猪肉解冻中损伤型气单胞菌的检测及修复机制

论文摘要

冷冻肉是国家调节肉制品市场的重要手段之一，是肉类产品在进出口贸易和国内地区间流通的主要产品形态，也是各种肉类加工企业的原料。冷冻肉解冻后的安全以微生物影响最为显著。肉类经过包括冷冻在内处理后，一部分微生物会死亡，一部分可能存活，另一部分可能会亚损伤。肉类中的微生物经过冷冻冷藏处理后，可遭受不同程度的亚致死性损伤而成为损伤菌，损伤菌在适宜的条件下（如解冻）可进行修复，重新具有正常未损伤细菌的生理生化特性，恢复其对选择性物质的耐受性，可重新具有产毒、致病性。传统检测微生物方法假阴性较高，易于对失活和残存两类微生物计数，而亚损伤一类微生物很难在选择性培养基上生长，常被归入失活类型而被忽略。因此，研究细菌的损伤种类来确定有效的修复损伤细胞并将其检测出的方法是非常重要的。同时，确定微生物的冷冻损伤机理可为更好的检测损伤型微生物提供理论依据。本论文重点研究解冻猪肉中的优势腐败菌之一的气单胞菌，用固体和液体两种修方法对损伤型气单胞菌进行优化检测；引入预测微生物学方法探讨猪肉解冻过程损伤型气单胞菌失活模型的构建；在细胞膜和细胞质水平上对冷冻损伤的气单胞菌进行损伤和修复机理开展初步分析，从而完善气单胞菌损伤模型的理论体系，为冷冻导致的气单胞菌亚致死状态的检测提供理论支持，并指导肉类工业安全生产。本研究主要内容和结果如下：（1）猪肉解冻过程中损伤型气单胞菌检测的检测通过固体、液体修复方法的比较，得出以含0.6%酵母浸膏的胰酪胨大豆琼脂（TSAYE）为损伤修复培养基，气单胞菌的修复培养基中分别添加1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的NaCl，应用SPSS17.0软件分析不同的选择培养基计数的差异显著性，经差异显著性分析得出TSAYE+1.5%NaCl为损伤培养基并用于后续研究。损伤气单胞菌的数量以TSAYE的菌落数与损伤培养基TSAYE+1.5%NaCl的菌落数之差来计数。（2）猪肉解冻过程损伤菌失活模型的构建将猪肉在25℃解冻过程以修复与损伤培养基进行计数，测定此过程气单胞菌的生长曲线，由DPS9.50软件分析不同曲线的显著性确定损伤气单胞菌的修复时间大约为75min。用Origin8.0软件模拟损伤菌的失活曲线，应用判定系数（R2）（通过拟合软件得出）、预测标准误差（standard error of prediction, SEP）和均方误差（mean square error, MSE）评定模型得出其失活符合Polynomial模型（R2=0.9973）及Boltzmann模型（R2=0.9884），本研究通过模型的检验选择Polynomial模型拟合损伤型气单胞菌的失活过程。（3）冷冻处理导致气单胞菌损伤的机理研究为了进一步了解冷冻导致气单胞菌的损伤类型和修复的机理，对冷冻损伤的气单胞菌进行细胞膜和细胞质水平上的分析。利用冷冻损伤菌体离心后上清液中260nm及280nm吸光度值的改变及核酸、肽聚糖及ATP等物质合成代谢抑制作用的实验来初步探讨冷冻损伤气单胞菌的结构及代谢的损伤。结果表明冷冻损伤气单胞菌的细胞膜通透性发生改变，致使其对1.5%NaCl敏感。DNA及肽聚糖等大分子物质的合成并未遭到破坏，RNA和ATP的合成受到抑制。本课题研究了猪肉解冻过程中损伤型气单胞菌的检测，失活模型的构建以及气单胞菌冷冻损伤机理，探讨出损伤型气单胞菌的检测方法为TSAYE和TSAYE+1.5%NaCl的培养基计数之差，适宜修复温度为25℃，修复时间大约为75min，在猪肉解冻过程的失活模型符合Polynomial模型，冷冻造成其细胞膜通透性改变以及RNA和ATP的合成遭到破坏，以上结论可为食肉安全提供理论指导，重溯消费者对食肉安全的信心。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 冷冻食品的研究进展
• §1.1.1 冷冻食品的种类和特点
• §1.1.2 冷冻肉品在储藏期间的品质变化
• §1.1.3 冷冻食品的保鲜机理
• §1.2 肉类食品的微生物安全
• §1.2.1 肉类食品的安全现状
• §1.2.2 肉制品的腐败菌
• §1.3 微生物损伤及修复研究现状
• §1.3.1 微生物损伤
• §1.3.2 微生物冷冻损伤类型
• §1.3.3 损伤修复培养基
• §1.3.4 损伤修复方法的研究
• §1.4 肉类预测微生物学应用进展
• §1.4.1 预测食品微生物学的发展
• §1.4.2 预测微生物的生长与失活模型
• §1.4.3 微生物预测模型在肉类工业中的应用
• §1.5 本研究主要内容和意义
• §1.5.1 课题的主要内容
• §1.5.2 课题的意义
• 第二章 猪肉解冻过程中损伤型气单胞菌的检测
• §2.1 引言
• §2.2 实验材料
• §2.2.1 冷冻猪肉原料及菌种接种
• §2.2.2 培养基与试剂
• §2.2.3 仪器与设备
• §2.3 实验方法
• §2.3.1 气单胞菌固体修复方法的优化
• §2.3.2 选择培养基的优化
• §2.3.3 液体修复方法
• §2.3.4 统计分析
• §2.4 结果与讨论
• §2.4.1 固体修复方法的优化结果
• §2.4.2 选择培养基的优化比较
• §2.4.3 液体修复方法的结果
• §2.4.4 讨论
• §2.5 本章小结
• 第三章 猪肉解冻过程损伤型气单胞菌失活模型的构建
• §3.1 引言
• §3.2 实验材料
• §3.2.1 冷冻猪肉及菌种接种
• §3.2.2 培养基与试剂
• §3.2.3 仪器与设备
• §3.3 实验方法
• §3.3.1 解冻猪肉气单胞菌的生长变化
• §3.3.2 失活模型的构建
• §3.3.3 模型的参数检验
• §3.4 结果与讨论
• §3.4.1 解冻猪肉中损伤型气单胞菌修复时间的确定
• §3.4.2 解冻猪肉中损伤型气单胞菌失活模型的构建
• §3.4.3 模型的参数检验
• §3.4.4 讨论
• §3.5 本章小结
• 第四章 冷冻处理导致气单胞菌损伤的机理研究
• §4.1 引言
• §4.2 实验材料
• §4.2.1 菌种的选用及活化
• §4.2.2 培养基与试剂
• §4.2.3 仪器与设备
• §4.3 实验方法
• §4.3.1 制备菌沉淀
• §4.3.2 细胞大分子合成代谢损伤
• §4.3.3 冷冻损伤对气单胞菌细胞膜结构的影响
• §4.3.4 差异显著性分析
• §4.4 结果与讨论
• §4.4.1 DNA 合成抑制的研究
• §4.4.2 肽聚糖合成抑制的研究
• §4.4.3 RNA 合成抑制的研究
• §4.4.4 细胞膜通透性的研究
• §4.4.5 讨论
• §4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• §5.1 研究结论
• §5.2 展望
• 参考文献
• 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
• 致谢