一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，包括中央控制模塊、恒溫恒濕模塊和信號采集模塊；所述恒溫恒濕模塊和信號采集模塊分別通過數(shù)據(jù)線與中央控制模塊相連，中央控制模塊起到調(diào)節(jié)和控制另外兩個(gè)模塊的作用；恒溫恒濕模塊將溫度和濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，操作人員通過顯示器獲取溫度濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)氣菌適宜的生長條件，通過中央控制模塊調(diào)節(jié)溫濕度；信號采集模塊獲取的氣體可視化傳感器的信號，通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，中央控制模塊對信號進(jìn)行處理并且建立每種產(chǎn)氣菌的模型。本發(fā)明可以根據(jù)不同種類產(chǎn)氣菌與氣體可視化傳感器反應(yīng)后的特征圖譜，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣菌種類的快速鑒別，應(yīng)用于產(chǎn)氣菌種類的鑒別。
【專利說明】一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于產(chǎn)氣菌鑒別領(lǐng)域；具體涉及一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]產(chǎn)氣菌是指在其生長繁殖過程中能夠產(chǎn)生揮發(fā)性成分的一類微生物，對人和動(dòng)物健康，以及食品、制藥工程等有一定的影響。如產(chǎn)氣菌的繁殖會(huì)導(dǎo)致真空包裝食品的漲袋，引起醬油等調(diào)味品生產(chǎn)過程中漲罐滲漏等問題；在固態(tài)發(fā)酵過程中，不同的發(fā)酵階段產(chǎn)氣菌會(huì)產(chǎn)生不同的揮發(fā)性成分，因此及時(shí)快速的發(fā)現(xiàn)和鑒別產(chǎn)氣菌顯得尤為重要。
[0003]目前常用的檢測和鑒別產(chǎn)氣菌的方法主要是將菌液涂布于培養(yǎng)基上后，再挑選單菌落到新的培養(yǎng)基上，然后再一一鑒別，如相關(guān)專利“醬油等調(diào)味品中產(chǎn)氣菌檢測方法”(申請?zhí)?200810210886.7)，在培養(yǎng)基的含量方面有所改進(jìn)，但仍需經(jīng)過接種和培養(yǎng)等復(fù)雜步驟，這種鑒別方法的缺陷是操作程序復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長。由于不同種類的產(chǎn)氣菌在繁殖過程中能夠產(chǎn)生不同的揮發(fā)性成分，因此可以根據(jù)揮發(fā)性成分的不同實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣菌種類的快速鑒另O。相關(guān)發(fā)明專利有“一種用于鑒定及定位產(chǎn)氣菌的培養(yǎng)皿”(申請?zhí)?201120316042.8)，利用產(chǎn)氣菌產(chǎn)生氣體與培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙上的指示劑發(fā)生反應(yīng)，指示劑產(chǎn)生的顏色變化來判斷產(chǎn)氣菌的種類，該方法能快速鑒別產(chǎn)氣菌種類，但是產(chǎn)氣菌在生長繁殖過程中，產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體可能會(huì)不斷變化，而該方法不能觀察指示劑的連續(xù)變化，因此會(huì)產(chǎn)生一定誤差。
[0004]此外不同微生物其 細(xì)胞內(nèi)外部有機(jī)組分的種類、含量和比例不同，而機(jī)器視覺和光譜技術(shù)可以有效表征有機(jī)組分的種類、含量和比例差異，因此利用光譜也可以對微生物進(jìn)行鑒別，相關(guān)專利“一種目標(biāo)微生物的檢測設(shè)備”(申請?zhí)?200920139869.9)，通過采集目標(biāo)微生物圖像信息的和光譜信息，獲取能夠反映目標(biāo)微生物的特征信息，包括菌落形態(tài)、大小和形狀，以及反映樣品內(nèi)部品質(zhì)的特征信息，包括水分、糖類、蛋白質(zhì)、脂類、PH值，根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)對微生物樣品進(jìn)行常規(guī)測定評級和種類區(qū)分。雖然該方法不需要對待測微生物進(jìn)行理化檢測，但是微生物的含量和分布的均勻程度都會(huì)對最終的光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的影響，因而引起判別誤差。
[0005]氣體可視化傳感器技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種氣體快速檢測的新方法，它利用氣體可視化傳感器中氣敏材料與待測氣體反應(yīng)前后顏色發(fā)生明顯變化的特性，對待測氣體進(jìn)行定性和定量分析。發(fā)明專利“一種基于嗅覺可視化技術(shù)快速鑒別畜肉優(yōu)勢腐敗菌的方法”(申請?zhí)?201210115768.4)公開了一種嗅覺可視化技術(shù)鑒別畜肉優(yōu)勢腐敗菌的方法，該方法以卟啉類化合物、PH指示劑、變色染料等作為傳感器的氣敏材料，將畜肉優(yōu)勢腐敗菌產(chǎn)生的揮發(fā)性成分與傳感器相接觸，通過掃描儀獲取傳感器與揮發(fā)性成分反應(yīng)前后的圖像信息，并利用計(jì)算機(jī)提取圖像中的特征信息用于鑒別畜肉優(yōu)勢腐敗菌的種類。這種方法較常規(guī)的細(xì)菌鑒別方法檢測速度快、操作簡單方便、費(fèi)用低，但是該方法不能實(shí)現(xiàn)微生物生長過程中揮發(fā)性成分變化的連續(xù)監(jiān)測，這樣可能產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致鑒別微生物種類過程中的錯(cuò)判現(xiàn)象出現(xiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，在不影響產(chǎn)氣菌生長的前提下，對產(chǎn)氣菌揮發(fā)性成分進(jìn)行快速，連續(xù)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)氣菌種類的鑒別。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，其特征在:包括中央控制模塊、恒溫恒濕模塊和信號采集模塊；所述恒溫恒濕模塊和信號采集模塊分別通過數(shù)據(jù)線與中央控制模塊相連，中央控制模塊起到調(diào)節(jié)和控制另外兩個(gè)模塊的作用；恒溫恒濕模塊將溫度和濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，操作人員通過顯示器獲取溫度濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)氣菌適宜的生長條件，通過中央控制模塊調(diào)節(jié)溫濕度；信號采集模塊獲取的氣體可視化傳感器陣列的信號，通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，中央控制模塊對信號進(jìn)行處理并且建立每種產(chǎn)氣菌的模型。
[0008]所述的中央控制模塊由顯示器、控制機(jī)、光源模塊、微型智能相機(jī)組成；光源模塊安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的上部，由至少兩個(gè)LED光源組成，LED光源的個(gè)數(shù)為偶數(shù)且沿微型智能相機(jī)的中心縱軸對稱布置，發(fā)出的光匯聚于氣體可視化傳感器陣列上；微型智能相機(jī)安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的頂部、氣體可視化傳感器陣列的正上方，由數(shù)據(jù)線與控制機(jī)相連接，用于獲取氣體可視化傳感器陣列的圖像信息，并將圖像信息反饋給控制機(jī)。
[0009]所述恒溫恒濕模塊由溫度傳感器、蓄水槽、通蒸汽管道、加濕器、濕度傳感器組成；溫度傳感器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的溫度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)上，并由顯示器呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器呈現(xiàn)的溫度，判斷溫度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)調(diào)節(jié)溫度；蓄水槽安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁及底部一周，用于維持恒溫箱內(nèi)的溫度2(T40°C范圍內(nèi)；通蒸汽管道用于連接加濕器和恒溫恒濕培養(yǎng)箱；加濕器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱外部，通過蒸汽管道與恒溫恒濕培養(yǎng)箱相連，用于維持恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的濕度在65%~85%范圍內(nèi)；濕度傳感器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的濕度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)上，并由顯示器呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器呈現(xiàn)的濕度判斷濕度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)調(diào)節(jié)濕度。
[0010]所述信號采集模塊安裝于培養(yǎng)箱底部中央，由氣體通道、特制培養(yǎng)皿的底、空心長方體的氣體反應(yīng)室、特制培養(yǎng)皿的蓋組成；氣體反應(yīng)室安裝于特質(zhì)培養(yǎng)皿蓋的內(nèi)表面；在空心長方體氣體反應(yīng)室的側(cè)面設(shè)置有氣體通道；氣體可視化傳感器陣列安裝于氣體反應(yīng)室底部的內(nèi)表面上。
[0011]本發(fā)明具有有益效果。氣體可視化傳感器技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種氣體快速檢測的新方法，它利用氣體可視化傳感器中氣敏材料與待測氣體反應(yīng)前后顏色發(fā)生明顯變化的特性，對待測氣體進(jìn)行定性和定量分析。不同種類的產(chǎn)氣菌在繁殖過程中能夠產(chǎn)生不同的揮發(fā)性成分，因此可以根據(jù)不同種類產(chǎn)氣菌與氣體可視化傳感器反應(yīng)后的特征圖譜，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣菌種類的快速鑒別。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的中央控制模塊示意圖； 圖2是本發(fā)明的恒溫恒濕模塊示意圖；
圖3是本發(fā)明的信號采集模塊示意圖。
[0013]圖中:1顯器、2控制機(jī)、3光源模塊、4氣體可視化傳感器陣列、5產(chǎn)氣菌菌落、6微型智能相機(jī)、7恒溫恒濕培養(yǎng)箱、8特制培養(yǎng)皿、9培養(yǎng)基、10蓄水槽、11溫度傳感器、12通蒸汽管道、13加濕器、14濕度傳感器，15氣體通道、16特制培養(yǎng)皿的底、17空心長方體的氣體反應(yīng)室、18特制培養(yǎng)皿的蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0015]結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。 [0016]\^XBacillus fusiformis J4 (AF169537.1) > Brochothrix thermosphacta DSMZ20171 (AY543023.1), Pseudomonas koreensis Ps 9-14NR(025228.1)為例，本發(fā)明的鑒別裝置由中央控制模塊、恒溫恒濕模塊和信號采集模塊組成。恒溫恒濕模塊和信號采集模塊分別通過數(shù)據(jù)線與中央控制模塊相連，中央控制模塊起到調(diào)節(jié)和控制另外兩個(gè)模塊的作用。恒溫恒濕模塊將溫度和濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，操作人員通過顯示器獲取溫度濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)氣菌適宜的生長條件，通過中央控制模塊調(diào)節(jié)溫濕度；信號采集模塊獲取的氣體可視化傳感器的信號，通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，中央控制模塊對信號進(jìn)行處理并且建立每種產(chǎn)氣菌的模型。
[0017]如圖1所示，中央控制模塊由顯示器1、控制機(jī)2、光源模塊3、氣體可視化傳感器陣列4、產(chǎn)氣菌菌落5、微型智能相機(jī)6、恒溫恒濕培養(yǎng)箱7、特制培養(yǎng)皿8、培養(yǎng)基9組成。光源模塊3安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)壁的上部，由2個(gè)LED光源組成，LED光源的位置沿微型智能相機(jī)6的中心縱軸左右對稱，發(fā)出的光匯聚于氣體可視化傳感器陣列4上；微型智能相機(jī)6安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)壁的頂部、氣體可視化傳感器陣列4的正上方，與控制機(jī)2用數(shù)據(jù)線連接，用于獲取氣體可視化傳感器陣列4的圖像信息，并將圖像信息反饋給控制機(jī)2 ；
如圖2所示，本發(fā)明所述的恒溫恒濕模塊由蓄水槽10、溫度傳感器11、通蒸汽管道12、加濕器13、濕度傳感器14組成。溫度傳感器11安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)部的溫度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)2上，并由顯示器I呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器I呈現(xiàn)的溫度，判斷溫度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)2調(diào)節(jié)溫度；蓄水槽10安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)壁及底部一周，用于維持恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)的溫度；通蒸汽管道12用于連接加濕器13和恒溫恒濕培養(yǎng)箱7 ;加濕器13安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱7外部，通蒸汽管道12與恒溫恒濕培養(yǎng)箱7，用于維持恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)部的濕度；濕度傳感器14安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)部的濕度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)2上，并由顯示器I呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器I呈現(xiàn)的濕度，判斷濕度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)2調(diào)節(jié)濕度。
[0018]如圖3所示，本發(fā)明所述的信號采集模塊安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱7底部中央，由氣體通道15、特制培養(yǎng)皿的底16、空心長方體的氣體反應(yīng)室17、特制培養(yǎng)皿的蓋18組成。氣體反應(yīng)室17安裝于特質(zhì)培養(yǎng)皿蓋18的內(nèi)表面；在空心長方體氣體反應(yīng)室17的側(cè)面設(shè)置有氣體通道15 ;氣體可視化傳感器陣列安裝于氣體反應(yīng)室17底部的內(nèi)表面上。
[0019]本發(fā)明裝置的工作過程如下:(1)選取一批已鑒定的產(chǎn)氣菌fusiformis J4 (AF169537.1) ^ Brochothrixthermo sphacta DSMZ 20171 (AY543023.1)^Pseudomonas koreensis Ps 9-14NR(025228.1)將培養(yǎng)基倒入特制的培養(yǎng)皿8中，將已鑒定的產(chǎn)氣菌菌種至該培養(yǎng)基上，每種菌至少做3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿8放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱7內(nèi)的底部；
(2)將氣體可視化傳感器陣列4放入特制培養(yǎng)皿8的氣體反應(yīng)室17內(nèi)。并且根據(jù)微型智能相機(jī)6采集到的氣體可視化傳感器陣列4的圖像，調(diào)整氣體可視化傳感器陣列4，確保氣體可視化傳感器陣列4位于微型智能相機(jī)6的視野范圍內(nèi)；
(3)操作人員通過操作控制機(jī)2將恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至37±1°C，濕度調(diào)節(jié)至 90% ；
(4)微型智能相機(jī)6實(shí)時(shí)采集氣體可視化傳感器陣列4的圖像，并對圖像進(jìn)行處理,獲得每種產(chǎn)氣菌的特征圖譜；
(5)操作人員根據(jù)每種產(chǎn)氣菌的特征圖譜結(jié)合模式識別方法，建立這三種產(chǎn)氣菌的鑒別豐旲型;
(6)選取另一批已鑒定的產(chǎn)氣菌Bacillus fusiformis J4 (AF169537.1)、Brochothrix thermo sphac ta DSMZ 20171 (AY543023.1) > Pseudomonas koreensis Ps9-14NR(025228.1)，重復(fù)步驟(I廣(4)，將獲得的每種產(chǎn)氣菌的特征圖譜代入步驟(5)得到的每種產(chǎn)氣菌的模型，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0020](7)將未知產(chǎn)氣菌重復(fù)步驟(1)~(4)，將獲得的未知產(chǎn)氣菌的特征圖譜代入步驟
(5)得到的產(chǎn)氣菌的模型中就可以快`速測定鑒別未知產(chǎn)氣菌的種類。
【權(quán)利要求】
1.一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，其特征在于:包括中央控制模塊、恒溫恒濕模塊和信號采集模塊；所述恒溫恒濕模塊和信號采集模塊分別通過數(shù)據(jù)線與中央控制模塊相連，中央控制模塊起到調(diào)節(jié)和控制另外兩個(gè)模塊的作用；恒溫恒濕模塊將溫度和濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，操作人員通過顯示器獲取溫度濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)產(chǎn)氣菌適宜的生長條件，通過中央控制模塊調(diào)節(jié)溫濕度；信號采集模塊獲取的氣體可視化傳感器陣列的信號，通過數(shù)據(jù)線傳遞給中央控制模塊，中央控制模塊對信號進(jìn)行處理并且建立每種產(chǎn)氣菌的模型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，其特征在于:所述的中央控制模塊由顯示器、控制機(jī)、光源模塊、微型智能相機(jī)組成；光源模塊安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的上部，由至少兩個(gè)LED光源組成，LED光源的個(gè)數(shù)為偶數(shù)且沿微型智能相機(jī)的中心縱軸對稱布置，發(fā)出的光匯聚于氣體可視化傳感器陣列上；微型智能相機(jī)安裝于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的頂部、氣體可視化傳感器陣列的正上方，由數(shù)據(jù)線與控制機(jī)相連接，用于獲取氣體可視化傳感器陣列的圖像信息，并將圖像信息反饋給控制機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，其特征在于:所述恒溫恒濕模塊由溫度傳感器、蓄水槽、通蒸汽管道、加濕器、濕度傳感器組成；溫度傳感器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的溫度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)上，并由顯示器呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器呈現(xiàn)的溫度，判斷溫度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)調(diào)節(jié)溫度；蓄水槽安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁及底部一周，用于維持恒溫箱內(nèi)的溫度2(T40°C范圍內(nèi)；通蒸汽管道用于連接加濕器和恒溫恒濕培養(yǎng)箱；加濕器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱外部，通過蒸汽管道與恒溫恒濕培養(yǎng)箱相連，用于維持恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的濕度在65%~85%范圍內(nèi)；濕度傳感器安裝在恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)壁的下部，將恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)部的濕度實(shí)時(shí)傳遞到控制機(jī)上，并由顯示器呈現(xiàn)出來，由操作人員根據(jù)顯示器呈現(xiàn)的濕度判斷濕度是否適宜微生物生長，并通過操作控制機(jī)調(diào)節(jié)濕度。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鑒別產(chǎn)氣菌種類的裝置，其特征在于:所述信號采集模塊安裝于培養(yǎng)箱底部中央，由氣體通道、特制培養(yǎng)皿的底、空心長方體的氣體反應(yīng)室、特制培養(yǎng)皿的蓋組成；氣體反應(yīng)室安裝于特質(zhì)培養(yǎng)皿蓋的內(nèi)表面；在空心長方體氣體反應(yīng)室的側(cè)面設(shè)置有氣體通道；氣體可視化傳感器陣列安裝于氣體反應(yīng)室底部的內(nèi)表面上。
【文檔編號】C12M1/34GK103642681SQ201310660390
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】鄒小波, 黃曉瑋, 趙杰文, 石吉勇, 朱瑤迪, 李志華 申請人:江蘇大學(xué)