ارزيابي الگوي كينتيك و ديناميك جمعيت باكتريهاي يرسينيا انتروكوليتيكا و شيگلا ديسانتري در فرآورده گوشتي )سوسيس( با استفاده از مدلهاي نوين تجربي

در اين پژوهش براي اولين بار از سه مدل نيمه تجربي كينتيك هموگرافيك، كينتيك نمايي و كينتيك مرتبه n ام براي بررسي ديناميك و الگوي كينتيكي جمعيت ميكروبي يرسينيا انتروكوليتيكا و شيگلا ديسانتري استفاده شد. براي اثبات تعميم پذيري اين روش مدلسازي، ديناميك جمعيت باكتريهاي يرسينيا انتروكوليتيكا و شيگلا ديسانتر يدر يك سيستم كمپلكس غذايي )سوسيس( طي 17 روز در دو سطح دمايي ) C ° 4 و 35 ( و چهار سطح عصاره قره قات )صفر، 1 / 0 ، 2 / 0 و 4 / 0 درصد( بررسي گرديد. نتايج نشان داد هر سه مدل ارائه شده داراي توانايي قابل قبولي جهت مدلسازي ديناميكي داشتند، اما مدل كينتيك هموگرافيك با ضريب تبيين ) 96 / 0 تا 98 )/ 0 ، ضريب تبيين اصلاح شده ) 95 / 0 تا 97 )/ 0، ضريب تبيين ارزيابي شده متقابل ) 87 / 0 تا 90 / 0 (و ريشه مربع ميانگين خطا ) 12 / 0 تا 42 / 0( بهترين انتخاب جهت بررسي ديناميك و الگوي كينتيكي براي باكتري يرسينيا انتروكوليتيكا و مدل كينتيك مرتبه n ام با ضريب تبيين ) 94 / 0 تا 98 / 0 (، ضريب تبيين اصلاح شده ) 92 / 0 تا 96 / 0 (، ضريب تبيين ارزيابي شده متقابل ) 88 / 0 تا 90 / 0( و ريشه مربع ميانگين خطا ) 26 / 0 تا 52 / بهترين انتخاب جهت بررسي ديناميك و الگوي كينتيكي براي باكتري شيگلا ديسانتر يبود. جهت بررسي توانايي مدلهاي نوين ارائه شده، نتايج به دست آمده با اين مدلها با نتايج مدلسازي به روش سيستمهاي استنتاج فازي-عصبي سازگار بررسي شد. با مقايسه نتايج شاخصهاي آماري ميتوان چنين برداشت كرد كه مدلهاي نوين ارائه شده داراي كارايي بهتري نسبت به مدل نوروفازي در جهت پيشگويي ديناميك ميكروبي بود.

Herein, three semi empirical kinetic models, i.e., exponential, homographic and n-order kinetic models were established to describe the microbiological population pattern and dynamic. To prove the generalizability of these models, the Yersinia enterocolitica and Shigella dysentery population dynamics have been investigated in sausage, as a complex food system, contained four different antimicrobial Ribes rubrum extract (RRE) concentrations (0, 0.1, 0.2 and 0.4 percent) at two storage temperatures (4 and 35 °C) during 17 days. Furthermore, to test the capability of these models, the results were compared with neuro-fuzzy system. Although, all three kinetic models showed a reasonable prediction accuracy, homographic kinetic model was the best for predicting antibacterial effects of RRE against Y. enterocolitica (R2 = 0.96-0.98, R2adj = 0.95-0.97, Q-squared = 0.87-0.90, and RMSE = 0.12-0.42) and the n-order kinetic model did the best in describing the kinetic pattern of S. dysentery (R2 = 0.94-0.98, R2adj = 0.92-0.96, Q-squared = 0.88-0.90, RMSE = 0.26-0.52). Semi-empirical kinetic models had better performance for predicting microbiological population dynamic than neuro-fuzzy system. Also, it’s worth mentioning that the novel semi empirical models presented important biological parameters which provided a better understanding of the systems biological state than neuro-fuzzy system. These results could offer new perspectives in the field of microbiology.