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副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,简称Vp)又称嗜盐菌,广泛分布于海湾、海岸线区域、盐湖及海产品中,温热地带较多,是沿海地区引起微生物性食物中毒的重要病原菌。国家食源性疾病监测网数据显示,沿海省份副溶血性弧菌引起的食物中毒已高居微生物性食物中毒的首位。该菌在水产品中的天然带菌率较高,温暖季节在海虾中可高达90%。生长繁殖达一定量可引发人体病变,因此研究副溶血性弧菌在水产品中的生长动力学状况,建立预警机制,对于保证水产品安全性具有重要意义。病原菌预警机制的建立主要依附于预测微生物学的理论支撑。预测微生物学在确定的环境温度、pH值、水分活度、防腐剂等因素下,应用预测微生物的数学模型,借助计算机微生物数据库,对重要微生物的生长、存活和死亡进行快速预测,从而为确保食品在生产、运输、储存、销售等环节中的安全提供依据。这种技术打破了传统微生物检验受到时间约束而结果滞后的瓶颈,能够有效监视病原微生物对食品的污染状况,做到了提前预警。预测模型是预测微生物学的基础。
本文首先介绍了微生物预测模型的构建及验证方法,并阐述了三层次模型之间的关系。后从菌种来源、菌种致病性及菌体生长状况等角度考察,选定具有代表性的Vp BJ1.1997和Vp F31进行研究,得出以下几方面研究结果。
(1)生长特性研究
以Vp BJ1.1997为对象,采用均匀设计进行试验安排,通过测得的吸光值OD600进行拟合,得到相关系数为0.97的二次多项式,得出Vp生长的最优环境条件组合为。单因素分析显示,Vp生长在每个环境因素下都有最适值,单因素改变与Vp生长关系呈抛物线,符合一般微生物受环境因素影响的规律;双因素分析显示,温度-盐度、温度-pH交互作用对Vp生长影响不显著,这两项在方程拟合过程中被数据处理系统剔除,盐度-pH交互作用对Vp生长影响显著,方程中进行了回归。
(2)温度-盐度预测模型的建立
以Vp BJ1.1997和Vp F31为对象进行研究,一级模型中Logistic方程拟合效果优于Gompertz方程和Linear方程。二级模型拟合得出两株菌最低生长温度分别为9.0506℃和9.1567℃,最高生长盐度分别为5.93%和5.84%,且Vp BJ1.1997的模型要优于Vp F31。经残差分析和培养基数据验证,模型回归可靠。
(3)温度-pH预测模型的建立
以Vp BJ1.1997和Vp F31为对象进行研究,一级模型中Logistic方程亦拟合效果优于Gompertz方程和Linear方程。二级模型拟合得出两株菌最低生长温度分别为11.7769℃和13.3572℃,最低生长pH为7.3773和7.0892,且Vp BJ1.1997的模型亦优于Vp F31。经残差分析和培养基数据验证,模型回归可靠。