阅读说明：本技术 一种微生物检测方法 (Microorganism detection method ) 是由 曾史俊 陈海宁 刘学文 陶平 余构彬 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：一种微生物检测方法,包括步骤：将待测物搅拌破碎,再加入营养液混合均匀制成待测样品,取预设量的待测样品放入培养皿中；将培养皿放置在隔热箱中,隔热箱内位于培养皿正上方区域设有由若干个热堆传感器构成的热堆阵列传感器；通过热堆传感器实时检测培养皿的温度,按照时间顺序记录每一帧的温度数值；比较相邻帧的温度差值,由后一帧的温度数值减去前一帧的温度数值,若温度差值为正则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈生长增加状态；若温度差值为0则表示待测样品中的微特征从前一帧到后一帧的时间期内呈稳定维持状态；若温度差值为负则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈减少状态。本发明测量精准,便于查看分析。(A method of detecting a microorganism, comprising the steps of: stirring and crushing a to-be-detected object, adding a nutrient solution, uniformly mixing to prepare a to-be-detected sample, and putting a preset amount of to-be-detected sample into a culture dish; placing the culture dish in a heat insulation box, wherein a thermopile array sensor consisting of a plurality of thermopile sensors is arranged in the region, which is positioned right above the culture dish, in the heat insulation box; detecting the temperature of the culture dish in real time through a thermopile sensor, and recording the temperature value of each frame according to the time sequence; comparing the temperature difference of the adjacent frames, subtracting the temperature value of the previous frame from the temperature value of the next frame, and if the temperature difference is regular, indicating that the microorganisms in the sample to be detected are in a growth increasing state in the time period from the previous frame to the next frame; if the temperature difference is 0, the micro-features in the sample to be detected are in a stable maintenance state in the time period from the previous frame to the next frame; if the temperature difference is negative, it indicates that the time period from the previous frame to the next frame of the microorganisms in the sample to be tested is in a reduction state. The invention has accurate measurement and is convenient to check and analyze.)

一种微生物检测方法

技术领域

本发明涉及一种微生物检测方法，具体地说是一种主要针对食品的微生物检测方法。

背景技术

食品是人类生命活动中赖以生存的物质基础，人类对食品最基本的要求是“无毒、无害、有营养”。轻工食品行业的生产厂家都要进行产品质量控制，细菌总数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等是细菌检验的重要指标。

食品卫生微生物鉴定的传统方法有：形态结构、细胞培养、生化试验、血清学分型、噬菌体分型、毒性试验及血清试管凝聚试验等。

微生物快速检测法的不断发展,很多检验技术日趋成熟和完善,并被人们进一步开发、研制成自动或半自动微生物检测仪。

食品微生物检测具有以下意义：

1、可以判断食品加工环境及食品卫生的情况,为卫生管理工作提供科学依据。

2、可以有效地防止或减少食物中毒和人畜共患病的发生。

3、保证产品的质量,避免不必要的损失。

4、是衡量食品卫生质量的重要指标,也是判定被检食品能否食用的科学依据。

传统的微生物检测方法分为：生长量测定法、微生物计数法、试剂纸法、膜过滤法和生理指标法。

1、其中生长量测定法（包括：菌丝浓度法、称干重法、比浊法、菌丝长度测量法）测试精度不够，及时向不足，而且操作过程复杂繁琐，难以跟进微生物的发展变化过程。

2、微生物计数法（包括：血球计数板法、染色计数法、比例计数法、液体稀释法、平板菌落计数法）测试结果精确，但需要高成本投入相应的检测设备，测试周期较长。

3、试剂纸法和膜过滤法是一种简单的定性测试，难以得到准确的量化数据。

4、生理指标法是指P，DNA，RNA，ATP，NAM（乙酰胞壁酸）等含量以及产酸，产气，产CO2（用标记葡萄糖做基质），耗氧，黏度，产热等指标， 都可用于生长量的测定。也可以根据反应前后的基质浓度变化，最终产气量，微生物活性三方面的测定反映微生物的生长。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种微生物检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种微生物检测方法，包括以下步骤：

将待测物搅拌破碎，再加入营养液混合均匀制成待测样品，取预设量的待测样品放入培养皿中；

将培养皿放置在隔热箱中，隔热箱内位于培养皿正上方区域设有由若干个热堆传感器构成的热堆阵列传感器；

通过热堆传感器实时检测培养皿的温度，按照时间顺序记录每一帧的温度数值；

比较相邻帧的温度差值，由后一帧的温度数值减去前一帧的温度数值，若温度差值为正则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈生长增加状态；若温度差值为0则表示待测样品中的微特征从前一帧到后一帧的时间期内呈稳定维持状态；若温度差值为负则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈减少状态。

所述培养皿的表面划分为n*n的矩阵，每个矩阵至少对应一个热堆传感器，同一帧就检测得到n个温度数值，形成一个数据矩阵，通过连续实时检测，从而得到若干个数据矩阵。

所述获取的数据矩阵中，温度从最低值升到最高值的时间段内为微生物增长最多的期间，温度数值最高时对应的待测样品的重量最重。

所述热堆传感器的热灵敏度小于等于0.075℃。

所述通过热堆传感器检测培养皿温度时，采用红外热成像拍摄得到。

本发明通过测量待测量样品的热量来分析微生物的情况，精准得到测试样品的产热数据及过程曲线，统计分析出该食物样品的微生物状态。

附图说明

附图1为本发明流程示意图；

附图2为本发明测试过程的温度、微生物生长曲线示意图；

附图3为本发明采集得到的初始温度数据示意图；

附图4为初始数据处理后的示意图；

附图5为本发明中热堆单个单元传感器的原理图DS图；

附图6为本发明中发热堆阵列传感器的构成示意图；

附图7为培养皿与热堆阵列传感器的组合结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如附图1-7所示，本发明揭示了一种微生物检测方法，包括以下步骤：

将待测物搅拌破碎，再加入营养液混合均匀制成待测样品，取预设量的待测样品放入培养皿中。

将培养皿放置在隔热箱中，隔热箱内位于培养皿正上方区域设有由若干个热堆传感器构成的热堆阵列传感器。

通过热堆传感器实时检测培养皿中营养液的温度，按照时间顺序记录每一帧的温度数值。

比较相邻帧的温度差值，由后一帧的温度数值减去前一帧的温度数值，若温度差值为正则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈生长增加状态；若温度差值为0则表示待测样品中的微特征从前一帧到后一帧的时间期内呈稳定维持状态；若温度差值为负则表示待测样品中的微生物从前一帧到后一帧的时间期内呈减少状态。

为了更好的细分温度数据，将培养皿的表面划分为n*n的矩阵，每个矩阵至少对应一个热堆传感器，同一帧就检测得到n个温度数值，形成一个数据矩阵，通过连续实时检测，从而得到若干个数据矩阵。

所述获取的数据矩阵中，温度从最低值升到最高值的时间段内为微生物增长最多的期间，温度数值最高时对应的待测样品的重量最重。

另外，对于培养皿在测量时的结构设计，通常是在培养皿的上端设置一个透镜，然后最上端设置热堆阵列传感器，热堆阵列传感器的测量距离为S，测量直径为D。采用透镜设计光学结构， 避免了 FOV（视场角） 减小对传感器接收红外辐射能量的减小。 一般透镜的焦距越大， 可以获得的 DS 比也越大。

常用的透镜有菲涅尔透镜、 硅透镜和锗透镜， 其中菲涅尔透镜一般用于大口径和 12 以下的 DS比设计， 而硅透镜可达到 30 的 DS 比， 锗透镜则可以达到更大的 DS比。

所述热堆传感器的热灵敏度可选择为0.025℃-0.075℃。

所述通过热堆传感器检测培养皿温度时，采用红外热成像拍摄得到，获取更加精确。

利用温度变化来分析待测样品中的微生物的情况。

根据获取的数据矩阵，为了提高差异化，可对各温度数值进行差值化处理，从而可得到热量与微生物数量之间的关系。

比如初始时检测得到的矩阵温度数据为前{20.025， 20.025，20.050，20.075，20.025}；{20.025， 20.050，20.075，20.050，20.025}；{20.025， 20.075，20.050，20.025，20.025}，按照此数据矩阵，数据之间的差值并不明显，因此进行去差值化处理。处理后为{1，1，2，3，1}；

{ 1，2，3，2，1}；{ 1， 3，2，1，1}，从而更加直观的查看到输出温度的差值。

通过整个阶段的反复检测，根据发热量，得到微生物的生长情况大致可分为四个阶段，迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期，如附图1所示，具体的各项指标如下表一所示。

表一

由上述可看出，随着时间的推移，食物中的微生物的数量是有所变化的，从而通过检测发热量来较为精确的得到相关的微生物情况。

•另外，可通过以下具体式子来更加直观的表示出温度与微生物间的关系。微生物数量Y，温度T，时间t，

•系数K1,K2,K3,K4,K5,K6

•对数期公式：

•Y=K1[T+K2∫T dt]

•∫T dt：温度在时间的积分，表征在该时期微生物数量超前于温度的变化。

•衰亡期公式：

•Y=K3[T+K4dT/dt]

•dT/dt：温度在时间的微分，表征在该时期微生物数量滞后于温度的变化。

•稳定期公式：

•Y=K5[T+K6]

•数量与温度呈线性关系，表征在该时期微生物数量与温度的变化一致。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。