JP2712677B2 - 好気性微生物の測定法及び測定装置 - Google Patents
好気性微生物の測定法及び測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、好気性微生物の測定法及び測定装置に関
する。さらに詳しくは、好気性微生物の生菌数（活量）
を迅速に測定することができる方法及び装置に関する。
する。さらに詳しくは、好気性微生物の生菌数（活量）
を迅速に測定することができる方法及び装置に関する。
（ロ）従来の技術 従来、種々の試料中に存在する生きた微生物の濃度を
測定する方法として、最も一般的に用いられているの
は、試料の一定量を無菌的に寒天培地上で少なくとも１
日以上も静置培養して生成したコロニーを肉眼で測定
し、そのコロニー数に基づいて生菌数を算出する方法で
ある。その他には、試料中より微生物菌体を分離し、こ
れに色素溶液を加えて染色したのち、顕微鏡下で染色さ
れた生菌数を計測する方法も用いられる。
測定する方法として、最も一般的に用いられているの
は、試料の一定量を無菌的に寒天培地上で少なくとも１
日以上も静置培養して生成したコロニーを肉眼で測定
し、そのコロニー数に基づいて生菌数を算出する方法で
ある。その他には、試料中より微生物菌体を分離し、こ
れに色素溶液を加えて染色したのち、顕微鏡下で染色さ
れた生菌数を計測する方法も用いられる。
（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上に述べた測定法のうち前者は、試料
を無菌の条件で一定希釈倍率に希釈し、数日間も静置培
養し、生成したコロニー数を肉眼で計測するという操作
が非常に煩雑であり、その上著しく長い時間が必要であ
る。一方後者の場合には、試料中に含まれる死滅菌体、
培地中の各種固形物なども生きた微生物と同様に染色さ
れ、微生物の生菌数を正確に計測するのは極めて困難で
ある。
を無菌の条件で一定希釈倍率に希釈し、数日間も静置培
養し、生成したコロニー数を肉眼で計測するという操作
が非常に煩雑であり、その上著しく長い時間が必要であ
る。一方後者の場合には、試料中に含まれる死滅菌体、
培地中の各種固形物なども生きた微生物と同様に染色さ
れ、微生物の生菌数を正確に計測するのは極めて困難で
ある。
この点に関し、酵母や細菌のカタラーゼ活性を測定
し、この測定値に基づいて細菌等の生菌数を算出する方
法も提案されている（特公昭55−15999号公報、米国特
許第3838034号明細書）が、試料からの細菌等の分離を
要したり酵素反応の条件設定が煩雑である等、迅速な測
定の上で問題があった。
し、この測定値に基づいて細菌等の生菌数を算出する方
法も提案されている（特公昭55−15999号公報、米国特
許第3838034号明細書）が、試料からの細菌等の分離を
要したり酵素反応の条件設定が煩雑である等、迅速な測
定の上で問題があった。
そして、ことに発酵生産プロセスの制御や生鮮食料品
の品質管理においては、生菌数濃度を迅速に知ることが
強く希望されているが、上記のごとくこのニーズに応え
ることのできる測定手法は現在のところ知られていない
のが実状である。
の品質管理においては、生菌数濃度を迅速に知ることが
強く希望されているが、上記のごとくこのニーズに応え
ることのできる測定手法は現在のところ知られていない
のが実状である。
この発明は、かかる状況下なされたものであり、こと
に試料中に存在する好気性微生物の生菌数を簡便な操作
によって迅速に、しかも精度よく測定する方法及び装置
を提供しようとするものである。
に試料中に存在する好気性微生物の生菌数を簡便な操作
によって迅速に、しかも精度よく測定する方法及び装置
を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、酸素電極の感応部に、高
分子鎖中にピリジニウム基を有するビニル系重合体層を
配置し、このビニル系重合体層に微生物を含有しうる試
料液を接触させ、接触時の上記酸素電極の検知出力の変
化に基づいて、上記試料液中の好気性微生物の生菌数を
測定することからなる好気性微生物の測定法が提供され
る。さらにこの発明によれば、酸素電極の感応部に、高
分子鎖中にピリジニウム基を有するビニル系重合体を充
填してなるフローセルを装着してなる好気性微生物の測
定装置が提供される。
分子鎖中にピリジニウム基を有するビニル系重合体層を
配置し、このビニル系重合体層に微生物を含有しうる試
料液を接触させ、接触時の上記酸素電極の検知出力の変
化に基づいて、上記試料液中の好気性微生物の生菌数を
測定することからなる好気性微生物の測定法が提供され
る。さらにこの発明によれば、酸素電極の感応部に、高
分子鎖中にピリジニウム基を有するビニル系重合体を充
填してなるフローセルを装着してなる好気性微生物の測
定装置が提供される。
この発明は不溶性ピリジニウム型樹脂が微生物を生き
た状態で強力に捕捉する性質を有している事実の発見に
基づき、この性質を生菌数測定に利用することによりな
し得た発明である。
た状態で強力に捕捉する性質を有している事実の発見に
基づき、この性質を生菌数測定に利用することによりな
し得た発明である。
この明細書において、高分子鎖中にピリジニウム基を
有するビニル系重合体を、水不溶性ピリジニウム型樹脂
ともいう。かかる不溶性ピリジニウム型樹脂の好適な例
としては、下式（Ｉ）と下式（II）を構成単位とするビ
ニル系共重合体又は下式（Ｉ）を構成単位とする重合体
を下式（II）の構成単位とするポリマー鎖で架橋した架
橋ビニル系重合体が挙げられる。
有するビニル系重合体を、水不溶性ピリジニウム型樹脂
ともいう。かかる不溶性ピリジニウム型樹脂の好適な例
としては、下式（Ｉ）と下式（II）を構成単位とするビ
ニル系共重合体又は下式（Ｉ）を構成単位とする重合体
を下式（II）の構成単位とするポリマー鎖で架橋した架
橋ビニル系重合体が挙げられる。
（式中R1はベンジル基、C4〜C16のアルキル基またはア
リール基、R2はC1〜C3のアルキル基、Ｘはハロゲン原
子、Ｙは水素原子、C1〜C3のアルキル基、ベンジル基、
アリール基、エーテル基、カルボキシル基、またはカル
ボン酸エステル基） ここで上記構成単位（Ｉ）、（II）のモル比はとくに
限定されないが、水不溶性を保ちつつ微生物を効率良く
捕捉しうる比率とされ、通常（Ｉ）：（II）として1:20
〜1:0.01とするのが適している。また重合度は通常、10
0以上とあれば充分であるが、架橋されたものについて
はこの限りではない。
リール基、R2はC1〜C3のアルキル基、Ｘはハロゲン原
子、Ｙは水素原子、C1〜C3のアルキル基、ベンジル基、
アリール基、エーテル基、カルボキシル基、またはカル
ボン酸エステル基） ここで上記構成単位（Ｉ）、（II）のモル比はとくに
限定されないが、水不溶性を保ちつつ微生物を効率良く
捕捉しうる比率とされ、通常（Ｉ）：（II）として1:20
〜1:0.01とするのが適している。また重合度は通常、10
0以上とあれば充分であるが、架橋されたものについて
はこの限りではない。
かかる不溶性ピリジニウム型樹脂は、対応するモノマ
ーから公知の重合手法及び架橋手法によって合成するこ
とができるが、粉末状、粒状、膜状、繊維状等として入
手できる市販品を適用するのが簡便である。
ーから公知の重合手法及び架橋手法によって合成するこ
とができるが、粉末状、粒状、膜状、繊維状等として入
手できる市販品を適用するのが簡便である。
一方、この発明に用いる酸素電極としては、いわゆる
隔膜型酸素電極を用いるのが適している。
隔膜型酸素電極を用いるのが適している。
この発明の測定法は、適当なセル内に上記不溶性ピリ
ジニウム型樹脂を充填し、この中に酸素電極を挿入した
状態でセル内に試料を注入することにより行うことがで
きるが、通常、酸素電極の感応部に、水不溶性ピリジニ
ウム型樹脂を充填してなるフローセルを装着してなる装
置を用い、このフローセル内に一定時間、試料を流通し
て行うのが適している。この際の流通時間は、10〜30分
で充分であり、フローセル内には曝気された試料が導入
されてもよい。
ジニウム型樹脂を充填し、この中に酸素電極を挿入した
状態でセル内に試料を注入することにより行うことがで
きるが、通常、酸素電極の感応部に、水不溶性ピリジニ
ウム型樹脂を充填してなるフローセルを装着してなる装
置を用い、このフローセル内に一定時間、試料を流通し
て行うのが適している。この際の流通時間は、10〜30分
で充分であり、フローセル内には曝気された試料が導入
されてもよい。
この発明によれば、上記酸素電極の出力に基づいて試
料中に存在する種々の好気性微生物の生菌数（活量）を
迅速に測定することができる。ここで、この発明の測定
対象となる好気性微生物とは、生育過程で酸素を消費し
うる広義の好気性微生物を意味し、いわゆる通性嫌気性
微生物あるいは任意嫌気性微生物も含まれる。従って酵
素を全く消費しない絶対嫌気性微生物は除かれる。
料中に存在する種々の好気性微生物の生菌数（活量）を
迅速に測定することができる。ここで、この発明の測定
対象となる好気性微生物とは、生育過程で酸素を消費し
うる広義の好気性微生物を意味し、いわゆる通性嫌気性
微生物あるいは任意嫌気性微生物も含まれる。従って酵
素を全く消費しない絶対嫌気性微生物は除かれる。
（ホ）作用 微生物を含む試料液を不溶性ピリジニウム型樹脂に接
触させると、この樹脂がその表面に微生物細胞を生きた
状態で定量的に捕捉する。この樹脂に捕捉された好気性
微生物は、生きているために酸素を消費する。この酸素
の消費は酸素電極によって電流値の減少として感知され
る。酸素の消費量は捕捉された生きた微生物の数に比例
するので、電流値の減少量は生きた微生物の濃度に比例
する。不溶性ピリジニウム型樹脂は死んだ微生物細胞も
生きた微生物細胞と同様に捕捉するが、この場合には捕
捉された微生物細胞は酸素を消費しないため電流値の減
少は起こらない。従って電流値の減少から直ちに試料中
の生菌数（活量）を知ることができ、簡便な操作で迅速
な測定が可能となる。
触させると、この樹脂がその表面に微生物細胞を生きた
状態で定量的に捕捉する。この樹脂に捕捉された好気性
微生物は、生きているために酸素を消費する。この酸素
の消費は酸素電極によって電流値の減少として感知され
る。酸素の消費量は捕捉された生きた微生物の数に比例
するので、電流値の減少量は生きた微生物の濃度に比例
する。不溶性ピリジニウム型樹脂は死んだ微生物細胞も
生きた微生物細胞と同様に捕捉するが、この場合には捕
捉された微生物細胞は酸素を消費しないため電流値の減
少は起こらない。従って電流値の減少から直ちに試料中
の生菌数（活量）を知ることができ、簡便な操作で迅速
な測定が可能となる。
（ヘ）実施例 第１図（ｂ）に示すごときこの発明の好気性微生物測
定装置１を用いて、微生物の測定を行った例について以
下説明する。
定装置１を用いて、微生物の測定を行った例について以
下説明する。
まず、第１図（ａ）に示すように、隔膜式酸素電極２
の感応部に、アクリル樹脂製パイプ（内径8mm、外径12m
m）B,C及びＤと、ステンレスパイプ41,42（内径1mm,外
径2mm）と、ナイロンメッシュ31,32（100メッシュ）
と、両面接着剤Ａと、シール用シリコンチューブE,F及
びＧ（内径10mm、外径14mm）とを用いて、第１図（ｂ）
に示すごときフローセル４を装着した。そしてフローセ
ル４構成時に該フローセル内のナイロンメッシュ31,32
間に架橋ポリ（Ｎ−ベンシル−４−ビニル−ピリジニウ
ムブロミド）（架橋BVP樹脂）のビーズを充填して、不
溶性ピリジニウム型樹脂充填層３を形成することによ
り、この発明の好気性微生物測定装置１を得た。図中、
43はステンレスパイプ41,42を封止固定するエポキシ系
接着剤（12時間硬化型）を示すものである。
の感応部に、アクリル樹脂製パイプ（内径8mm、外径12m
m）B,C及びＤと、ステンレスパイプ41,42（内径1mm,外
径2mm）と、ナイロンメッシュ31,32（100メッシュ）
と、両面接着剤Ａと、シール用シリコンチューブE,F及
びＧ（内径10mm、外径14mm）とを用いて、第１図（ｂ）
に示すごときフローセル４を装着した。そしてフローセ
ル４構成時に該フローセル内のナイロンメッシュ31,32
間に架橋ポリ（Ｎ−ベンシル−４−ビニル−ピリジニウ
ムブロミド）（架橋BVP樹脂）のビーズを充填して、不
溶性ピリジニウム型樹脂充填層３を形成することによ
り、この発明の好気性微生物測定装置１を得た。図中、
43はステンレスパイプ41,42を封止固定するエポキシ系
接着剤（12時間硬化型）を示すものである。
なお、ここで用いた架橋BVP樹脂は、粒径約0.2mmの水
不溶性ビーズであり、充填前に１週間以上pH7.0の0.05M
リン酸バッファで膨潤処理に付したものである。また充
填層３の直径は8mm、長さは7.5mmである。
不溶性ビーズであり、充填前に１週間以上pH7.0の0.05M
リン酸バッファで膨潤処理に付したものである。また充
填層３の直径は8mm、長さは7.5mmである。
かかる測定装置１を用い、第２図に示すごとき測定シ
ステム（25℃に恒温）を構成した。図中、５は曝気用の
エアーポンプ、６はペリスタポンプ、７は基準液又は試
料液槽、８はレコーダを各々示すものである。
ステム（25℃に恒温）を構成した。図中、５は曝気用の
エアーポンプ、６はペリスタポンプ、７は基準液又は試
料液槽、８はレコーダを各々示すものである。
上記測定装置システムに空気およびpH7.0の0.05Mリン
酸バッファー（基準液）をそれぞれ4ml/minで流し、レ
コーダーの電流値が定常になったところでリン酸バッフ
ァーを試料液の微生物懸濁液に切り換える。そしてリン
酸バッファーおよび微生物懸濁液試料は循環させる。こ
の後、電流値は時間経過とともに減少する。電流値の減
少速度はnA/hで評価した。不溶性ピリジニウム型樹脂に
よる微生物細胞の捕捉は非常に強力で非可逆的であるた
め、各測定毎に樹脂は取り替えるのが好ましい。
酸バッファー（基準液）をそれぞれ4ml/minで流し、レ
コーダーの電流値が定常になったところでリン酸バッフ
ァーを試料液の微生物懸濁液に切り換える。そしてリン
酸バッファーおよび微生物懸濁液試料は循環させる。こ
の後、電流値は時間経過とともに減少する。電流値の減
少速度はnA/hで評価した。不溶性ピリジニウム型樹脂に
よる微生物細胞の捕捉は非常に強力で非可逆的であるた
め、各測定毎に樹脂は取り替えるのが好ましい。
実施例１ 610nmにおける吸光度0.2のE.coli（エシェリア．コ
リ）懸濁液を上記システムに注入した時の酸素電極の電
流値減少のプロフィールを第３図に示す。電流減少速度
は90nA/hであった。
リ）懸濁液を上記システムに注入した時の酸素電極の電
流値減少のプロフィールを第３図に示す。電流減少速度
は90nA/hであった。
実施例２ 610nmにおける吸光度0.1のE.coli懸濁液を上記システ
ムに注入したところ、電流減少速度は58nA/hであった。
ムに注入したところ、電流減少速度は58nA/hであった。
実施例３ 610nmにおける吸光度0.1のE.coli懸濁液を、オートク
レーブを用いて121℃で20min滅菌した後、上記システム
に注入したところ、電流減少速度は測定誤差以内で無視
できる程度であった。
レーブを用いて121℃で20min滅菌した後、上記システム
に注入したところ、電流減少速度は測定誤差以内で無視
できる程度であった。
実施例４ 610nmにおける吸光度0.7のE.coli懸濁液を上記システ
ムに注入したところ、電流減少速度は428nA/hであっ
た。
ムに注入したところ、電流減少速度は428nA/hであっ
た。
実施例５ 610nmにおける吸光度0.1のPseudomonas aeruginosa
（シュードモナス エルギノーサ）懸濁液を上記システ
ムに注入したところ、電流減少速度は39nA/hであった。
（シュードモナス エルギノーサ）懸濁液を上記システ
ムに注入したところ、電流減少速度は39nA/hであった。
実施例６ 610nmにおける吸光度0.1のStaphylococcus aureus
（スタフィロコッカス オウレウス）懸濁液を上記シス
テムに注入したところ、電流減少速度は38nA/hであっ
た。
（スタフィロコッカス オウレウス）懸濁液を上記シス
テムに注入したところ、電流減少速度は38nA/hであっ
た。
なお、実施例1,3及び４の結果から検量線を作成した
結果を第４図に示した。
結果を第４図に示した。
実施例７ 610nmにおける吸光度0.01,0.05,0.1および0.2のBacil
lus subtilis（バシラス スブティリス）懸濁液を上記
システムに注入し、観測された電流減少速度と吸光度と
の関係を第５図に示した。
lus subtilis（バシラス スブティリス）懸濁液を上記
システムに注入し、観測された電流減少速度と吸光度と
の関係を第５図に示した。
実施例８ 610nmにおける吸光度0.05,0.1,0.2および0.4のSaccha
romyces cerevisiae（サッカロミセス セレビジエ）懸
濁液を上記システムに注入し、観測された電流減少速度
と吸光度との関係を第６図に示した。
romyces cerevisiae（サッカロミセス セレビジエ）懸
濁液を上記システムに注入し、観測された電流減少速度
と吸光度との関係を第６図に示した。
このようにODとの直線関係も良好であり、生菌数の測
定を正確にかつ迅速に行えることが判る。
定を正確にかつ迅速に行えることが判る。
（ト）発明の効果 この発明の好気性微生物の測定法及び測定装置によれ
ば、試料液中の好気性微生物の生菌数（活量）を、迅速
かう簡便に行うことができる。
ば、試料液中の好気性微生物の生菌数（活量）を、迅速
かう簡便に行うことができる。
従って、ことに発酵生産プロセス分野での制御や食品
分野の品質管理上、その有用性は極めて大なるものであ
る。
分野の品質管理上、その有用性は極めて大なるものであ
る。
第１図は、この発明の好気性微生物測定装置の一実施例
を示すもので、（ａ）は分解説明図、（ｂ）は組立後の
構成説明図であり、第２図は、この発明の好気性微生物
測定法を実施する測定システムを例示する構成説明図、
第３図は同じく応答性を説明するためのグラフ図、第４
〜６図は、同じく生菌数（濃度）と酸素電極の電流減少
速度との関係を示すグラフ図である。 １……好気性微生物測定装置、 ２……隔膜式酸素電極、 ３……不溶性ピリジニウム型樹脂充填層、 ４……フローセル、 ５……エアーポンプ、６……ペリスタポンプ、 ７……基準液又は試料液槽、８……レコーダ、 31,32……ナイロンメッシュ、 41,42……ステンレスパイプ、 43……エポキシ系接着剤、 Ａ……両面接着剤、 Ｂ〜Ｄ……アクリル樹脂製パイプ、 Ｅ〜Ｇ……シール用シリコンチューブ。
を示すもので、（ａ）は分解説明図、（ｂ）は組立後の
構成説明図であり、第２図は、この発明の好気性微生物
測定法を実施する測定システムを例示する構成説明図、
第３図は同じく応答性を説明するためのグラフ図、第４
〜６図は、同じく生菌数（濃度）と酸素電極の電流減少
速度との関係を示すグラフ図である。 １……好気性微生物測定装置、 ２……隔膜式酸素電極、 ３……不溶性ピリジニウム型樹脂充填層、 ４……フローセル、 ５……エアーポンプ、６……ペリスタポンプ、 ７……基準液又は試料液槽、８……レコーダ、 31,32……ナイロンメッシュ、 41,42……ステンレスパイプ、 43……エポキシ系接着剤、 Ａ……両面接着剤、 Ｂ〜Ｄ……アクリル樹脂製パイプ、 Ｅ〜Ｇ……シール用シリコンチューブ。
Claims (2)
- 【請求項１】酸素電極の感応部に、高分子鎖中にピリジ
ニウム基を有するビニル系重合体層を配置し、このビニ
ル系重合体層に微生物を含有しうる試料液を接触させ、
接触時の上記酸素電極の検知出力の変化に基づいて、上
記試料液中の好気性微生物の生菌数を測定することから
なる好気性微生物の測定法。 - 【請求項２】酸素電極の感応部に、高分子鎖中にピリジ
ニウム基を有するビニル系重合体を充填してなるフロー
セルを装着してなる好気性微生物の測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34006389A JP2712677B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 好気性微生物の測定法及び測定装置 |
| DE1990608690 DE69008690T2 (de) | 1989-12-27 | 1990-12-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von aeroben Bakterien. |
| EP90403763A EP0435767B1 (en) | 1989-12-27 | 1990-12-26 | Method for determination of aerobic bacteria and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34006389A JP2712677B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 好気性微生物の測定法及び測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03198767A JPH03198767A (ja) | 1991-08-29 |
| JP2712677B2 true JP2712677B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=18333369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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