预测微生物学与水产品的安全控制

摘 要：预测微生物学是运用微生物学、工程数学以及统计学进行数学建模，通过计算机及其配套软件，预测和描述处在特定的环境下微生物的生长和死亡规律。这对于水产品在生产、加工、运输、销售等过程中的质量安全控制具有良好的指导作用，而且可以合理的预测货架期，预测微生物学为水产品的安全控制提供了有效的途径和方法。

关键词：预测微生物学；水产品；货架期

中图分类号 Q93-3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）11-25-02

近年来世界各地由于微生物所引发的的人和动物严重病害的事例数不胜数，这些传染及非传染性疾病主要是由食品中的病原微生物所引起的。

食品中的微生物的状况关系着食品的质量与安全，决定着人们的生活质量和身体健康。为了解决微生物生长与食品安全的矛盾的需要，20世纪80年代初，Ross等最先提出“微生物预报技术”这一概念，自此，预测微生物学的研究便拉开了序幕。

预测微生物学的提出和发展，能够使我们在不进行微生物检测的前提下，预测微生物的生长、繁殖、衰老和死亡，从而为食品的质量和安全提供重要保障。此外，由于预测微生物学是在多学科交叉基础上发展起来的新兴学科，因此，它在食品货架期、食品质量和安全的预测与管理中也具有很大的应用价值。

1 预测微生物学及其发展

预测微生物学最初被称为食品预测微生物学，因为她最早是食品科学家为解决食品中微生物危害预测的问题提出来的，后来发展成为了一门专门的学科，即预测微生物学。

预测微生物学是运用微生物学、工程数学以及统计学进行数学建模，利用所建模型，通过计算机及其配套软件预测和描述处在特定的环境下微生物的生长和死亡规律[1，2]。

通常情况下，食品货架期的确定都是通过实验的方式，虽然，这种方式比较精确，但是，代价太高且耗时太久。在加工食品过程中，利用计算机对食品进行分析，模拟出其中微生物的生长情况和优势菌种或菌群，以便我们相应的对其进行针对性的处理，从而避免实际繁琐的实验过程，食品在贮存流通过程中，通过对食品环境的模拟，即能够预测发生腐败变质的时间，进而确定食品货架期。

预测微生物学的核心是建立模型，Whiting和Buchanan提出了一种模型分类方法，称为初级，次级，三级模型[3，1]。初级模型是描述在特定的条件下，微生物数量与时间的函数关系。次级模型是描述初级模型的参数与环境变量之间的函数关系[3]。三级模型是建立在初级模型和次级模型基础之上的电脑应用软件程序[3]。它能够使非专业人员同样获得预测为生物学的专业指导。

伴随着预测微生物学的迅猛发张，世界各国开发出了各种预测软件。美国农业部食品安全研究部门研发了病原菌模型程序（Pathogen Modeling Programme）[4]；英国农业、渔业和食品部开发了食品微生物预测模型（Food MicroModel）[5]；丹麦渔业研究所开发了海洋食品腐败预测程序（Ssp）软件[6-7]；法国研究和农业部支持开发了Sym’Previus软件[8]；在我国，中国水产科学研究院东海水产研究所开发了可用于罗非鱼品质控制的FSLP系统[9]。目前，国内外对这方面的研究工作非常关注，不断有新的模型建立[10]，用来控制各类食品。

2 水产品质量安全现状

水产品具有营养价值高，味道鲜美，高蛋白，低脂肪等特点，深受广大群众的青睐。在我国水产品及水产品加工是农业的一个非常重要的组成成分。我国主要的水产品种类有：水产冷冻制品、干制品、盐制品、罐头制品、鱼粉、鱼油、藻类制品、生鱼片、生鲜类、水产保健品等，已经形成了具有一系列产品的行业[11]。

水产品在生产加工过程中的质量安全控制是海产品加工企业的首要问题。水产品加工业界为了满足消费者新的要求，利用各种包装技术和低温流通方式来加工、运输产品。但即使是这样仍不能完全防止水产品的品质劣变。因此，在海产品的加工制造、贮存流通到消费的过程中，怎样使海产品的质量安全地带控制的问题亟待解决。

影响水产品质量和安全的最主要因素之一就是微生物污染。水产品如果在加工处理的过程中处理不当，灭菌不足，在食品中残留了致病菌，或者在此后的加工过程中受到二次污染，在接下来的贮存、流通、消费等环节病原菌继续生长繁殖，就会产生一系列食品卫生安全问题，直接危及到消费者的身体健康和企业的发展。

3 预测微生物学在水产品安全控制中的应用

在食品领域，预测微生物学可被用于食品货架期的预测和安全性评估。

水产品的货架期是由腐败菌和病原菌共同决定的。若在某种水产品中腐败菌的生长速度快于病原菌，那么，在病原菌产生毒素之前产品就已经腐败，但是，如果病原菌的生长速度比腐败菌快，那么，在产品未腐败的时候病原菌就已经产生毒素，导致产品不安全。因此，产品货架期的确定要综合考虑产品中腐败菌和病原菌的生长情况[12]。预测某种水产品的货架期可以利用生长模型中的动力学模型来定量该水产品中病原菌和腐败菌的生长状况，从而估计该水产品在特定的环境条件下保存特定时间后微生物的生长残存状况，从而预测产品货架期。这样，我们就不用耗时、费力，对产品进行检验，也可以较好的保证食品的质量和安全。

预测微生物学还可以对海产品进行安全性评估，可以利用生长模型中的概率模型对水产品中致病菌的出现进行分析，从而对水产品进行安全性评估。利用预测微生物学对水产品进行安全性评估，我们要得到通过微生物反应的食品环境条件的相关知识和微生物在各种不同条件下的存在时间，通过建立模型的方法反映微生物的生长情况与环境条件的关系，从而估计出海产品在不同阶段微生物的情况，进而得出消费者摄入致病菌的情况，风险描述综合所有信心，得到该水产品的安全性评价。

4 展望

预测微生物学能够对水产品在加工、贮藏、流通等过程中的质量和安全作出合理判断，对海产品的质量控制和市场开拓具有重大意义，同时，积累微生物消长的数量化信息，对于在开发产品过程中的工艺参数，制定配方和微生物学质量控制都具有重要作用。微生物预测在水产品中微生物的生长状况是利用数学方程语言来进行阐述的，在未来会朝着建立预测性数学模型的方向发展，因为预测模型更简单、方便、省时和节约成本。微生物预测模式作为一个新兴的以数字化、信息化为其特征的学科有望成为食品设计和安全保证的主要工具并广泛运用到食品工业中[13]。

参考文献

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[12]韩北忠，李敏，张琳，等.预测微生物学与食品质量安全[J].中国酿造，2005，9 ： 1231.

[13]刘伟，刘卫东，应华清. 预测微生物学及其在食品安全领域的应用[J].中国预防医学杂志，2007，8（4）： 511-512.

（责编：徐焕斗）