不同温湿度条件下肠沙门氏菌在含污染椰片、葡萄干和可可豆巧克力中的存活动力学及预测模型研究

《International Journal of Food Microbiology》：Survival of Salmonella enterica in chocolate formulated with contaminated coconut flakes, raisins, and cocoa nibs under varying temperature and humidity conditions

本研究针对低水分巧克力中肠沙门氏菌(Salmonella enterica)的持久性问题，系统评估了其在含人工污染椰片、葡萄干和可可豆的巧克力中，于不同温度(7、14、25 °C)和相对湿度(RH: 65%、85%、100%)下储存120天的存活动态。结果表明，温湿度显著影响菌体存活，其中85% RH下降最快；研究构建的预测模型R2值高达0.84-0.94，为风险评估及靶向控制策略制定提供了关键依据。

　　

巧克力，这种广受欢迎的甜食，其低水分特性曾一度被认为不利于微生物生长，从而相对安全。然而，现实情况却更为复杂。近年来，由受污染的巧克力原料引发的食源性疾病暴发事件时有发生，提示我们即使在低水分环境中，某些致病微生物，如肠沙门氏菌(Salmonella enterica)，仍可能长期存活，构成潜在的食品安全风险。巧克力产品通常含有多种配料，如椰片、葡萄干、可可豆等，这些配料在种植、采收、加工或运输过程中均有可能受到病原菌污染。更关键的是，巧克力成品最终会在多种多样的温度和湿度条件下被储存和销售，这些环境因素如何影响其中病原菌的存活命运，目前尚缺乏系统性的认识。因此，深入探究肠沙门氏菌在含有不同配料的巧克力中，于不同储存条件下的存活动力学，对于精确评估风险、制定科学的控制措施、保障消费者健康具有紧迫的现实意义。

为了回答上述问题，由Fernando Azevedo de Lucena和Donald W. Schaffner等研究人员组成的研究团队在《International Journal of Food Microbiology》上发表了一项重要研究。该研究系统地评估了肠沙门氏菌在三种不同类型的巧克力（分别添加了人工污染的椰子片、葡萄干和可可豆）中的存活情况。研究的关键技术方法主要包括：人工污染技术（将肠沙门氏菌接种到椰子片、葡萄干和可可豆上），巧克力样品制备（将污染后的配料按比例制成巧克力），以及在不同受控条件（温度设置为7、14、25 °C，相对湿度(RH)设置为65%、85%、100%）下进行长达120天的储存，并定期取样，通过标准平板计数法监测肠沙门氏菌数量的变化，最后利用统计模型（线性与二次模型）分析温湿度对菌体存活的影响并建立预测模型。

研究结果

肠沙门氏菌在不同储存条件下的存活动态

研究结果显示，储存温度和时间显著影响了肠沙门氏菌在所有巧克力样品中的存活。在7 °C的低温条件下，储存120天后，含有椰子片和葡萄干的巧克力中仍能检出约3.5 log CFU/g（菌落形成单位/克）的肠沙门氏菌，这表明低温有利于该菌的长期存活。然而，在含有可可豆的巧克力中，菌落数量在120天后已低于检测限（<1.7 log CFU/g）。当温度升高至14 °C且相对湿度为100%时，肠沙门氏菌数量下降至检测限以下所需的时间因巧克力种类而异：含有椰子片的巧克力需要108天，含有可可豆的需要99天，而含有葡萄干的巧克力仅需66天。这一结果突显了不同巧克力配料对病原菌存活时间的显著影响。

温度和相对湿度对肠沙门氏菌存活的综合影响

通过数学模型分析，发现温度和相对湿度对肠沙门氏菌存活的影响模式因巧克力配料不同而存在差异。在含有污染椰子片的巧克力中，温度（线性和二次效应）和相对湿度（线性和二次效应）均对菌体存活有显著影响。对于含有葡萄干的巧克力，温度的线性效应和相对湿度的二次效应是显著因素。而在含有可可豆的巧克力中，只有温度（线性和二次项）具有显著影响，相对湿度则无显著效应。一个特别值得注意的发现是，在相同的温度下，肠沙门氏菌数量下降最快的相对湿度条件是85%，而在65%和100%的相对湿度下，菌体数量的下降速度相对较慢。这表明过高或过低的湿度反而不利于快速灭活病原菌，85%的相对湿度可能创造了最不利于其存活的环境。

预测模型的建立与验证

研究人员基于实验数据，为三种不同的巧克力分别建立了预测肠沙门氏菌存活的数学模型。这些模型展现了强大的解释能力，其决定系数(R2)分别高达0.94（含椰子片巧克力）、0.88（含葡萄干巧克力）和0.84（含可可豆巧克力）。高的R2值表明模型能够很好地捕捉和解释实验数据中观察到的菌体数量变化规律，这为预测巧克力产品在特定温湿度储存条件下肠沙门氏菌的潜在风险提供了有力的定量工具。

研究结论与讨论

本研究得出结论，肠沙门氏菌在低水分巧克力中的存活能力受到储存温度、相对湿度以及巧克力配料的共同显著影响。值得注意的是，含有可可豆的巧克力中病原菌的灭活速度在某些条件下快于其他两种，且相对湿度对其影响不显著，这可能与可可豆自身的化学成分或物理结构有关。特别关键的发现是，并非湿度越高灭活效果越好，85%的相对湿度显示出最快的杀菌效果，这挑战了“越干燥越安全”或“高湿加速腐败”的简单认知，对制定储存指南具有重要启示。

本研究构建的高精度预测模型（R2 > 0.84）具有重要的实用价值。它们可以被整合进食品安全风险评估框架中，帮助生产商和监管机构更准确地预测在特定供应链条件下巧克力产品的微生物安全性，从而实现更精细化的风险管理。此外，研究结果明确指出，针对含有不同配料的巧克力产品，需要采取差异化的控制策略，例如重点关注含有椰子片和葡萄干等配料的产品在低温储存下的长期带菌风险。总之，这项研究为理解和控制肠沙门氏菌在低水分巧克力产品中的持久性提供了坚实的科学数据和理论依据，对保障全球巧克力产品的安全、维护公共健康具有重要意义。