论文部分内容阅读
水产品是国民膳食结构和国家经济的重要组成部分,但有毒有害因素对水产品的污染严重威胁其安全性,其中致病性弧菌是污染水产品最主要的病原微生物。致病性弧菌引起的食物中毒主要集中在夏秋季节的沿海地区,在我国浙江、广东、福建、天津和山东等地每年均有大小不同规模的爆发。此外,致病性弧菌也是日本、东南亚、美国等国家夏季的主要食源性致病菌。致病性弧菌对水产品安全的威胁引发了各国研究机构的高度重视,目前,致病性弧菌已是国内外卫生标准规定的必检项目。可见,快速、可靠、经济、简便的致病性弧菌检测及监控技术是各级检验检疫部门的迫切需求,更是水产品安全的有力保障。智能型电子舌(简称智舌)是一种新型电子舌,是以组合脉冲弛豫为激发扫描信号,辅以特定传感器阵列,结合多元统计方法构建的一类电子舌。电子舌因其具有检测速度快、信息量丰富、样品前处理简单、成本低廉、能全面反映液体的综合信息等特点而越来越受到国内外专家学者的关注。目前,电子舌在酒类、饮料、茶叶等食品的品质评定等领域已经显示出巨大的应用潜力,但在微生物检测领域的研究尚处于起步阶段。本课题率先对智舌在致病性弧菌的检测方面做了尝试性研究,初步探讨用智舌结合适宜的统计分析方法,以同属不同种的5种致病性弧菌为被检菌,构建一种新型的食品微生物快速检测技术。本研究的主要内容为:1.智舌示踪特异性液体培养基中致病性弧菌的生长将5种致病性弧菌(辛辛那提弧菌、溶藻弧菌、麦氏弧菌、创伤弧菌、拟态弧菌)接种于其相应的特异性液体培养基中,从培养0h开始,利用智舌每隔1h分别检测这5个菌株的液体培养物,即利用智舌对这5种致病性弧菌的生长趋势进行监测研究,然后结合PCA对信号采集装置获得的能够反应被测物整体综合信息的大量原始变量进行统计学分析。以得分图上样本点之间的离散度为判别依据,评判各工作电极及其频率段组合的示踪效果。同时以分光光度法为参照方法验证智舌是否具有示踪致病性弧菌生长的能力。结果显示:智舌示踪5种致病性弧菌在其特异性培养基中的生长情况与分光光度法测定的结果相符,表明利用智舌监测液体培养基中致病性弧菌的生长情况是可行的,证明智舌能灵敏地感测到弧菌在其不同生长阶段下液体培养物的差异性有很大的持续研究价值。2.智舌对11种致病性弧菌的鉴别研究使用基于脉冲伏安法的智舌,对11种致病性弧菌——海鱼弧菌、弗尼斯弧菌、麦氏弧茵、霍利斯弧茵、创伤弧菌、辛辛那提弧菌、副溶血性弧菌、溶藻弧菌、河流弧茵、鲨鱼弧菌、拟态弧菌的液体培养物进行鉴别研究。在保证准确性的基础上,为尽量杂短时间内得到11种致病性弧茵的鉴别结果,本研究用智舌分别对培养1h、2h、3h…….24h的致病性弧菌液体培养物进行鉴别研究,再采用PCA对智舌采集的数据进行处理,得到各电极及频率段组合的主成分得分图,对其进行分析、比较区分辨识效果,然后确定能够将致病性弧菌区分开的最短时间和最佳的电极及频率段组合。结果显示,智舌结合PCA能很好地鉴别11种致病性弧菌,鉴别区分能力强的电极及对应频率段分别为:麦氏弧菌:银电极10HZ及100Hz,钯电极100Hz和钨电极的1HZ及10Hz频率段;溶藻弧菌:金电极1Hz及100Hz,钛电极10Hz及100Hz,银电极的1Hz及100Hz频率段;辛辛那提弧菌:金电极1HZ及10Hz,钛电极1Hz及100Hz,钨电极的1Hz频率段;创伤弧菌:钯电极1Hz,钛电极的1Hz及10Hz,钨电极10Hz及100Hz频率段;拟态弧菌:钯电极10Hz,钛电极的1Hz,金电极1Hz及100Hz频率段。这进一步证明了智舌对不同种致病性弧菌液体培养物差异的敏感性3.基于智舌和簇类的独立软模式识别法(soft independent modeling of class analogy, SIMCA)的5种致病性弧菌模式识别单元的构建智舌传感系统通过传感器检测5种致病性弧菌的液体培养物,结合SIMCA建立5种致病性弧茵的PCA数学模型,再用训练集和检验集样本对经过初筛的PCA模型进行回判及检验,根据PCA模型的判别效率确定每种菌的最佳判别模型(最佳的电极及频率段组合)。最后用最佳的判别模型对未知样本进行判别分析,从而探索研究智舌结合SIMCA能否用来判别分析不同种致病性弧菌。结果表明,智舌与SIMCA相结合构建的致病性弧菌智能识别模型能准确地识别同类,拒绝它类,其判别准确率均达到了100%,也就是说,这些模型能很好地判别被试菌种是否为目标菌种。