第三章第二节微生物的风险评估分解.ppt

一、预测微生物学的概述 随着食品工业的迅速发展以及食品贸易的全球化, 食品生产加工和流通方式在逐渐地发生变化。 根据我国卫生部提供的信息, 由肠道致病菌(副溶血性弧菌、大肠杆菌O157: H7、单核细胞增生李斯特菌、伤寒沙门菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌等) 污染食品而引起的食物中毒以及疾病散发是直接造成人体健康损害的主要食源性危害。 据估计, 在人们生产加工的食品中有25%的损失是因微生物的腐败而造成的。因此, 在我国, 由致病微生物和腐败微生物引起的食品安全问题是值得关注的。 为应对食源性疾病的风险, 以风险评估为核心, 评估、监测、预警、控制为一体的食品安全标准、食品安全控制技术体系成为各国公共安全管理采用的重要模式。 为了解决微生物生长与食品安全性关系的需要, 20世纪80 年代初, Ross等最先提出微生物预报技术这一概念, 从此食品预测微生物学（Predictive Food Microbiology）便应运而生，现在已成为食品微生物领域最活跃的研究方向之一。 食品预测微生物学是一门在微生物学、数学、统计学和应用计算机科学基础上建立起来的新学科，它的研究方法是研究和设计一系列能描述和预测食品微生物在特定条件下生长和衰亡的模型。 预报微生物学是食品安全风险评估的核心预警技术,依据建立的预报微生物学模型, 可快速地对食品中的致病菌和腐败菌生长情况进行判断, 对食品中病原微生物和腐败微生物的控制具有重要的意义。 在2003 年召开的第四届国际预测食品微生物学会议上, 美、英两国科学家宣布将共同建立世界上最大的预测微生物学信息数据库 ComBase(Combined database)。该数据库将拥有约25000个有关微生物生长和存活的数据库档案。预测微生物学如今已得到了前所未有的发展。 二、预测食品微生物学的基本概念 1.概念 预测食品微生物学(Predictive Food Microbiology)是一门在微生物学、数学、统计学和应用计算机学基础上建立起来的新兴学科。 主要研究内容： 设计一系列能描述和预测微生物在特定条件下生长和存活的模型。根据各种食品微生物在不同加工、储藏和流通条件下的特征数据, 通过计算机处理, 判断食品内主要致病菌和腐败菌生长或残存的动态变化, 从而对食品的质量和安全性做出快速评估和预测。 预测微生物学就是通过对食品中各种微生物的基本特征及其受各种因子影响程度的研究，应用数学和统计学的方法，建立微生物数据库，将这些特征输入计算机，编制各种细菌在不同条件下生长、繁殖、残存、死亡的数学模型，从而使我们在食品的不同加工、贮藏和流通条件下不通过实验室检测即可运用模型预测食品中微生物数量的动态变化，并对食品的安全性做出快速判断的学科研究。 简单来说，预测微生物学的特点就是：在没有进行微生物检测的前提下，预测微生物的生长和死亡。它是为保证食品质量和安全性设立的研究领域，研究对象是食品中损害其质量或安全性的微生物，即腐败菌和病原菌。 近年来，美国、英国、澳大利亚、丹麦等国家致力于微生物预报软件的开发，能够对食品货架期进行有效预测、对食品安全风险进行评估。 若要预知微生物在食品中的生长情况（数量），必须具备微生物动态数据库和相应的数学模型。 1990年，欧盟等15国和冰岛、挪威、瑞士组成FLAIR-FLOWEUROPE 研究机构，开始对微生物预报技术进行研究，并建立了微生物的特征数据库，储存了不同微生物与不同的生长介质中PH值、AW值（水分活度）、培养温度及有氧、无氧条件的关系数据。 基础数据库是预测微生物学发展进化的第一平台,在此基础上所建立的数学模型是处理数据库的工具,专家模型则是第三平台的综合处理系统,智能预警系统将是预测微生物学的未来发展方向。在这4 个层次中数学模型的建立最为重要，它是微生物预报技术的核心内容。 三、预报微生物学的数学模型 应用数学模型的预测微生物学有多种分类方法。依据描述微生物的情况，分为描述微生物生长的数学模型和描述微生物失活的数学模型，依据数学模型建立的基础分为以概率为基础的模型和以动力学为基础的模型。 目前认可度较高的是Buchanan基于变量的类型，把模型分为3 个级别： 预测模型是按数学模型来进行分类的。 一级模型表征一定生长环境和条件下微生物数量与时间的关系; 二级模型描述环境因子的变化如何影响微生物生长或存活特性的影响 三级模型是将一个或多个一级模型和二级模型, 整合成的计算机软件。 1.一级模型 一级模型：描述一定生长环境和条件下微生物数量与时间的关系。 一级模型主要表达微生物量与时间的函数关系。模型的微生物定量为每毫升菌落形成量（cfu/mL）、毒素的形成、底物水平和代谢产物等。 近年来，主要常用的一级模型主要包括Linear 模