基于不同初始接菌量的铜绿假单胞菌生长模型

基于单细胞生长流动成像系统,探究铜绿假单胞菌单细胞生长规律,并运用随机建模方法建立单细胞与群体细胞生长之间的关系,获得不同初始接菌量下铜绿假单胞菌生长迟滞时间以及最大生长速率的分布,通过代入Baranyi模型修改式,结合单细胞水平建模(Individual-based modeling,Ib M)的方法,对不同初始接菌量下铜绿假单胞菌的随机生长过程进行模拟。结果表明,随着初始接菌量的增大,铜绿假单胞菌生长迟滞期减小,25℃下平均迟滞时间由2.91 h减小至2.55 h,变异系数由29.90%减小至2.96%,35℃下平均迟滞时间由1.49 h减小至0.99 h,变异系数由22.53%减小至4.64%。最大生长速率随不同初始接菌量变化不明显,其主要受温度的影响,由25℃下约0.70 ln CFU/h增加至35℃下约1.00 ln CFU/h,变异系数变化无明显规律。通过Ib M模拟群体细胞生长发现,虽然单细胞的生长具有随机性,但随着初始接菌量的增大,微生物群体细胞生长的变异性逐渐降低,最终呈现出决定性生长的状态。相较于传统采用确定性模型进行的微生物生长建模,单细胞水平的生长动力学研究可为食品安全风险评估以及风险决策者提供更加准确与直观的风险指导。     

铜绿假单胞菌的温度、pH值和乳酸钠主参数模型构建

采用全自动微生物生长曲线分析仪Bioscreen测定分离自腐败冷却猪肉的铜绿假单胞菌在不同温度(25~40℃)、pH值(5.0~7.5)、乳酸钠质量浓度(0~0.035 g/mL)影响下的生长曲线。基于最小二乘法运用Matlab软件中的fminsearch函数拟合铜绿假单胞菌迟滞期关于温度、pH值和乳酸钠质量浓度的主参数模型,经参数估计求得铜绿假单胞菌的最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度、最低生长pH值、最适生长pH值、最高生长pH值、乳酸钠的最小抑菌浓度,进而通过10组随机数据进行验证。结果表明,构建的主参数模型能较好预测铜绿假单胞菌的相关生长参数,决定系数R2为0.929 1,偏差因子B f为1.097 5,准确因子A f为1.393 6,平方根误差为1.598 9。验证组的决定系数R2为0.854 6,偏差因子B f为1.122 5,准确因子A f为1.211 7,都在可接受的范围内。     

酸化和渗透压不同处理顺序对肠炎沙门菌失活的影响

为探讨酸化和渗透压不同处理顺序对肠炎沙门菌失活的影响,运用统计学模型模拟了最优处理条件下,肠炎沙门菌在不同初始接菌量下的失活过程。实验结果表明:在25℃和10 h内,先15%Na Cl再p H值4.5处理使肠炎沙门菌失活的效果大于相反顺序的处理、同时处理或者单独处理的效果。模拟结果表明:在最优处理条件下的各个阶段中,随着初始接菌量的增加,肠炎沙门菌分别达到0.986 4和0.993 9失活率时对应的失活时间的变异性逐渐降低。对于大量群体细菌,用确定性失活动力学一级模型拟合的D值是单一的定值;而对少量群体细菌,由于个体细胞本身的变异性,D值表现出较高的变异性,并且可用概率分布的形式表示。酸化和渗透压不同处理顺序的研究能为食品工业生产控制致病菌提供借鉴,且应用的统计学建模方法有助于从个体细胞的角度理解群体失活过程,提高风险评估的准确性。     

同步脱氮除硫菌株生长条件影响的研究

微生物的生长与代谢是其自身特性与外界因素相互作用的结果。在微生物的生长和代谢过程中,很多因素会直接或间接影响到微生物的的生长,包括内因和外因。为了探寻最适合同步脱氮除硫菌种的生长环境,本试验研究了影响微生物生长的非生物因素,即对pH、温度、碳源和氮源四个影响菌体生长的主要外部因素进行了综合测试。结果表明,荧光假单胞菌(Pseudom onas fluorescens)的最适生长条件为:温度30℃,初始pH 7.5,最适碳源为苹果酸,最适氮源为KNO3+NH4C l;确定了铜绿假单胞菌(Pseudom onas aeruginosa)的最适生长条件为:培养温度35℃,初始pH 7.0,最适碳源为苹果酸,最适氮源为KNO3+NH4Cl,从而为优化菌体的生长奠定了基础。     

不同贮藏温度下鲈鱼腐败菌生长动力学与货架期预测

为快速预测鲈鱼在不同温度下特定腐败菌的生长规律,模拟了鲈鱼的4种贮藏温度:流化冰贮藏(-1.8℃)、碎冰贮藏(0℃)、冷藏1(4℃)与冷藏2(10℃),分析了不同温度下鲈鱼的菌落总数、希瓦氏菌与假单胞菌数,并测定了相应条件下鲈鱼货架期终点时的总挥发性盐基氮和QI值。采用修正的Gompertz方程描述鲈鱼特定腐败菌的动态变化,分别以Belehradek平方根方程和Arrhenius方程建立微生物生长预测模型。结果表明,修正的Gompertz方程能准确描述4种贮藏温度下鲈鱼特定腐败菌的生长规律,希瓦氏菌和假单胞菌的腐败阈值分别为(6.48±0.41)lg CFU/g与(6.33±0.36)lg CFU/g。通过碎冰贮藏组(0℃)和模拟流通组(流化冰预冷(-1.8℃)—无冰运输(0.8℃)—碎冰贮藏(0℃))样品对模型适用性进行验证,得出基于Belehradek方程的希瓦氏菌、假单胞菌生长预测模型偏差度分别为0.993 6、0.951 0和1.024 2、0.982 1,准确度分别为1.084 5、1.042 5和1.107 5、1.093 4,货架期预测模型相对误差绝对值在0~10%,准确度优于Arrhenius方程。因此,由Belehradek方程建立的模型能更准确描述鲈鱼在常规流通方式下希瓦氏菌和假单胞菌的生长规律,可为鲈鱼流通货架期的预测提供理论依据。     

鱼源莓实假单胞菌生长动力学与碳源利用分析

以鱼源莓实假单胞菌为研究对象,利用BIOLOG获得15、25、33℃下其GEN III板中碳源生长数据,采用修正的Gompertz模型,结合孔平均颜色变化率及利用面积,分析其碳源利用效果,并对3个温度下pH值、NaCl和乳酸钠(NaL)的抑菌效应和生长动力学进行研究。结果表明,25℃时莓实假单胞菌总体碳源利用能力和活性最强,15℃时次之,33℃时最弱。在15~33℃内,碳源利用以糖类、羧酸类和氨基酸类为主。糖类中利用较好的有α-D-葡萄糖、L-岩藻糖等;氨基酸类中利用较好的有L-焦谷氨酸、L-丙氨酸、L-谷氨酸;羧酸类中利用较好的有奎宁酸、D-葡糖酸、糖质酸等。15~25℃下4%~8%NaCl及33℃下1%~8%NaCl对莓实假单胞菌皆有抑制作用。33℃时pH值对莓实假单胞菌生长起抑制作用,1%的NaL对其具有促进作用。通过对莓实假单胞菌抑菌效应和碳源利用分析,可为优化产品配方和保障产品质量提供理论依据。     

同步脱氮除硫菌株的筛选、分离和鉴定

利用控制氮源和硫源的选择性培养基从厌氧污泥中富集和分离筛选出20株既能脱氮又能除硫的菌种,其中有两株菌种的脱氮除硫效果均在60％以上（暂定名Ta3,Th7）。Ta3,Th7的菌落均为圆形、湿润,其细胞均为杆状,无芽孢,革兰氏染色阴性;根据其生理生化试验结果表明Ta3,Th7均为假单胞菌属;Ta3,Th7菌株16S rDNA序列分别与荧光假单胞菌（ Pseudomonas fluorescens ）和铜绿假单胞菌（ Pseudomonas aeruginosa ）同源性高达98％和100％。     

食源性致病菌单细胞观测与预测的研究进展

微生物在单细胞水平下的生长普遍具有随机性和变异性,同时低菌量污染食品所造成的危害风险亦不可忽视,因此食源性致病菌单细胞的生长观测及预测研究逐渐成为食品预测微生物学及食源性致病菌风险评估的研究热点。在分析现有相关文献的基础上,将目前主要的食源性致病菌单细胞生长观测研究分为间接推断和直接观测两类方法;同时对食源性致病菌单细胞生长预测的模型参数与建模过程进行概述,比较了传统预测微生物的决定模型与微生物单细胞的随机模型二者之间的区别,强调了单细胞生长模型需在随机建模的基础上开展,并通过个体建模方法进一步联系其与所在食品环境之间的关系。最后,分析了食源性致病菌单细胞生长观测与预测的现状,并展望了其未来与食品安全风险评估相结合的发展趋势。     

环境因子对大黄鱼腐败希瓦氏菌生长影响的计数法分析

以分离于腐败大黄鱼中的腐败希瓦氏菌为对象,采用平板计数法和浊度法分析不同p H值、Na Cl浓度和温度下的生长情况,运用修正的Gompertz方程拟合生长曲线,用决定系数、准确度、精确度、残差平方和及平方根误差评价拟合优度,比较分析2种计数法下环境因子对生长界限和动力学参数的影响。结果表明,在3~8℃,p H值6.0及Na Cl质量分数3.5%时不生长;2种计数法下生长动力学参数最大比生长速率(μmax)和代时差异不显著(p0.05),而迟滞期(λ)和最大细胞密度差异显著(p0.05);环境因子对生长动力学参数有显著影响,温度和Na Cl浓度对代时影响较大,温度越高或Na Cl浓度越低,代时越短;在3~25℃,温度越高,μmax越大,增速为(0.014 3±0.003 2)h-1/℃,温度越高,λ越小,平板计数法下其降速约1.5 h/℃,而在8~15℃,浊度法下λ降速约2.5 h/℃;平板计数法下μmax的变化受Na Cl浓度及p H值影响较大,λ变化无明显规律,而浊度法下μmax的变化受Na Cl浓度和p H值影响不明显,λ变化较明显。因此2种计数法均可对腐败希瓦氏菌生长/非生长作出有效判断,环境因子强度较大时浊度法相比平板技数法迟滞期与最大细胞密度误差较大。     

饲用益生菌的筛选及培养条件优化

本试验从养鸡场附近土壤中筛选得到既能产蛋白酶,又能产糖化酶和纤维素酶的且产酶能力较高的菌株3株,分别为X4、X5、F4。混合培养结果表明:在接种量为3%,初始pH值7.5的条件下,35℃培养12h菌体生长良好。在最佳培养条件下,测其OD为0.563,有效活菌数可达到7.9×108cfu/mL。