СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА БАКТЕРИЙ В МОЛОКЕ Российский патент 1994 года по МПК G01N33/04 

Изобретение относится к способам анализа полидисперсных систем и может быть использовано в молочной промышленности для определения общего количества бактерий и соматических клеток в молоке.

Известны способы, позволяющие определять либо общее количество бактерий, либо количество соматических клеток в молоке. Способ одновременного определения указанных компонент молока неизвестен.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения общего количества бактерий в молоке, основанный на том, что осветленную и разбавленную пробу молока облучают монохроматическим излучением при принудительной прокачке пробы через зону контроля. При этом с помощью гидрофокусирующего устройства устанавливают требуемый диметр обучаемого потока осветленной суспензии и определяют общее количество бактерий путем подсчета числа импульсов рассеянного на бактериях излучения.

Недостаток этого метода заключается в его ограниченности, т.е. в возможности определения только количества бактерий, хотя сигналы светорассеяния позволяют следить также и за другими компонентами молока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечения одновременного определения общего количества как бактерий, так и соматических клеток.

Цель достигается предлагаемым способом определения общего количества бактерий и соматических клеток в молоке, согласно которому после облучения прошедшей через гидрофокусирующее устройство осветленной и разбавленной пробы молока собирают рассеянное на частицах излучение оптической системы в углах 5-35^о относительно падающего луча, измеряют амплитуду каждого импульса рассеяния, по которой вычисляют размер зарегистрированной частицы, после чего определяют общее количество бактерий путем суммирования частиц с размером менее 4 мкм, а количество соматических клеток суммированием частиц с размером более 4 мкм.

От прототипа заявляемый метод отличается тем, что измеряют интенсивность рассеянного на каждой частице излучения, собранного оптической системой в углах 5-35^о. Далее по интенсивности вычисляют размер каждой частицы и путем суммирования частиц соответствующих размеров определяют общее количество бактерий и соматических клеток. Эти отличия определяют новизну способа. Признаки, отличающие данный способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях в области исследования полидисперсных систем, что обеспечивает соответствие заявляемого решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана схема установки, реализующей способа; на фиг.2 - данные расчетов зависимости логарифма интенсивности рассеяния от размеров частиц для разных углов сбора рассеянного излучения; на фиг.3 - результаты проведенного эксперимента согласно примеру.

Установка для осуществления способа включает гидрофокусирующее устройство, состоящее из канала внешней струи 1 и канала подачи пробы 2, источник монохроматического излучения 3, цилиндрические фокусирующие линзы 4, оптическую систему 5 для сбора рассеянного на частицах излучения в оптимальных углах и фотоприемник 6 для измерения интенсивности рассеянного излучения на каждой пролетающей частице.

Оптимальные углы сбора рассеянного излучения выбираются так, чтобы чувствительность к изменению размеров в интервале 3-5 мкм была максимальной. Это позволит наиболее эффективно разделить клетки и бактерии. Основная масса бактерий молока имеет размеры в поперечнике < 4 мкм, а соматические клетки - это сферы с диаметром от 5 мкм и выше. Расчеты, приведенные на фиг.2, проводились для частиц, имеющих показатель преломления 1,38, что соответствует средней величине показателя преломления для бактерий и соматических клеток. Из приведенных данных видно, что оптимальными углами сбора рассеянного излучения в этом случае будут углы 5-35^о. Так углы сбора рассеянного излучения, равные 2-12^о, не являются оптимальными из-за слабой зависимости интенсивности рассеяния для частиц с размером > 6 мкм. Углы 10-50 и 20-50^о не оптимальны из-за неоднозначности в определении размеров (нескольким размерам соответствует одна интенсивность рассеяния). Для углов 60-80^о интенсивность рассеяния мала, что приведет к ограничению чувствительности для частиц с малыми (< 1 мкм) размерами.

П р и м е р. Пробу молока (1 см³) разбавляют растворителем (2 см³) для удаления частиц жира и белка. В качестве растворителя используют смесь н-бутиламин : циклогексанон : тритон Х-100 в пропорции 2:1:1. Полученная суспензия содержит смесь бактерий E.coli с зукариотическими клетками линии СУ-1 в соотношении 1: 1 и концентрации 10 шт./мл. Полученную суспензию вводят в канал подачи пробы 2 гидрофокусирующего устройства. В канале внешней струи 1 течет поток профильтрованной (диаметр пор фильтра 0,2 мкм) дистиллированной воды, который сжимает внутренний поток пробы до требуемого размера 10-30 мкм в диаметре на выходе гидрофокусирующего устройства.

Для облучения пробы используют гелий-неоновый лазер. Сфокусированный линзами 4 луч лазера пересекает поток пробы под углом 90^о в зоне контроля 7 и рассеянный на частицах свет собирают оптической системой 5 в углах 5-35^о относительно направления падающего излучения. Фотоприемником 6 измеряют амплитуду каждого импульса рассеянного излучения. Путем математической обработки значений амплитуд зарегистрированных импульсов вычисляют размер соответствующей частицы. Данные измерений приведены на фиг.3. По полученным результатам, суммируя число частиц с размером < 4 мкм, определяют количество E.coli в пробе. Суммированием частиц с размером > 4 мкм определяют количество клеток СУ-1.

Таким образом, заявляемый способ позволяет одновременно в пределах одного анализа определять содержание двух компонентов молока, влияющих на его пригодность к дальнейшей переработке.

Использование: анализ полидисперсных систем, может быть использовано в молочной промышленности для определения общего количества бактерий и соматических клеток в молоке. Сущность: осветленную и разбавленную пробу молока в виде суспензии пропускают через гидрофокусирующее устройство, обеспечивающее сжатие внутреннего потока 2 пробы до требуемого размера в диаметре внешним потоком 1 профильтрованной дистиллированной воды. В зоне контроля 7 сфокусированный линзами 4 луч лазера 3 пересекает поток пробы под углом 90°. Рассеянный на движущихся в потоке частицах счет собирают оптической системой 5 в углах 5-35° относительно направления луча лазера. Фотоприемником 6 измеряют амплитуду каждого импульса рассеянного излучения. Путем математической обработки значений амплитуд вычисляют размеры зарегистрированных частиц. Суммируя частицы с размером менее 4 мкм, определяют количество бактерий, а количество соматических клеток определяют, суммируя частицы с размером более 4 мкм. 3 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА БАКТЕРИЙ В МОЛОКЕ, предусматривающий осветление отобранной пробы молока, разбавление ее дистиллированной водой, принудительную прокачку полученной суспензии через гидрофокусирующее устройство для получения потока требуемого размера в диаметре с последующим облучением монохроматическим излучением, регистрацией рассеянного на частицах оптического излучения, установление значения показателя, коррелирующего с наличием частицы, с последующим подсчетом числа установленных значений, соответствующего общему количеству искомых частиц, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения одновременного определения общего количества соматических клеток в молоке, регистрацию рассеянного на частицах оптического излучения осуществляют в диапазоне углов 5 - 35^o относительно падающего луча, измеряют значение амплитуды каждого импульса этого излучения соответствующее размеру облучаемой частицы, причем в качестве показателя, коррелирующего с наличием частицы, используют измеренное значение амплитуды, а при подсчете к бактериям относят частицы с размером менее 4 мкм, а к соматическим клеткам - более 4 мкм.