CN116731833A - 一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品检测领域，提供了一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法，包括，壳体，设置于所述壳体上的处理机构，以及设置于所述处理机构上的排出机构；本发明通过马达带动破碎轴转动，从而通过破碎轴对食品样品进行初步破碎，破碎轴转动时会通过第一锥齿轮与锥齿槽啮合传动下驱动研磨座转动，以与支撑座配合对初步破碎后的食品样品进行二次研磨，当研磨座转动时会通过与第二锥齿轮啮合的关系驱动搅拌轴转动，搅拌轴转动时会对溶液进行搅拌工作，可以同时进行破碎研磨以及混合工作，并且结构小巧紧凑，在工作人员外出采样时可随身携带，采样后快速进行处理混合，提高检测效率，拆装快捷，方便人员进行清洗消毒。
Description
技术领域
本发明属于食品检测领域，具体地说是一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法。
背景技术
食品，指各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是中药材的物品，但是不包括以治疗为目的的物品，是人们日常生活必不可少的必需品，为了保证食品的质量与安全性以保障人们的健康安全，需要对食品的微生物进行检测，非常重要；
然而，现有的食品微生物检测装置及检测方法无法同时进行食物样品的破碎研磨以及混合工作，工作效率不理想，不方便工作人员快速的进行食品微生物的检测工作。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法，以解决现有技术中无法同时进行食物样品的破碎研磨以及混合工作，不方便工作人员快速的进行食品微生物的检测工作等问题。
一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法，包括，壳体，设置于所述壳体上的处理机构，以及设置于所述处理机构上的排出机构。
优选的，所述壳体的顶部安装有密封盖，所述壳体的表面安装有控制板，所述控制板底部的壳体一侧安装有溶液入口，所述溶液入口顶部与底部的壳体上分别安装有第一固定板，所述第一固定板顶部的壳体上分别安装有第二固定板，所述第一固定板的顶部安装有插杆，且插杆外围的第二固定板内设置有插孔，所述插杆之间的第一固定板与第二固定板之间安装有弹性卡环，且弹性卡环的内侧安装有卡块，所述卡块外围的第一固定板底部与第二固定板顶部表面均设置有卡槽，所述第一固定板与第二固定板内侧的表面均设置有密封垫。
优选的，所述处理机构，包括设置于所述壳体另一侧的马达，所述壳体内安装有破碎轴，所述破碎轴底部的壳体内安装有支撑座，所述支撑座的顶部安装有研磨座，且研磨座外围的表面设置有锥齿槽，所述支撑座一侧的壳体内安装有第一锥齿轮，且支撑座另一侧的壳体内安装有第二锥齿轮，所述壳体一侧的第一锥齿轮与破碎轴之间设置有第一传动带，所述支撑座底部的壳体内安装有搅拌轴，且壳体另一侧的第二锥齿轮与搅拌轴之间设置有第二传动带。
优选的，所述马达的输出端与破碎轴相连接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮均与锥齿槽相啮合，且第一传动带与第二传动带外围的壳体上安装有防护壳。
优选的，所述排出机构，包括设置于所述壳体底部表面的开口槽，所述开口槽外围的壳体底部安装有限位块，所述开口槽的内部安装有排液管，且排液管的顶部通过顶杆安装有密封板，所述限位块外围的活动板顶部安装有套筒。
优选的，所述套筒外围的活动板与壳体之间安装有第二弹簧，所述第二弹簧外围的活动板与壳体之间安装有第一弹簧，所述第一弹簧外围的活动板与壳体之间安装有伸缩防尘罩。
一种食品微生物快速检测方法，具体步骤如下：
S1：选择合适的采样器具与采样位置对待检测食品进行采样；
S2：将食品样品中的微生物DNA提取出来；
S3：将提取出的微生物DNA进行PCR扩增；
S4：通过凝胶电泳将PCR扩增产物按照大小分离出来，观察PCR扩增产物的带型；
S5：通过Sanger测序方法对PCR扩增产物进行基因测序，并通过生物信息学软件对测序结构进行数据分析和处理，以完成检测工作。
优选的，所述S2步骤中的微生物DNA具体提取步骤如下：
S2.1：通过食品微生物快速检测装置对食品样品进行预处理；
S2.2：通过裂解液与食品样品混合以对其进行裂解；
S2.3：将样本置于PCR仪中进行DNA提取。
优选的，所述S2.2步骤中使用的裂解液为蛋白酶ForensicGEM。
优选的，所述S2.3步骤中PCR仪提取过程分为两个阶段，第一阶段温度控制在73摄氏度～78摄氏度之间，时间保持在2.5min～3min，第二阶段温度控制在93摄氏度～97摄氏度之间，时间保持在2min～3.5min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过马达，马达会带动破碎轴转动，从而通过破碎轴对食品样品进行初步破碎，以将大块的食品样品进行打碎，破碎轴转动时会通过第一锥齿轮与锥齿槽啮合传动下驱动研磨座转动，以与支撑座配合对初步破碎后的食品样品进行二次研磨，使得微生物更易于被提取，当研磨座转动时会通过与第二锥齿轮啮合的关系驱动搅拌轴转动，搅拌轴转动时会对溶液进行搅拌工作，使得溶液与食品样品充分混合，研磨座驱动第二锥齿轮转动时会提高其连同搅拌轴的转速，使得搅拌轴与破碎轴的转速一致，提高溶液与食品样品的混合效率，并且搅拌轴与破碎轴的旋转方向相反，使得装置会呈现出非常稳定的旋转状态，并且对于外部扰动表现出一定程度的抵抗力，提高装置的稳定性。
2、本发明通过排液管，工作人员可以将EP管置于装置底部后向上推动，从而带动排液管连同密封板同步向上移动，当密封板与开口槽分离后溶液会通过排液管流入EP管内完成收集工作，在溶液收集完成后将EP管移出时，第一弹簧会通过自身弹性推动活动板向下移动，使得密封板回归原位以对开口槽进行密封工作，可以自动进行开口槽的开启或密封关闭工作，方便工作人员轻松快速的进行溶剂的排出收集工作，提高工作效率。
3、本发明通过采用蛋白酶ForensicGEM代替蛋白酶K进行裂解无需SDS等活性剂进行辅助，因此后续无需反复的离心和洗涤将SDS等影响后续扩增的因素去除，可以有效避免反复的洗涤造成DNA损坏的情况发生，蛋白酶ForensicGEM的活性是蛋白酶K的十几倍，工作的时间更短，效率更高，提高食品微生物的检测效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的排出机构结构示意图；
图4为本发明的第一固定板结构示意图；
图5为本发明的食品微生物快速检测方法步骤图；
图6为本发明的DNA提取步骤图。
图中：
1、壳体；2、处理机构；3、排出机构；
101、密封盖；102、控制板；103、溶液入口；104、第一固定板；105、密封垫；106、插杆；107、插孔；108、弹性卡环；109、卡块；1010、第二固定板；1011、卡槽；
201、马达；202、破碎轴；203、第一传动带；204、防护壳；205、第一锥齿轮；206、锥齿槽；207、第二锥齿轮；208、第二传动带；209、支撑座；2010、研磨座；2011、搅拌轴；
301、开口槽；302、伸缩防尘罩；303、活动板；304、第一弹簧；305、套筒；306、第二弹簧；307、限位块；308、密封板；309、顶杆；3010、排液管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如附图1至附图6所示：
实施例一：本发明提供一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法，包括，壳体1，设置于壳体1上的处理机构2，以及设置于处理机构2上的排出机构3。
具体的，壳体1的顶部安装有密封盖101，壳体1的表面安装有控制板102，控制板102底部的壳体1一侧安装有溶液入口103，溶液入口103顶部与底部的壳体1上分别安装有第一固定板104，第一固定板104顶部的壳体1上分别安装有第二固定板1010，第一固定板104的顶部安装有插杆106，且插杆106外围的第二固定板1010内设置有插孔107，插杆106之间的第一固定板104与第二固定板1010之间安装有弹性卡环108，且弹性卡环108的内侧安装有卡块109，卡块109外围的第一固定板104底部与第二固定板1010顶部表面均设置有卡槽1011，第一固定板104与第二固定板1010内侧的表面均设置有密封垫105，其中，使用人员在工作结束需要清洗消毒时，可以将离子水或含有0.1％DEPC(二羟甲基丙酮)的水或酒精导入装置内，启动装置即可自动进行清洗工作，结束后工作人员可以向外拉动弹性卡环108，使得卡块109与卡槽1011脱离，从而使得第一固定板104与第二固定板1010脱离连接状态，工作人员可以通过将第一固定板104与第二固定板1010分离以将壳体1连同内部结构分成三个部分，方便工作人员对内部进行晾干擦干与进一步细致消毒工作，以祛除残留核酸菌体，清洗消毒完成后可以在插杆106与插孔107的限位导向下，将第一固定板104与第二固定板1010置于指定位置后连接在一起，并将弹性卡环108卡在第一固定板104与第二固定板1010上，弹性卡环108会通过自身弹性将第一固定板104与第二固定板1010紧密挤压在一起，卡块109会卡入卡槽1011内对弹性卡环108的位置进行限定，避免其轻易脱离，密封垫105会进一步提高装置的密封性，可以轻松的进行装置的拆装清洁工作，方便人员使用。
进一步，处理机构2，包括设置于壳体1另一侧的马达201，壳体1内安装有破碎轴202，破碎轴202底部的壳体1内安装有支撑座209，支撑座209的顶部安装有研磨座2010，且研磨座2010外围的表面设置有锥齿槽206，支撑座209一侧的壳体1内安装有第一锥齿轮205，且支撑座209另一侧的壳体1内安装有第二锥齿轮207，壳体1一侧的第一锥齿轮205与破碎轴202之间设置有第一传动带203，支撑座209底部的壳体1内安装有搅拌轴2011，且壳体1另一侧的第二锥齿轮207与搅拌轴2011之间设置有第二传动带208，其中设置有两组锥齿槽206，两组锥齿槽206分别与第一锥齿轮205和第二锥齿轮207啮合，在进行装置的拆卸清洗工作时，第一锥齿轮205与第二锥齿轮207均会通过锥齿槽206的开口槽脱离锥齿槽206，使其与研磨座2010分离，工作人员可以将研磨座2010取出，以更加细致的对其内外表面进行清洗消毒工作，方便人员使用。
更进一步，马达201的输出端与破碎轴202相连接，第一锥齿轮205和第二锥齿轮207均与锥齿槽206相啮合，且第一传动带203与第二传动带208外围的壳体1上安装有防护壳204。
由上可知，在工作时可以在打开密封盖101后将食品样品导入装置内，启动马达201，马达201会带动破碎轴202转动，从而通过破碎轴202对食品样品进行初步破碎，以将大块的食品样品进行打碎，破碎轴202转动时会通过第一传动带203驱动第一锥齿轮205同步转动，从而通过第一锥齿轮205与锥齿槽206啮合传动下驱动研磨座2010转动，以与支撑座209配合对初步破碎后的食品样品进行二次研磨，使得微生物更易于被提取，通过第一锥齿轮205与锥齿槽206传动会降低研磨座2010的转速，提高其力矩，避免研磨座2010转速过快导致食品样品无法整个进入研磨座2010与支撑座209之间影响研磨工作情况的工作，提高研磨稳定性，保证研磨效果，当研磨座2010转动时会通过与第二锥齿轮207啮合的关系驱动其转动，并通过第二传动带208驱动搅拌轴2011同步转动，使用人员可以通过溶液入口103将酶液导入壳体1内，研磨成粉的食品样品会落到酶液内，搅拌轴2011转动时会对酶液进行搅拌工作，使得酶液与食品样品充分混合，研磨座2010驱动第二锥齿轮207转动时会提高其连同搅拌轴2011的转速，使得搅拌轴2011与破碎轴202的转速一致，提高酶液与食品样品的混合效率，并且搅拌轴2011与破碎轴202的旋转方向相反，使得装置会呈现出非常稳定的旋转状态，并且对于外部扰动表现出一定程度的抵抗力，提高装置的稳定性，装置结构小巧紧凑，工作人员在外取样时可以随身携带，以在取样完成后即可同时进行破碎研磨以及酶液混合工作，节约时间，进一步提高检测效率，提高装置的灵活便携性，增加装置的适用范围，方便人员使用。
实施例二：本实施例与上一个实施例基本相同，区别在于，排出机构3，包括设置于壳体1底部表面的开口槽301，开口槽301外围的壳体1底部安装有限位块307，开口槽301的内部安装有排液管3010，且排液管3010的顶部通过顶杆309安装有密封板308，限位块307外围的活动板303顶部安装有套筒305，其中排液管3010内设置有滤网，可以对排出的溶液进行过滤，以去除其中的固体颗粒、杂质和沉淀，使溶液更加清澈，便于后续的检测和分析，同时也可避免固定壳体对后续检测设备仪器造成损坏的情况发生。
具体的，套筒305外围的活动板303与壳体1之间安装有第二弹簧306，第二弹簧306外围的活动板303与壳体1之间安装有第一弹簧304，第一弹簧304外围的活动板303与壳体1之间安装有伸缩防尘罩302。
由上可知，在酶液与食品样品混合完成后，工作人员可以将EP管置于装置底部，然后向上推动，使其顶部贴合活动板303后继续向上移动，从而带动排液管3010连同密封板308同步向上移动，当密封板308与开口槽301分离后，溶液会通过排液管3010流入EP管内完成收集工作，排液管3010会与开口槽301内壁重合，提高装置的密封性，避免溶液流出造成污染浪费的情况发生，在溶液收集完成后将EP管移出时，第一弹簧304会通过自身弹性推动活动板303向下移动，使得密封板308回归原位以对开口槽301进行密封工作，可以自动进行开口槽301的开启或密封关闭工作，方便工作人员轻松快速的进行溶剂的排出收集工作，提高工作效率，第一弹簧304与第二弹簧306会同时进行弹性复位工作，保持弹性的同时降低装置的占用面积，伸缩防尘罩302会在不影响活动板303活动的情况下对第一弹簧304与第二弹簧306进行遮挡防护工作，延长装置的使用寿命。
实施例三：本实施例与上一个实施例基本相同，区别在于，一种食品微生物快速检测方法，具体步骤如下：
S1：选择合适的采样器具与采样位置对待检测食品进行采样；
S2：将食品样品中的微生物DNA提取出来；
S3：将提取出的微生物DNA进行PCR扩增，通过PCR可以在短时间内扩增出大量目标DNA序列；
S4：通过凝胶电泳将PCR扩增产物按照大小分离出来，观察PCR扩增产物的带型；
S5：通过Sanger测序方法对PCR扩增产物进行基因测序，并通过生物信息学软件对测序结构进行数据分析和处理，以完成检测工作，基因测序可以确定PCR扩展产物的序列，从而进行微生物鉴定和分类，使用生物信息学软件进行序列比对、物种分类、进化分析等。
具体的，S2步骤中的微生物DNA具体提取步骤如下：
S2.1：通过食品微生物快速检测装置对食品样品进行预处理，对食品样品进行破碎研磨预处理可以使得微生物更易于被提取；
S2.2：通过裂解液与食品样品混合以对其进行裂解；
S2.3：将样本置于PCR仪中进行DNA提取。
进一步，S2.2步骤中使用的裂解液为蛋白酶ForensicGEM，其中蛋白酶ForensicGEM热稳定高活性，蛋白酶ForensicGEM是从生存在高温环境下的古细菌和真菌中提取的，无需SDS等活性剂取辅助作用进行裂解，不需要其他的去垢剂弥补其活性，同时无需后续的洗涤步骤。
更进一步，S2.3步骤中PCR仪提取过程分为两个阶段，第一阶段温度控制在73摄氏度～78摄氏度之间，时间保持在2.5min～3min，第二阶段温度控制在93摄氏度～97摄氏度之间，时间保持在2min～3.5min，第一阶段的温度为蛋白酶ForensicGEM的最佳活性温度，蛋白酶ForensicGEM会在第二阶段下变性。
由上可知，采用蛋白酶ForensicGEM代替蛋白酶K进行裂解无需SDS等活性剂进行辅助，因此后续无需反复的离心和洗涤将SDS等影响后续扩增的因素去除，可以有效避免反复的洗涤造成DNA损坏的情况发生，蛋白酶ForensicGEM的活性是蛋白酶K的十几倍，工作的时间更短，效率更高，提高食品微生物的检测效率。
工作原理：将食品样品置于壳体1内后启动马达201，马达201会驱动破碎轴202转动，以对食品样品进行初步破碎工作，随后通过第一锥齿轮205与锥齿槽206啮合而在减速传动后驱动研磨座2010转动，以对食品样品进行进一步研磨工作，使其可以快速与溶液混合，提高微生物DNA提取效率，研磨座2010转动时会通过第二锥齿轮207与锥齿槽206啮合而驱动搅拌轴2011转动，以使得溶液与样品粉末进行充分混合，可以同时进行样品的破碎处理与混合工作，提高检测效率，然后将EP管从装置下上下推动，从而通过排液管3010将密封板308推开，使得溶液通过排液管3010流入EP管内，拿去EP管后排液管3010与密封板308会在第一弹簧304与第二弹簧306的配合推动下自动复位，以进行密封闭合工作，可以轻松快速的进行溶液的排出收集工作，提高检测效率，装置结构小巧紧凑，工作人员在外取样时可以随身携带，以在取样完成后即可同时进行破碎研磨以及酶液混合工作，节约时间，进一步提高检测效率，提高装置的灵活便携性，增加装置的适用范围，方便人员使用。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：包括，壳体(1)，设置于所述壳体(1)上的处理机构(2)，以及设置于所述处理机构(2)上的排出机构(3)。
2.如权利要求1所述一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：所述壳体(1)的顶部安装有密封盖(101)，所述壳体(1)的表面安装有控制板(102)，所述控制板(102)底部的壳体(1)一侧安装有溶液入口(103)，所述溶液入口(103)顶部与底部的壳体(1)上分别安装有第一固定板(104)，所述第一固定板(104)顶部的壳体(1)上分别安装有第二固定板(1010)，所述第一固定板(104)的顶部安装有插杆(106)，且插杆(106)外围的第二固定板(1010)内设置有插孔(107)，所述插杆(106)之间的第一固定板(104)与第二固定板(1010)之间安装有弹性卡环(108)，且弹性卡环(108)的内侧安装有卡块(109)，所述卡块(109)外围的第一固定板(104)底部与第二固定板(1010)顶部表面均设置有卡槽(1011)，所述第一固定板(104)与第二固定板(1010)内侧的表面均设置有密封垫(105)。
3.如权利要求2所述一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：所述处理机构(2)，包括设置于所述壳体(1)另一侧的马达(201)，所述壳体(1)内安装有破碎轴(202)，所述破碎轴(202)底部的壳体(1)内安装有支撑座(209)，所述支撑座(209)的顶部安装有研磨座(2010)，且研磨座(2010)外围的表面设置有锥齿槽(206)，所述支撑座(209)一侧的壳体(1)内安装有第一锥齿轮(205)，且支撑座(209)另一侧的壳体(1)内安装有第二锥齿轮(207)，所述壳体(1)一侧的第一锥齿轮(205)与破碎轴(202)之间设置有第一传动带(203)，所述支撑座(209)底部的壳体(1)内安装有搅拌轴(2011)，且壳体(1)另一侧的第二锥齿轮(207)与搅拌轴(2011)之间设置有第二传动带(208)。
4.如权利要求3所述一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：所述马达(201)的输出端与破碎轴(202)相连接，所述第一锥齿轮(205)和第二锥齿轮(207)均与锥齿槽(206)相啮合，且第一传动带(203)与第二传动带(208)外围的壳体(1)上安装有防护壳(204)。
5.如权利要求4所述一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：所述排出机构(3)，包括设置于所述壳体(1)底部表面的开口槽(301)，所述开口槽(301)外围的壳体(1)底部安装有限位块(307)，所述开口槽(301)的内部安装有排液管(3010)，且排液管(3010)的顶部通过顶杆(309)安装有密封板(308)，所述限位块(307)外围的活动板(303)顶部安装有套筒(305)。
6.如权利要求5所述一种食品微生物快速检测装置，其特征在于：所述套筒(305)外围的活动板(303)与壳体(1)之间安装有第二弹簧(306)，所述第二弹簧(306)外围的活动板(303)与壳体(1)之间安装有第一弹簧(304)，所述第一弹簧(304)外围的活动板(303)与壳体(1)之间安装有伸缩防尘罩(302)。
7.一种食品微生物快速检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1：选择合适的采样器具与采样位置对待检测食品进行采样；
S2：将食品样品中的微生物DNA提取出来；
S3：将提取出的微生物DNA进行PCR扩增；
S4：通过凝胶电泳将PCR扩增产物按照大小分离出来，观察PCR扩增产物的带型；
S5：通过Sanger测序方法对PCR扩增产物进行基因测序，并通过生物信息学软件对测序结构进行数据分析和处理，以完成检测工作。
8.如权利要求7所述一种食品微生物快速检测方法，其特征在于：所述S2步骤中的微生物DNA具体提取步骤如下：
S2.1：通过如权利要求1-6任一所述的食品微生物快速检测装置对食品样品进行预处理；
S2.2：通过裂解液与食品样品混合以对其进行裂解；
S2.3：将样本置于PCR仪中进行DNA提取。
9.如权利要求8所述一种食品微生物快速检测方法，其特征在于：所述S2.2步骤中使用的裂解液为蛋白酶ForensicGEM。
10.如权利要求8所述一种食品微生物快速检测方法，其特征在于：所述S2.3步骤中PCR仪提取过程分为两个阶段，第一阶段温度控制在73摄氏度～78摄氏度之间，时间保持在2.5min～3min，第二阶段温度控制在93摄氏度～97摄氏度之间，时间保持在2min～3.5min。
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|---|---|---|---|
| CN202310703491.5A CN116731833A (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法 |
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| CN202310703491.5A CN116731833A (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种食品微生物快速检测装置及快速检测方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117070335A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-11-17 | 青岛海润农大检测有限公司 | 一种基于食品安全的微生物含量检测装置及方法 |
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- 2023-06-14 CN CN202310703491.5A patent/CN116731833A/zh active Pending
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| CN117070335B (zh) * | 2023-10-16 | 2024-02-06 | 青岛海润农大检测有限公司 | 一种基于食品安全的微生物含量检测装置及方法 |
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