真空密封玉米饼中鼠伤寒沙门氏菌在冷藏及常温储存下的存活

《Foods》：Survival of Salmonella Typhimurium in Vacuum-Sealed Maize Tortillas During Refrigerated and Ambient Storage

　　

随着饮食习惯的演变，以谷物为基础的食品（如玉米饼）越来越多地作为即食产品被消费，然而其理化性质可能影响贮藏期间的微生物稳定性。本研究表征了商业真空密封玉米饼的微生物学和理化性质，并评估了肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica）鼠伤寒血清型在真空密封实验室制备玉米饼中的存活。对九个商业品牌进行了近似组成、水分含量、水活度（a_w：0.945–0.965）和pH（4.76–5.50）的表征，证实了高水分和富含碳水化合物的基质。指示微生物显示中等污染水平，多个样品中总大肠菌群超过法规限值。挑战试验表明，鼠伤寒沙门氏菌在4°C和25°C下的存活遵循非线性失活动力学，Weibull模型能准确描述（R² > 0.90）。贮藏温度显著影响形状参数（p = 0.026），而包装条件显著影响估计的5-log减少时间（t₅）。真空密封玉米饼表现出更长的病原体存活期，尤其是在冷藏（>60天）条件下，细菌种群在长时间贮藏期间仍可被检测到。这些发现挑战了真空密封可改善谷物食品微生物安全性的假设。

谷物类食品在全球人类饮食中占有重要地位，并越来越多地以长保质期即食产品形式商业化。为提升稳定性和安全性，食品工业引入了真空密封等保存技术。真空密封通过降低氧气含量来抑制氧化反应和需氧腐败菌生长，但其并不能抑制兼性厌氧菌或应激适应微生物，因此不足以保证微生物安全。沙门氏菌是引起细菌性胃肠炎的主要病原体之一，能够在低水分和富含碳水化合物的食品中长时间存活。工业化玉米饼作为墨西哥的主食，具有高水分、中等水活度和淀粉–蛋白网络构成的复杂基质，而且工业化配方常添加亲水胶体和膳食纤维，可能形成利于微生物持续的微环境。然而，关于真空密封玉米饼中沙门氏菌存活动力学的定量信息仍然有限。为此，本研究旨在表征商业真空密封玉米饼的理化和微生物质量，并以实验室制备的玉米饼为受控基质模型，评估鼠伤寒沙门氏菌在真空和非真空包装、冷藏和常温储存条件下的存活动力学，并使用Weibull模型进行拟合。该研究论文发表于《Foods》。

研究人员从墨西哥克雷塔罗市超市收集了9个商业品牌的真空密封玉米饼（2024年1月至2月，每个品牌6包）。研究采用的关键技术方法包括：依据AOAC方法测定水分、脂肪、蛋白质、灰分、膳食纤维和总碳水化合物等近似组成及水活度和pH；使用MC-Media Pad?计数需氧菌落总数、酵母和霉菌、总大肠菌群和大肠杆菌；挑战试验中，将耐利福平（200 ppm）的鼠伤寒沙门氏菌（ATCC 14028）接种至实验室制备的玉米饼，初始污染约6.5 log CFU/g，随后进行真空密封或传统包装，分别储存于4°C和25°C，定期采样定量培养；使用Weibull模型拟合存活曲线，并通过双因素方差分析和效应量（η²、ω²）评估包装和温度的影响。

研究结果分述如下。

3.1 真空密封玉米饼的理化性质

对9个商业品牌的测定显示，水分含量在35.6%–49.1%之间，水活度（a_w）为0.945–0.965，表明所有产品均为高水分、高水活度基质，有利于微生物存活。pH范围在4.76–5.50之间，低于传统玉米饼的pH约8。蛋白质含量为7.70–9.32 g/100 g，脂肪为0.98–3.2 g/100 g，膳食纤维变异最大（3.74–20.17 g/100 g），灰分为1.65–3.03 g/100 g。各品牌间的所有近似组成参数均存在显著差异（p < 0.05）。

3.2 冷藏玉米饼的微生物学特征

指示微生物计数显示，需氧菌落总数（APC）中位数在2.03–2.88 log CFU/g之间，品牌间无显著差异。多数品牌的霉菌和酵母低于检测限（<1.00 log CFU/g），仅V8和V9可检出低水平。总大肠菌群（TC）计数范围为1.20–2.44 log CFU/g，品牌间差异显著，且多个样品超过墨西哥法规限值。大肠杆菌（E. coli）在V1、V5、V9三个品牌中被检出，提示存在粪便污染潜在风险。商业样品中未检出沙门氏菌，因此通过实验室接种模拟加工后污染来评估病原体在储存期间的存活行为。

3.3 贮藏期间鼠伤寒沙门氏菌的存活

在传统包装条件下，鼠伤寒沙门氏菌种群从约6.5 log CFU/g下降至1.0–1.5 log CFU/g，在4°C下约需45天，在25°C下约需40天。真空密封样品中病原体下降明显更慢，尤其在冷藏条件下，60天后仍可检出1–2 log CFU/g活菌。所有处理均呈现非对数线性失活模式，因此采用Weibull模型进行描述。

3.4 存活动力学与Weibull模型拟合

Weibull模型对实验数据拟合良好，决定系数R²为0.89–0.98，均方根误差（RMSE）为0.174–0.501。初始菌数N₀在各处理间一致（6.45–6.66 log CFU/g）。首次十进减少时间δ（即第一对数下降所需时间）为0.67–2.57天，包装和温度对δ均无显著影响，但δ在真空密封且25°C条件下有增大趋势。形状参数p为0.37–0.53，受储藏温度显著影响（p = 0.026），温度较高时p值较高，而包装类型影响不显著；所有p值均小于1，对应上凹存活曲线，即初期快速下降后残余亚群抗性增强。5-log减少时间t₅主要由包装类型决定，其效应量极大（η² = 0.732，ω² = 0.712），真空密封显著延长了达到5-log减少所需时间；储藏温度也有显著影响（p = 0.007），但效应量较小（η<