冷却猪肉腐败过程生化作用机制及其光谱学变化特征研究

Microorganism is the main reason that causes pork spoilage. At present, it is not clear how to invade to cause the spoilage biochemical mechanism and the dynamic spectroscopy characteristics in chilled pork during bacterial spoilage. Therefore, this project aims to illuminate the spoilage mechanism and the dynamic regularity of spectroscopy characteristics in chilled pork by specific spoilage organisms(SSO), through investigating the metabolic kinetics of Pseudomonas koreensis PS1, the physical-chemical properties and the spectral characteristics in chilled pork during bacterial spoilage. (1)The biochemical mechanism is explicated by the analysis of the growth, invasion, enzyme production and metabolic characteristics of P. koreensis PS1, and the change of tissue structure and chemical composition in chilled pork during bacterial spoilage; (2) The dynamic regularity of spectroscopy characteristics is explored by the comparison of spectroscopy information from both macro and micro perspectives, and spectral characteristic variable is extracted to build the model for the rapid detection of pork freshness. The research achievement will provide a theoretical basis for the real-time control in meat products storage and processing.

微生物是引起猪肉腐败的根本原因，但目前对冷却猪肉腐败过程中微生物入侵、致腐的生化作用机制及其光谱学变化特征尚不清楚。为此，本项目拟以特定致腐菌Pseudomonas koreensis PS1的致腐过程为出发点，重点开展其微生物特性、肌肉理化特性及光谱学特性的动态变化过程研究，揭示冷却猪肉腐败过程的生化作用机制及其光谱学特征变化规律：（1）直接从冷却猪肉腐败的源头入手，研究分析致腐菌P. koreensis PS1的生长、入侵、产酶和代谢特性，以及肌肉组织微观结构和化学组分的变化规律，阐释冷却猪肉腐败过程的生化作用机制；（2）进一步从微观和宏观角度对比分析近红外光谱信息变化情况，揭示冷却猪肉腐败过程的光谱学特征变化规律，并提取与新鲜度特异相关的光谱特征值，建立基于光谱数据的猪肉新鲜度快速评价模型。本项目的研究将为猪肉及其制品的防腐保鲜，以及贮藏、加工等过程的质量与安全实时控制提供理论依据。

微生物是引起猪肉腐败的根本原因，但目前对冷却猪肉腐败过程中微生物入侵、致腐的生 化作用机制及其光谱学变化特征尚不清楚。为此，本项目开展了特定致腐菌Pseudomonas koreen sis PS1对冷却猪肉致腐过程其微生物特性、肌肉理化特性及光谱学特性的动态变化规律研究，以揭示冷却猪肉腐败过程的生化作用机制及其光谱学特征变化规律。（1）阐释了特定优势致腐菌对冷却猪肉腐败的生化作用机制：特定优势致腐菌通过分泌脂肪酶和多种蛋白酶等分解肌肉结蹄组织和肌纤维膜使得菌体侵入肌肉深层，引起肌纤维断裂导致组织结构破坏，并使糖类、蛋白质、脂肪等物质分解产生烃、酸、含硫和含氮化合物等，从而加快冷却猪肉的腐败变质。（2）阐释了冷却猪肉腐败过程近红外光谱学特征变化规律：从宏观和微观角度对比分析冷却猪肉贮藏过程近红外光谱信息变化规律，并提取了与新鲜度指标（蛋白质、TVB-N和细菌总数等）高度特异相关的光谱特征变量。（3）建立了冷却猪肉新鲜度检测的近红外光谱和高光谱成像方法：对近红外光谱和高光谱图像分别采用SNV预处理结合siPLS方法筛选与新鲜度指标TVB-N等高度特异相关的特征变量，利用GA- siPLS方法从高光谱图像优选最能表征TVB-N含量的特征波长图像并提取特征值，运用BP-ANN构建近红外光谱，高光谱图像与光谱融合的TVB-N含量预测模型实现冷却猪新鲜度肉的无损快速评价。本项目的研究可为冷却猪肉及其制品的防腐保鲜，以及贮藏、加工等过程的质量安全实时控制提供理论依据。