一种快速定量检测农产品及其制品中微生物活性值的方法 技术领域：
本发明涉及一种快速定量检测微生物活性值的方法，尤其是涉及一种检测农产品或其加工产品(以下简称农产品)所含微生物状况及其在储藏期间生长、活动状况的方法。
背景技术：
农产品中均含有各种微生物，微生物的存在对农产品储藏的安全是一个严重的威胁。特别是处于生长状态的霉菌(微生物一种类型)，它们可以分解、利用储藏物中的成分，分泌各种代谢产物，从而破坏储藏物的品质；更为严重的是许多微生物可以分泌产生有毒害作用的物质，如黄曲霉的生长可以产生有剧毒和致癌性的黄曲霉毒素等，影响人类的食品安全性。为了防止微生物对农产品储藏地危害，目前国家粮库是利用测量温度的方法监测微生物的活动，并配备了储粮通风系统、谷物冷却系统等抑制微生物在储粮中的发展。但是，温度监测微生物的方法不够灵敏，当储粮温度有异常变化时，微生物已经大量生长、繁殖，在这一时期采取通风、降温措施只能起阻止微生物进一步危害的作用，其对储藏物产生的危害已经不可逆转。因此，要有效保护农产品的储藏品质，确保储藏农产品相关的食品安全性，关键是要有可靠、灵敏的微生物检测方法，尤其是可以准确检测微生物生理活动状态的方法。
传统的检测微生物带菌量的方法很多，如显微镜观察计数法，平板菌落计数法等，但这些方法的检测结果均不能反映微生物的生理活性状态。例如，一个休眠的霉菌孢子与一个正在萌发的霉菌孢子，甚至是一根正在生长(尚没有形成子代霉菌孢子)的菌丝，传统的微生物带菌量检测方法不能分辨其差异，可是霉菌的生长过程可以对储藏农产品造成各种危害，因此，传统的微生物带菌量检测手段不能确保农产品储藏的安全。
现有检测微生物的相关技术中也有一些是通过检测酶活力实现的，这些技术中有些是用化学滴定法，有些是利用复合剂与微生物反应通过检测气体成分的变化确定微生物的存在量，均存在检测误差大、操作复杂、费时等弊病。但对于利用气体传感器测定反应液中氧气的生成量，从而快速、定量检测微生物活性的检测技术，迄今未见有相关报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种可以快速、准确检测农产品及其制品中微生物存在量及其生理活动状况的方法，该方法可以及时、可靠地提供储藏农产品中危害性微生物活动的信息，便于农产品储藏管理者采取正确的处理措施，避免延误或过度处理造成对储藏农产品的品质损害及人力、物力浪费。
本发明的具体技术方案如下：
本发明将定量的待测样品经水洗涤、过滤，获得洗涤液，将定量的洗涤液作为反应液加到具有气密特性的反应容器内，将反应液加热到指定温度并控制恒温，再加定量的过氧化氢溶液到反应液中，密闭反应容器，由气体传感器检测反应容器内反应液产生的氧气量，经信号转换和显示，快速定量检测出样品中的微生物活性值。
本发明所述的定量待测样品是指根据样品的性质确定一次检测所需的样品量为20～200克。
本发明所述的加定量的洗涤液是指在反应容器内添加的洗涤液量为100～500毫升。
本发明所述的将反应液加热到指定温度并控制恒温是指其温度值为20℃～40℃。
本发明：所述的加定量的过氧化氢溶液是指在反应容器内添加30％浓度的过氧化氢溶液为1～20毫升。
本发明所述的快速定量检测是指一个样品的检测操作可在1～30分钟内完成，同一样品检测的相关系数(r值)大于0.99。
本发明所述待测样品水洗涤液的过滤是指用孔径大于0.05毫米的筛网过滤，允许样品中所含微生物的孢子或菌丝通过滤器。
本发明所述的具有气密特性的反应容器是指容器的气密性应达到加压104帕，10分钟内压力降低小于1％。
本发明所述的气体传感器是指可以感知密闭反应容器内样品反应液和过氧化氢反应新产生的氧气量，并可将感应值转换成电信号的专用传感器。
本发明所述的信号转换和显示是指将传感器采集的模拟信号经传感器电流信号传输线传输至中央处理器中，并由中央处理器中的A/D转换单元转换为数字信号，从显示屏中显示检测值。
本发明的原理为：
农产品经收获及干燥、除杂等处理或经特定加工后，霉菌可在其中生长或产生有毒代谢物，引起其品质劣变，需氧生长的霉菌均可分解过氧化氢产生氧气，且当霉菌进入生长状态或生理代谢活跃状态时分解过氧化氢产生氧气的能力会有非常显著的提高。因此，用水将定量的农产品储藏物中的微生物洗涤并过滤制成洗涤液，与定量的过氧化氢同时加入到反应容器中，密闭并保温反应，与反应容器相联的传感器可检测出生成的氧气量，信号电流经A/D转换，在显示屏中显示出测定值。
本发明的优点在于：
1、本发明在反应容器内加入农产品或其制品的洗涤液和过氧化氢，反应产物只有单一的氧气，检测所需的时间短，测定一个样品的全部过程不超过30分钟；检测的定量准确，检测精度高，同一样品的检测相关性大于0.99。
2、本发明的检测结果不仅与农产品或其制品中存在的微生物量有关，也与所存在微生物的生理状态有关，当微生物孢子萌发或菌丝生长时，检测值会急剧升高；了解微生物孢子萌发或菌丝生长的状况在农产品或其制品储藏期间意义重大，因为只有微生物的生长和代谢活动才会造成这些储藏物的品质变化；通过定时监测储藏农产品或其制品的微生物活性值变化，即可了解这些储藏物的微生物活动情况，可以为安全储藏技术的及时、科学应用提供可靠的依据。
3、本发明检测的样品量大，检测精度高，检测值范围大，通过扣除空白对照检测值使整个检测操作不需在无菌室中进行，且样品洗涤用水也不需用无菌水，可大大简化检测操作对环境和设备的要求，降低操作难度。
附图说明：
图1为本发明检测所用设备结构主视图
图2为图1的俯视图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1：(加湿小麦跟踪检测)
将品质正常的小麦用水加湿至含水量18％，储藏于温度为25℃的恒温箱中，每天用本发明的方法跟踪检测该小麦的微生物活性变化。
按照本发明的方法，称取100克加湿小麦，装于带塞的三角瓶中，每次加入160毫升水，塞紧瓶盖，在摇瓶机中振摇2分钟，用孔径为1毫米的筛网过滤到500毫升的量筒中，共振摇3次，定容水体积至500毫升。
打开反应罐盖10，将500毫升洗涤液倒入反应罐11中组成反应液13，按动箱体1上安装的操作键盘18设定测定条件，操作指令通过键盘信号传输线3进入中央处理器4，由中央处理器4运算后分别发出指令，分别通过搅拌控制传输线5、加热控制传输线6，启动加热器15加热，并通过启动磁力搅拌器16，带动磁搅拌棒15，搅动反应液13使加热和反应均匀；温度控制通过温度传感器12感应反应液13的温度变化，温度信号通过温度信号传输线7进入中央处理器4处理并控制加热器15的通、断状态；当反应液13达到指定温度后，向反应液中加入10毫升30％过氧化氢溶液，迅速盖紧反应罐盖10，并通过操作键盘18向中央处理器4发出检测指令，控制信号和与反应罐相联的传感器9检测信号通过检测传输线8进行传输；所有的操作状态及检测结果由中央处理器4通过数据传输线2在与其相联的显示屏17中显示。
加湿小麦样品跟踪检测的结果如下：小麦储藏时间(天)本发明方法测定结果 (活性单位)传统平板菌落计数法检测结果 (×103个/克) 1 30.0 5.6 2 90.0 3.3 3 160.0 5.1 4 566.0 8.0 5 882.0 6.1 6 957.0 10.2 7 1130.0 6.5 8 1460.0 148.0 9 1688.0 588.0 10 1675.0 621.0
从上表可以看出，利用本发明的方法检测加湿小麦，其检测值每天都有明显的变化，这是因为当小麦加湿后，小麦中的霉菌开始代谢和生长，这一过程伴随着菌丝的延长和分解过氧化氢酶量的增加及酶活性的变化；用传统的平板菌落计数法检测，在第8天之前，增湿小麦的带菌量没有明显的变化，在第8天以后突然显著增加，这是由于霉菌在孢子萌发和菌丝生长阶段，个体数一般不发生明显变化，而当霉菌形成分生孢子后才出现个体数显著增加的现象。由于霉菌菌丝的生长和代谢是导致储藏小麦变质的主要因素，用传统的平板菌落计数检测方法不仅测定一个样品需要培养5天以上，而且所得到的信息不能及时反映霉菌的生长的情况(当霉菌形成分生孢子以后，小麦品质已经受到危害)；实际上本实施例中当加湿小麦储藏到第4天时用本发明的方法检测，其检测值有一个明显的跳越，利用这一信息可以及时采取消除微生物危害的措施，从而有效保障小麦的储藏品质安全。
实施例2：(正常水分特级大米常温储藏)
利用实施例1相同的检测操作，测得正常水分特级大米常温储藏期间的微生物活性值变化，并与传统的霉菌平板菌落计数法对照，得到下列检测结果：大米储藏时间(天)本发明方法测定结果 (活性单位)传统平板菌落计数法检测结果 (×103个/克) 0 260.0 8.1 10 266.0 7.6 20 258.0 9.3 30 281.0 8.2 40 272.0 8.8 50 290.0 7.1 60 285.0 8.6
从上表可以看出，利用本发明的方法和传统的霉菌平板菌落计数法检测常温下储藏的正常水分特级大米，两种方法均没有发现微生物的生长现象，即这种大米的储藏没有受到微生物对其品质的危害，说明本发明的方法不仅具有快捷性，而且具有准确性和可靠性。