食品加工中微生物存活的完整Weibull模型开发：涵盖肩尾效应的单相动力学研究

这篇研究推荐开发了能同时描述微生物存活曲线中"肩部(shoulder)"和"尾部(tail)"效应的完整Weibull模型（Full Weibull Model）。该模型通过数学推导整合了修正Gompertz模型和log-logistic模型优势，可准确计算非恒定条件下的log10减菌量，并创新性提出包含升温时间(CUT)和log10SCUT的代数方程，为食品巴氏杀菌/灭菌工艺优化提供了更精准的预测工具。

　　

Highlight

完整Weibull模型的开发

在恒定条件下，微生物存活曲线（不含肩部和尾部）通常可用时间代数表达式描述[式(1)]，即本研究中的原始Weibull模型。其中S定义为存活比（survival ratio），等于N/N₀，N₀和N分别表示初始时刻和任意时刻的微生物细胞/芽孢浓度。为描述含肩部的存活曲线，构建了式(2)，其中t_c为无量纲正实数...

完整Weibull模型

图1展示了完整Weibull模型生成的典型微生物存活曲线，包含肩部、线性/非线性中部曲线和尾部。通过数学推导可知，当选择特定参数值时，该模型可涵盖多个现有微生物存活模型，包括一级动力学模型（first-order model）、原始Weibull模型（Peleg and Cole, 1998）、含尾部的修正Weibull模型（Albert and Mafart, 2005）...

结论

由于完整Weibull模型灵活的数学结构，它整合了多个用于描述微生物存活曲线的现有模型。特别值得注意的是，该模型与修正Gompertz模型（modified Gompertz model）和log-logistic模型在描述含肩尾效应的上凸型存活曲线时可互换使用。更重要的是，它还能描述含肩尾效应的下凹型曲线。因此预期该模型足以描述任何单相微生物存活行为...