JP6380003B2 - 微生物培養器材及び微生物検出法 - Google Patents
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Description
とりわけ、シートタイプのものとしては、ポリビニルアルコールを含む水溶性高分子化合物層と多孔質マトリックス層とを含むシート状の培養器材があり、食品検査等さまざまな用途に適用できることが知られている(特許文献1〜2)。
このように、水溶性高分子化合物層と多孔質マトリックス層とを含むシート状培養器材は、培地の調製、検体の接種、及びコロニーの検出の一連の操作を簡略化することができ、効率的な微生物検出を実現する。
これに対して発色剤等の量を増加することは、発色剤等が高価であるために、ルーチン検査において大量かつ使い捨てで用いられる培養器材のコストを抑える観点から、避けたいという事情がある。
また、ポリビニルアルコールの溶解・膨潤時の粘度を下げるために、ポリビニルアルコールの含有量を小さくしたり重合度を低くしたりすることも考えられるが、コロニー発色を増強できる一方で、培地の水分保持能力が弱まるためにコロニーが培地中で拡散して検出し難くなったり、マトリックスから培地が流出して微生物汚染の恐れが生じたりする。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]多孔質材料を含む第一の層と、前記第一の層に隣接するゲル化剤を含む第二の層とを、含む微生物培養器材であって、
前記ゲル化剤は、ポリビニルアルコールと、メチルセルロース又はグアーガムとを含む、微生物培養器材。
[2]ポリビニルアルコールとメチルセルロースとの重量比が90:10〜50:50である、[1]に記載の微生物培養器材。
[3]ポリビニルアルコールとグアーガムとの重量比が90:5〜90:25である、[1]に記載の微生物培養器材。
[4]前記第二の層に含まれるゲル化剤の総量が50〜200g/m2である、[1]〜
[3]の何れかに記載の微生物培養器材。
[5]前記ポリビニルアルコールが、重量平均分子量5000〜200000かつ鹸化度75〜99%のものである、[1]〜[4]の何れかに記載の微生物培養器材。
[6]前記第二の層の前記第一の層の反対側に隣接する第三の層をさらに含む、[1]〜[5]の何れかに記載の微生物培養器材。
[7][1]〜[6]の何れかに記載の微生物培養器材と、少なくとも一種の発色剤又は蛍光剤と、少なくとも一種の栄養成分とを含む、微生物培地。
[8][7]に記載の微生物培地に検体を接種する工程、前記検体に含まれる微生物を培養する工程、及び前記微生物のコロニーを検出する工程を含む、微生物検出法。
第一の層は、微生物培養器材においてマトリックスの役割を担う層である。すなわち、微生物培養器材の支持体であり、また使用時に溶解・膨潤した第二の層に含まれるゲル化剤が浸潤し内部に分散するのを保持して一体化する基盤である。
第二の層は、微生物培養器材において培地の水分を保持する役割と、使用時に培地となり微生物を生育させコロニーを形成させる役割とを担う層である。
特に、目付、通気度の調整が容易な編織物や不織布等が好ましく、また比較的容易に細繊維が得られるメルトブロー製法で作製したナイロンメルトブロー不織布や、分割繊維から製造した極細繊維不織布が、さらに好ましい。
また、多孔質材料の通気度は7〜24cm/sec(70〜240L/(m2・sec
))が好ましく、8〜20cm/secがより好ましく、10〜18cm/secがさらに好ましい。通気度がこの範囲にあれば、液体試料(検体)を添加した際に、第二の層に均一にその水分が行き渡りやすく、均一に微生物を培養しやすくなる。また、第二の層に含まれるゲル化剤が溶解・膨潤した際の固定性を十分に確保しやすいので、観察しやすい良好な形状・大きさのコロニーを形成させやすくなる。なお通気度は、JIS規格L1096 8.26で定められるフラジール形法による。
ポリビニルアルコールとメチルセルロースとの重量比は、90:10〜50:50であることがコロニーの発色及び大きさが良好になるので好ましく、90:10〜75:25
であることが第二の層作製時の溶解性の観点及び均一に第一の層に塗布できる観点からもさらに好ましい。
ポリビニルアルコールとグアーガムとの重量比は、90:5〜90:25であることがコロニーの発色及び大きさが良好になるので好ましく、90:5〜90:20であることが第二の層作製時の溶解性の観点及び均一に第一の層に塗布できる観点からもさらに好ましい。
メチルセルロースは、重量平均分子量100000〜1000000のものが好ましい。
グアーガムは、重量平均分子量100000〜500000のものが好ましい。
これらの範囲であることにより、第二の層が含水した時に、水分保持能及び発色能を好ましく両立できる粘度になる。
より、微生物培養器材の作製が容易であるとともに、微生物の生育がしやすく、培地上のコロニー計測がしやすくなる。
他のゲル化剤としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース等のセルロース誘導体;デンプン及びその誘導体;ヒアルロン酸、キサンタンガム等の多糖類;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−ビニルアルコール共重合体等の
アクリル酸誘導体;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル;コラーゲン等のタンパク質;等が挙げられる。
第三の層は、微生物培養器材を補強したり、第二の層を保護したりして、その運搬や収納や取り扱いを容易にする役割を担う。
第三の層として用いる材料としては、例えば水不溶性の合成樹脂が好ましく、具体的にはポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン等が好ましく挙げられる。その形状としてはフィルム状又はシート状が好ましく、厚さは0.03〜2mmが好ましく、0.04〜0.2mmがより好ましい。
発色剤又は蛍光剤は、酵素の基質となるもの、すなわち酵素反応により有色又は蛍光の色素化合物を遊離し得るものが好ましい。例えば、検出対象の微生物が大腸菌群の場合、β−ガラクトシダーゼの基質となる5−ブロモ−4−クロロ−3−インドキシル−β−D−ガラクトピラノシド(X−GAL)等が挙げられ、大腸菌の場合は5−ブロモ−4−クロロ−3−インドキシル−β−D−グルクロン酸、又はその塩等も好ましく挙げられる。また、黄色ブドウ球菌の場合、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドキシル−リン酸(X−phos)、又はその塩等が好ましく挙げられる。
これらの発色剤又は蛍光剤は、微生物培養器材1m2あたり0.01〜1.0gの含有
量とすることが好ましい。本発明の微生物培養器材は、第二の層のゲル化剤が溶解・膨潤時に粘度が高くなりすぎることなく、培地における自由水の流動性が確保されるため、発色剤又は蛍光剤の量を多くせずともコロニーの良好な着色を確保することができる。
また、培地において特定の微生物を選択的に生育するための選択物質も、含有させてもよい。選択物質としては、抗生物質、合成抗菌剤、色素、界面活性剤、無機塩等が挙げられる。抗生物質としては、メチシリン、セフメタゾール、セフィキシム、セフタジジム、セフスロジン、バシトラシン、ポリミキシンB、リファンピシン、ノボビオシン、コリスチン、リンコマイシン、クロラムフェニコール、テトラシクリン、ストレプトマイシン等が挙げられる。合成抗菌剤としては、サルファ剤、ナリジクス酸、オラキンドックス等が挙げられる。色素としては、静菌又は殺菌作用のある、クリスタルバイオレット、ブリリアントグリーン、マラカイトグリーン、メチレンブルー等が挙げられる。界面活性剤としては、Tergito17、ドデシル硫酸塩、ラウリル硫酸塩等が挙げられる。無機塩類としては、亜セレン酸塩、亜テルル酸塩、亜硫酸塩、窒化ナトリウム、塩化リチウム、シュウ酸塩、塩化ナトリウム等が挙げられる。これらの他、タウロコール酸塩、グリシン、胆汁末、胆汁酸塩、デオキシコール酸塩等を用いてもよい。
その他に、本発明の培地には、pH調整剤等、通常微生物培地に用いられる成分を任意に含有させることができる。
の含水量とすることが好ましい。すなわち、本発明の微生物培地は、使用前は乾燥状態にあるが、使用時に液体試料(検体)を添加してその水分によりゲル化剤が溶解・膨潤することにより、微生物が生育し得る状態になる。
ゲル化剤を含む第二の層の構成成分を水に混合・溶解し、これを不溶性フィルム等の上に塗布した後に乾燥させることで第二の層を形成し、該第二の層を第一の層を構成する多孔質材料上に貼り合わせる。あるいは、第二の層にゲル化剤溶液を塗布した後に乾燥してもよい。その後に、第二の層の、第一の層が隣接する面と反対側に第三の層を構成するフィルム等を貼り合わせる。このようにして作製したシート状の微生物培養器材に、発色剤又は蛍光剤と栄養成分とを含浸、付着、又は吸着させた後、乾燥させて、微生物培地とする。あるいは、第二の層の構成成分とともに発色剤又は蛍光剤及び栄養成分も水に混合・溶解して、上記のように塗工・乾燥等を経て、微生物培地を作製してもよい。
微生物を培養する工程は、検出対象の微生物に適する培養温度・時間を適宜選択することができる。
形成したコロニーの検出は、コロニーが発色剤又は蛍光剤等により発色又は蛍光するため、容易に行うことができる。
なお、特に限定されるものではないが、通常、検体は水や培地等の液体に溶解又は懸濁された状態の、液体試料として検査に供される。
また、本発明の微生物培地での生育や微生物検出法での検出の対象となる微生物としては、大腸菌・大腸菌群、ブドウ球菌、ビブリオ属細菌、腸球菌、真菌等が挙げられ、特に限定されない。
表1に示す組成で、黄色ブドウ球菌用ベース培地を作製した。ベース培地と、表2に示す各ゲル化剤の1リットル使用量とを1リットルの精製水に加え、95℃、1分間加温溶解し、20μm厚1×1mポリエステルフィルム上に全量を塗布し、65℃で乾燥させ、ポリエステルフィルムから剥離したものをナイロンメルトブローン不織布(90g/m2
)に貼り合わせた。その後、100μm厚70×80mmポリエステルフィルムを不織布と反対側に接着し、シート状の簡易培地(0−1)〜(0−4)とした。
チルセルロースを用いた簡易培地(0−2)と(0−3)ではコロニーが小さくなることが認められた。また、メチルセルロースを用いた簡易培地(0−4)ではポリビニルアルコールを使用したものより良好なコロニーの発色を認めた。
参考例と同様の黄色ブドウ球菌用ベース培地と、表3記載のゲル化剤の1リットル使用量とを1リットルの精製水に加え、95℃、1分間加温溶解し、20μm厚1×1mポリエステルフィルム上に全量を塗布し、65℃で乾燥させ、ポリエステルフィルムから剥離したものをナイロンメルトブローン不織布(90g/m2)に貼り合わせた。その後、1
00μm厚70×80mmポリエステルフィルムを不織布と反対側に接着し、シート状の簡易培地(1−1)〜(1−5)とした。
参考例と同様にマクファーランド比濁#1相当の黄色ブドウ球菌液の10-7希釈菌液を各簡易培地へ500mL/m2ずつ供試し、35℃、24時間培養後、コロニーの大きさ及び発色を確認した。
また、図1に、簡易培地(1−1)及び(1−4)に相当する各培地上の発色コロニーの写真を示す。(1−1)に比べて(1−4)ではコロニーが大きくかつ発色が濃く明瞭であった。
参考例と同様の黄色ブドウ球菌用ベース培地と、表4記載のゲル化剤の1リットル使用量とを1リットルの精製水に加え、95℃、1分間加温溶解し、20μm厚1×1mポリエステルフィルム上に全量を塗布し、65℃で乾燥させ、ポリエステルフィルムから剥離したものをナイロンメルトブローン不織布(90g/m2)に貼り合わせた。その後、1
00μm厚70×80mmポリエステルフィルムを不織布と反対側に接着し、シート状の簡易培地(2−1)〜(2−7)とした。
参考例と同様にマクファーランド比濁#1相当の黄色ブドウ球菌液の10-7希釈菌液を各簡易培地へ500mL/m2ずつ供試し、35℃、24時間培養後、コロニーの大きさ及び発色を確認した。
また、図2に、簡易培地(2−1)及び(2−5)に相当する各培地上の発色コロニーの写真を示す。(2−1)に比べて(2−5)ではコロニーが大きくかつ発色が濃く明瞭であった。
表5に示す組成で、大腸菌群用ベース培地を作製した。ベース培地と、ポリビニルアルコール120g/L、又はポリビニルアルコール90g/L及びグアーガム5g/Lの組み合わせとを1リットルの精製水に加え、95℃、1分間加温溶解し、20μm厚ポリエステルフィルム上に、ゲル化剤総量が120g/m2となるように塗布し、65℃で乾燥
させ、ポリエステルフィルムから剥離したものをナイロンメルトブローン不織布(90g/m2)に貼り合わせた。その後、100μm厚70×80mmポリエステルフィルムを
不織布と反対側に接着し、シート状の簡易培地(3−1)及び(3−2)とした。
図3に示すとおり、ポリビニルアルコールとグアーガムとの重量比が100:0の場合に比べて、90:5の場合はコロニーが大きくかつ発色が濃く明瞭であった。
Claims (6)
- 多孔質材料を含む第一の層と、前記第一の層に隣接するゲル化剤を含む第二の層とを、含む微生物培養器材であって、
前記ゲル化剤は、ポリビニルアルコールとメチルセルロースとを重量比90:10〜50:50で含む、又はポリビニルアルコールとグアーガムとを重量比90:5〜90:25で含む、微生物培養器材。 - 前記第二の層に含まれるゲル化剤の総量が50〜200g/m2である、請求項1に記載の微生物培養器材。
- 前記ポリビニルアルコールが、重量平均分子量5000〜200000かつ鹸化度75〜99%のものである、請求項1又は2に記載の微生物培養器材。
- 前記第二の層の前記第一の層の反対側に隣接する第三の層をさらに含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の微生物培養器材。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の微生物培養器材と、少なくとも一種の発色剤又は蛍光剤と、少なくとも一種の栄養成分とを含む、微生物培地。
- 請求項5に記載の微生物培地に検体を接種する工程、前記検体に含まれる微生物を培養する工程、及び前記微生物のコロニーを検出する工程を含む、微生物検出法。
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