用于明胶生产的酸性和碱性水解过程对好氧和厌氧细菌孢子失活变异性的影响

《International Journal of Food Microbiology》：Impact of acid and alkaline hydrolyses used in gelatin production on the inactivation variability of aerobic and anaerobic bacterial spores

酸碱水解工艺对芽孢灭活的影响研究。采用12株高抗性细菌（含芽孢杆菌属及不同环境因子菌株），模拟凝胶atin生产中的酸（H2SO4 pH<1）和碱（NaOH pH>10）水解处理，通过方差分析（实验/生物/菌株变异）和Weibull模型（最佳拟合）评估灭活效果。酸处理48h灭活达3.8log10，碱处理10天达3.7log10，菌株间变异显著高于批次内。

　　

卡罗琳·赫克勒（Caroline Heckler）|马塞乌斯·P.S. 拉斯卡里斯（Matheus P.S. Láscaris）|斯特凡妮·T.Q. 卡瓦略（Stéfany T.Q. Carvalho）|安德森·S. 桑塔娜（Anderson S. Sant’Ana）|马塞尔·H. 齐维特林（Marcel H. Zwietering）|海迪·M.W. 登贝斯滕（Heidy M.W. den Besten）

巴西圣保罗州坎皮纳斯大学食品工程学院食品科学与营养系

摘要

本研究旨在评估在明胶生产中常用的酸性和碱性水解过程中，好氧及厌氧孢子形成菌的灭活程度的变异性。为此，研究人员使用了12种先前被证实对明胶加工具有高度抗性的菌株：3种严格意义上的蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus sensu stricto）、3种好氧中温菌、3种好氧耐热菌以及3种厌氧中温菌。将孢子接种到猪皮和牛组织样本中，使其孢子浓度达到6.0 ${\log }_{10}\mathrm{CFU}/g$。随后，猪皮样本在0.41 M硫酸（H?SO?）中处理24至48小时（pH < 1），牛组织样本在0.25 M氢氧化钠（NaOH）中处理7或10天（pH > 10），以模拟明胶生产中的化学水解过程。通过一阶模型、Weibull模型和双相模型对化学灭活数据进行了拟合，拟合效果通过均方误差、F检验和拟合优度检验进行评估。重新参数化的Weibull模型对酸性和碱性条件下孢子灭活数据的拟合效果最佳，优于一阶模型和双相模型。然而，对于某些菌株，拟合结果在统计上并不显著。酸性水解24小时后，孢子的log₁₀减少幅度为0.6至2.0，48小时后增加到1.0至3.8；碱性水解7天后孢子的log₁₀减少幅度为0.9至3.1，10天后增加到1.6至3.7。通过对log₁₀减少幅度的变异分析，量化了实验因素、生物学因素和菌株本身的变异来源。不同菌株之间的log₁₀减少幅度变异远大于同一菌株不同孢子批次之间的变异，而技术重复实验之间的变异较小。总之，这些研究结果揭示了明胶生产过程中化学水解对孢子灭活程度变异性的影响，有助于明胶行业优化酸性和碱性水解工艺，同时满足监管机构对微生物数量的规范要求，确保产品安全和质量。