）。结果表明:等摩尔浓度的有机酸之间比较，柠檬酸的抑菌能力最强，乳酸次之，醋酸最弱。食品基质对有机酸的抑菌作用存在显著影响，在食品基质中抑菌所需要的有效酸浓度远远高于生理盐水中的结果。尤其是副溶血弧菌，虾仁中乳酸与柠檬酸的有效抑菌浓度(EC50或EC90)是生理盐水中浓度的170-190倍，醋酸的浓度比其在生理盐水中的浓度高出80倍以上。有机酸在猪肉表面所需的有效抑菌浓度比在生理盐水中高4-12倍。此外，通过检测乳酸及柠檬酸喷淋对冷鲜肉表面污染菌的抑制效应发现，质量体积比同为2.5％(m/v)的乳酸相对柠檬酸表现出更高的抑菌能力。
　　 以单增李斯特菌参考株10403S为亲本，分别构建prfA、sigB基因单缺失株及双缺失株，比较了亲本株与突变株在低pH环境下的存活能力和对肠上皮细胞Caco-2的黏附侵袭力:①亲本株10403S及prfA、sigB基因缺失株在pH2.5的BHI液体培养基和pH2.5的人工胃液环境中存活率趋势一致，均表现为:10403S＞10403S-ΔprfA＞10403S-ΔsigB＞10403S-ΔprfAΔsigB;②处于不同生长阶段的细菌对酸环境耐受力不同，对数期的细菌较之稳定期对酸性环境更为敏感;③亲本株10403S的黏附力和侵袭力最高，10403S-ΔprfA次之，10403S-ΔsigB和10403S-ΔprfAΔsigB差异不显著，但较之亲本株和ΔprfaA突变株，sigB基因缺失后的菌株黏附侵袭水平明显下降。由此可知:prfA、sigB基因的缺失会导致单增李斯特菌抗酸能力及其对细胞的黏附侵袭力明显减弱，且缺失sigB基因影响更为显著。
　　 上述研究结果为指导有机酸应用于畜禽屠宰及水产品加工过程中的抑菌保鲜提供了较为充足的理论基础。单增李斯特菌抗酸能力与毒力相关基因prfA、应激相关基因sigB之间的研究对进一步揭示单增李斯特菌的致病机理具有一定参考价值。

目录

声明

课题来源

摘要

第一部分 文献综述

第一章 冷鲜猪肉和水产品中主要病原微生物污染与食源性疾病

1 冷鲜猪肉中主要病原微生物污染

2．水产品中副溶血弧茵污染与流行特征

3．主要食源性疾病爆发事件

第二章 有机酸作为食品防腐保鲜剂的研究与应用

1．允许作为食品添加剂的有机酸

2．有机酸抑菌机理

3．有机酸应用领域

第三章 预测微生物学模型研究进展

1．数学建模理论

2．病原微生物灭活模型研究

第二部分 试验研究

第四章 有机酸对猪肉和虾仁中主要食源性病原的灭活模型

1．材料

2．方法

3．结果

4．讨论

第五章 prfA与sigB对单核细胞增多性李斯特菌抗酸能力影响的初步探究

1．材料

2．方法

3．结果

4．讨论

参考文献

致谢