[发明专利]奶乳制品细菌含量电子快速检测仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电子检测领域，涉及微生物检测仪器和检测方法，具体是一种奶乳制品细菌含量电子快速检测仪及其检测方法，应用于奶乳制品细菌含量的快速检测。

技术背景

微生物测量在食品、临床医学和环境检测等诸多领域具有非常重要的意义，对微生物活细胞的快速检测更是一个令人关注的课题。测量生活饮用品的细菌含量，国际上公认的有标准平板培育法和显微镜直接观察法。其缺点是测量需要熟练的操作技能，测量时间长。因此对于要求迅速性和多体的检测对象，显然不适宜采用上述两种方法。

多年来，国内外的微生物学家、物理学家、电子信息和化学科学家充分利用微生物的热学、光学、电化学和生物电化学性质，提出了一系列新型微生物快速检测方法。并根据检测原理和方法将其分为三大类。

第一类为传统的微生物测定方法。该方法包括上述的标准平板培育法、显微镜直接观察法、干重法和细菌长度测定法等。其缺点为操作繁琐、测定时间长。

第二类为非生物电化学方法。该方法的检测原理是基于微生物及生物过程中的一些物理性质。最常见的有生物发光法、粘度法、微量量热法、免疫荧光测定法、酶联免疫吸附测定法、质谱法和拉曼光谱法等。其缺点是对菌种的选择性较高，只适用于特定菌种的测量，技术要求高，所需的测量仪器复杂，设备成本高，操作繁琐，精确度差，故很难得到实际的推广和普遍的应用。如美国Hygiena生产的Pi-102食品细菌快速测定仪，该检测仪采用ATP生物发光法和美国BENTLEY公司最新推出的半自动牛奶细菌计数仪BactoCount IBC-M，该检测仪采用荧光法检测

第三类为生物电化学方法。该方法的原理是通过电极测定生物量产生或消耗的电荷，从而得出要分析的电信号。微生物在滋生代谢过程中，培养基的电化学性质如电流、电位、电阻和电导等会发生变化，所以可以通过检测分析这些电化学参量的变化，实现对微生物的快速测定。常见的有：电位分析法、电流分析法、阻抗分析法、方波极普法等。由于生物电化学方法具有测量快速、直观、操作简单、测量设备成本低和信号的可控性好等特点。这种方法得到了国内外学者的高度注视，在国内外的相关科学技术期刊上已有大量的研究论文报导。

1979年Matsunaga首次使用燃料电池型电极系统对培养液中的细菌数目进行了快速测定，响应时间为15min。1988年Ramsay等人首次利用伏安型细胞传感器进行了菌数浓度的测定，实验菌种为E.Coli，响应时间为1min，在对生肉和废水中微生物浓度的监测上获得成功。1992年许春向等人研制出可连续监测啤酒发酵罐中酵母菌总数的燃料电池型细胞传感器，响应时间为5min。2000年，蔡豪斌等用伏安型细胞传感器对牛奶中的菌数进行了检测，文章《微生物活细胞检测生物传感器的研究》发表在《华夏医学》。上述技术均存在一些弊端，例如测量精度不高，国内尚没有进入实际应用。

目前国际上更多的国家特别是西欧国家的许多企业采用色素还原试验法。“色素还原试验法”的原理是由于细菌增生而耗氧，使试样牛奶之类的氧化还原电位降低，若把随还原而变色的色素预先加在不致防碍细菌生育的试样内，就能测得试样中的细菌活性，即生存的细菌数目。该方法取定量试样和一定色素放入试管混合，在热水浴内放置30分钟后取出，在自然光或白昼色有荧光灯光下选取乳白色的背景，按照所给出的色标表进行比色以测定细菌数。如果所显示的色调介于表中所列之间，则读取接近色标的细菌数。比色判断须在从热水浴内取出时立刻进行。

色素还原试验法实质上就是测定按细菌还原能力发生的色素色调变化。其优点是：不需要特殊器具，操作简便，同时能检测多体。但仍存在如下缺点：(1)由于色素的生色灵敏度低，因而不能迅速测量。(2)在培育时间内各种细菌的增生并非一致，特别是当存在抗性之类的物质时，这一倾向尤为显著。(3)因为生色不连续，所以只能不连续测定。(4)由于测定者是用目视判断色调，因而难免因人而异，影响测量精度。(5)氧化还原色素只能用生色性色素。

至今为止，国内各地区奶乳品生产企业和相关的质检部门，在对其鲜奶、酸奶及各种饮品的细菌含量检测过程中，一直沿用传统的平板细菌培育检测法，而这种方法不仅操作烦琐，而且需要耗费大量的人力和物力，更重要的是检测结果的时间滞后，极大的影响着这些企业和质检部门的经济效益和工作效率。

发明内容