JPH10248597A - 菌類の即時判別方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適宜手段で被着採取した菌類を、短時にその
生菌細胞及び死菌細胞内に選択的に蛍光染料を浸透させ
て染色菌液となし、この染色菌液に所要波長のパルス光
線を照射させて即時に生菌及び死菌数を判別しえる方法
及び装置を提供する。 【構成】 染色菌液を透明なセル内に注入し、一方向か
ら所要波長で且パルス間隔が少なくとも７５０μ秒以上
のパルス光線を照射させ、このパルス光線の軸光と直交
する一方側では生菌細胞からの蛍光発光光線を透過する
バンドパスフィルターを介してフォトダイオード検知管
で検知し、且他方側では死菌細胞からの蛍光発光光線を
透過させるバンドパスフィルターを介してフォトダイオ
ード検知管で検知したうえ、無菌の染色菌液の検知電圧
と菌類の存在する染色菌液の検知電圧差をコンピュータ
ーで処理し、生菌数及び死菌数を判別表示させる菌類の
即時判別方法及びその判別装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として食品類の生産並
びに流通の過程において、該食品類に付着、混在或いは
繁殖する細菌類や黴菌類を即時に判別しえる、菌類の即
時判別方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】食品類は特に細菌類や黴菌類の繁殖育成条
件とされる水分や栄養源を保持するため、これに温度や
酸素が存在する条件下では急速に繁殖育成し、短時に食
品類の変敗や腐敗が招来される。これがため従来生鮮食
品類においては塩素やオゾンで殺菌殺黴し或いは酸化防
止剤等で洗浄したり、更に加工食品においてはこれら殺
菌殺黴或いは酸化防止作用を有する化学薬剤所謂食品添
加剤を許容される範囲で添加させていた。

【０００３】然るに近年においては健康指向の高まりと
ともにこれら化学薬剤等の作用に対して危険視や購買忌
避がなされるに至ったため、食品類も無処理化や無添加
化が積極的になりつつある。従って現状の食品類におい
ては、生産物賠償責任法の施行とも相俟ってその生産工
程はもとより流通過程においても常時食品類の衛生管
理、とりわけ細菌類や黴菌類等の検査確認を余儀なくさ
れている。

【０００４】ところで食品等の細菌類や黴菌類の確認方
法は、これら菌類の混在、付着或いは繁殖が予想される
検体より適宜手段で被着採取した細菌類や黴菌類を寒天
培地等に植菌し、これを所要温度に保持させたインキュ
ベーター等の培養器で略２４乃至４８時間培養させたう
え顕微鏡で判別するものであるから、判別確認できる数
値は常に２４乃至４８時間以前のものとなり、従って判
別確認し得る間に生産され或いは流通された食品類に混
在し、付着し或いは繁殖する菌類には何等の対処もでき
ず、度々衛生管理上より廃棄されたり販売不能となる問
題が生ずるばかりか、特に毒素生産菌類が混在、付着或
いは繁殖したる場合には重大な結果を招来する。

【０００５】かかる問題に鑑み発明者等は、被着採取し
た菌類の生菌細胞及び死菌細胞内に即時に且選択的に浸
透しえる蛍光染料を用いて生菌細胞及び死菌細胞を蛍光
染色し、而して励起光の照射により異る色光で蛍光発光
させて顕微鏡により生菌及び死菌の区別及びその数、或
いは菌種に至るまで即時に判別する方法並びにその装置
を開発し、既に特願平８−１２５２１８号でその内容を
開示している。

【０００６】しかしながら衛生管理上問題となる生菌数
は、大腸菌群でも１０^３個から１０^８個にも亘る大多数
のものであるから顕微鏡による目視判別では困難さを伴
うばかりか、生菌においては判別に際して視野中を遊動
するため正確な判別もなしにくい等の問題が内在し、而
も食品等の菌類判別は原材料中の混在の有無はもとよ
り、生産過程での混入付着、生産後の繁殖或いは流通過
程での混入付着や繁殖等に対処すべく随時なされること
から、これの判別作業には多大な費用と時間及び困難さ
が強いられることとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】発明者等はかかる未解
決の問題に対して鋭意研究を重ねた結果、蛍光染料で染
色された菌類の細胞に対し所要の波長を有するパルス光
線を照射すると、照射に伴い染色された細胞からの蛍光
発光時間が略７５０μ秒で発光減衰されること、蛍光染
料で染色された菌類の細胞数の増減に比例して蛍光発光
光線の強度も増減すること等を解明し本発明に至ったも
のであって、本発明は適宜手段で被着採取した菌類を、
短時にその生菌細胞及び死菌細胞内に選択的に浸透する
蛍光染料で染色した染色菌液に、所要波長のパルス光線
を照射させるのみで即時に且正確に生菌及び死菌数を判
別しえる、菌類の即時判別方法及びその装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が採用した技術的手段は、適宜手段で被着採
取した菌類を短時にその生菌細胞並びに死菌細胞内に選
択的に浸透する蛍光染料で染色させた染色菌液を、透明
なセル内に注入させ且その一方向から所要波長で而もそ
のパルス間隔が少なくとも７５０μ秒以上のパルス光線
を照射させて、生菌細胞及び死菌細胞より蛍光発光させ
るとともにこの蛍光発光光線を、該パルス光線の照射軸
光と直交する一方側においては生菌細胞からの蛍光発光
光線のみを透過するバンドパスフィルターで透過させ
て、フォトダイオードでその蛍光発光強度を検知させ、
更に他方側においては死菌細胞からの蛍光発光光線のみ
を透過するバンドパスフィルターを透過させて、フォト
ダイオードでその蛍光発光強度を検知させるとともに、
この検知されたそれぞれの蛍光発光強度と無菌染色菌液
において検知される発光強度との検知差より生菌数及び
死菌数を算出し、且それぞれの複数の算出値から平均値
を算出するアルゴリズムを内蔵するコンピューターで処
理し、以って生菌数及び死菌数を即時に判別表示させる
菌類の即時判別方法に存する。

【０００９】更には、ケーシングの中央に染色菌液を注
入する透明素材で形成されるセルが設けられており、且
該セルの中心に焦点が結ばれるようにその一方側からは
所要波長で而もそのパルス間隔が少なくとも７５０μ秒
以上のパルス光線を照射させるパルス光源が焦光レンズ
を介して設けられてねるとともに、該パルス光線の照射
軸光と直交する方向の一方側には生菌細胞から発光する
蛍光発光光線の波長のみを透過するバンドパスフィルタ
ーを介してフォトダイオード検知管が設けられており、
且他方側には死菌細胞から発光する蛍光発光光線の波長
のみを透過するバンドパスフィルターを介してフォトダ
イオード検知管がそれぞれ設けられており、このそれぞ
れのフォトダイオード検知管で検知される蛍光発光強度
と無菌染色菌液における発光強度との検知差より生菌数
及び死菌数を算出し、且それぞれの複数の算出値から平
均値を算出表示しえるアルゴリズムを内蔵してなるコン
ピューターとから構成される、菌類の即時判別装置に存
する。

【００１０】

【作 用】本発明の技術的手段は以下のような作用を有
する。即ち適宜手段で被着採取した細菌類や黴菌類を、
その生菌細胞や死菌細胞内に短時に且選択的に浸透する
蛍光染料で染色させた染色菌液を透明なセル内に注入さ
せ、その一方向から所要波長で且そのパルス間隔が少な
くとも７５０μ秒以上のパルス光線を照射するため、そ
のパルス照射毎に断続的に生菌細胞並びに死菌細胞内に
浸透した蛍光染料がストークス則に従い異る蛍光波長を
以って、且その蛍光発光が７５０μ秒の寿命で発光減衰
するから、パルス数に等しく発光減衰が繰返される。而
もかかる発光は染色菌液中の菌数が多量となればその細
胞内に浸透する蛍光染料も多量となり、パルス光線の照
射に伴う発光量が増大し蛍光発光強度も増大する。そし
て蛍光染料が浸透し染色された生菌細胞或いは死菌細胞
の数所謂菌数の割合に比例して発光量が増減するため、
無菌状態の染色菌液における発光強度と菌類が存在する
場合との発光強度とは当然差異が生じ、かかる発光強度
差で菌数の判別がなしえることとなる。

【００１１】加えて染色菌液に所要波長のパルス光線が
照射されると該染色菌液からは全方向に亘って蛍光発光
がなされるから、かかるパルス光線の照射軸光に対して
直交する方向の一方側に生菌細胞からの蛍光発光光線の
みを透過するバンドパスフィルターを介してフォトダイ
オード検知管を設け、且他方側には死菌細胞からの蛍光
発光光線のみを透過するバンドパスフィルターを介して
フォトダイオード検知管を設けることにより、それぞれ
のフォトダイオード検知管には生菌細胞及び死菌細胞か
らの蛍光発光光線のみが菌数に比例した蛍光発光強度を
以って、且パルス光線のパルス数に従って断続的に検知
される。

【００１２】而してそれぞれのフォトダイオード検知管
で検知された生菌細胞及び死菌細胞からの蛍光発光強度
と、無菌状態の染色菌液の発光強度との検知差から生菌
数及び死菌数を算出するアルゴリズム、並びに断続的に
検知される蛍光発光強度の複数の算出値から平均値を算
出表示するアルゴリズムを内蔵したコンピューターで処
理させることで、即時に且正確な生菌数、死菌数が判別
表示される。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１に示す本発明判
別装置の説明図に基づき説明すれば、ケーシング１は本
発明判別装置を収納させるもので強靭且軽量なものが望
まれることから、通常は鉄板材やアルミ板材等が用いら
れ且その形状も立方体や直方体の形状で形成される。そ
して該ケーシング１の中央位置には、染色菌液２が適宜
量注入され且所要波長のパルス光線を照射させて蛍光発
光せしめるための透明な素材で形成されるセル３が着脱
自在に設けられてなるもので、該セル３はその内部に染
色菌液２が１乃至３ｍｌ程度注入しえる内容積のものが
望ましく、且具体的形状としては底部が形成された円筒
形や角筒形のものが好適で、而も好ましい素材としては
アクリル樹脂やスチロール樹脂等の合成樹脂素材やガラ
ス素材が挙げられる。更にかかるセル３を着脱自在とな
す手段には特別な制限は無く、該セル３を挿入保持しえ
る適宜のホルダー３Ａを設けておくことが提案される。

【００１４】ところで該セル３に注入される染色菌液２
としては多種に亘るものが考えられるが、一例としては
適宜手段で検体より被着採取した細菌類や黴菌類を、そ
の生菌細胞内に浸透し蛍光発光するフルオレセイン若し
くはその誘導体からなる蛍光染料と、死菌細胞内に浸透
し蛍光発光するプロピデイュームイオダイドからなる蛍
光染料を生理的食塩水に対しそれぞれ３乃至１５μｍｏ
ｌ／ｍｌの濃度で混合させてなる染色溶液中に混入させ
て、その生菌細胞内及び死菌細胞内に蛍光染料を短時に
浸透染色させたものが挙げられる。

【００１５】かかる如き染色菌液２が所要量注入された
セル３の一方向には、所要波長のパルス光線４Ａが該セ
ル３の中心で焦点が結ばれ照射されるよう、集光レンズ
４Ｂを介してパルス光源４が設けられている。かかる場
合におけるパルス光線４Ａの具体的波長は、使用される
蛍光染料の保持する蛍光特性によって決定されるもの
で、一例として開示した如く蛍光染料としてフルオレセ
イン及びプロピデイュームイオダイドを用いる場合では
パルス光線４Ａの波長としては４８８ｎｍが用いられ、
かかる波長のパルス光線４Ａの照射により、生菌細胞内
に浸透したフルオレセインからはストークス則に従って
５２０ｎｍの波長の蛍光発光が、更に死菌細胞内に浸透
したプロピデイュームイオダイドからは、その波長が６
２５ｎｍの蛍光発光がなされることとなる。

【００１６】そして本発明における染色菌液２の生菌に
おいては遊動するものも多く、従って一方向からの光線
照射に際しても生菌各個全体が均等に照射されて蛍光発
光する保証も無いから、刻々遊動変化する生菌に断続的
に照射させ複数の蛍光発光から平均値を求めることが正
確な生菌数の判別のために必要となる。してみると光線
照射に伴う蛍光染料の蛍光発光に係る発光減衰時間は７
５０μ秒であるから、そのパルス間隔が少なくとも７５
０μ秒以上のパルス光線４Ａを照射することによりパル
ス数に等しい蛍光発光がなされ、生菌が刻々と遊動する
実態に沿った蛍光発光が断続して複数検知しえることと
なる。パルス光線４Ａを照射するパルス光源４も特別な
制限はなく、所要の波長で且そのパルス間隔が少なくと
も７５０μ秒以上のパルス望ましくは１０乃至１００パ
ルス／秒で照射できるものであれば十分使用でき、更に
所要の波長の照射に際しても予め所要波長の励起光を用
いても、或いは所要波長を透過させるバンドパスフィル
ターを用いることでも良い。

【００１７】かくしてなるパルス光線４Ａの照射軸光に
対して直交する方向の一方側には、パルス光線４Ａの照
射で蛍光発光する生菌細胞からの蛍光発光光線のみを透
過しえるバンドパスフィルター５が設けられ、且該バン
ドパスフィルター５を透過した生菌細胞からの蛍光発光
強度を検知するためのフォトダイオード検知管６がその
後方に設けられている。かかる場合におけるバンドパス
フィルター５やフォトダイオード検知管６も特別の制限
はなく、計測機器の部材として使用されているもので十
分利用できるものであって、染色菌液２における生菌細
胞への蛍光染料としてフルオレセイン若しくはその誘導
体が用いられる場合では、当然にその蛍光発光の波長で
ある５２０ｎｍの波長のみを透過するバンドパスフィル
ター５が用いられる。更にフォトダイオード検知管６
も、その検知電圧において１μｖ以上の検知が可能であ
れば十分に使用できる。

【００１８】パルス光線４Ａの照射軸光に対して直交す
る方向の他方側には、パルス光線４Ａの照射で蛍光発光
する死菌細胞からの蛍光発光光線のみを透過しえるバン
ドパスフィルター５０が設けられ、且該バンドパスフィ
ルター５０を透過した蛍光発光強度を検知するためのフ
ォトダイオード検知管６０がその後方に設けられてい
る。かくしてフォトダイオード検知管６、６０で検知さ
れた生菌細胞や死菌細胞からの蛍光発光強度、或いは無
菌状態における染色菌液２からの発光強度は検知電圧に
変換されたうえコンピューター７によって処理される。

【００１９】このコンピューター７にはフォトダイオー
ド検知管６、６０で検知され且変換された検知電圧よ
り、生菌数及び死菌数の判別並びに正確な生菌数を判別
表示するアルゴリズムが内蔵されている。即ち図２に示
す如く、染色菌液２が無菌状態の場合においてパルス光
線４Ａが照射された場合Ｓ０における検知電圧はＶ０と
して検知される。他方生菌が多数混在する場合には、パ
ルス光線４Ａの照射に伴ってパルス毎にＳ１、Ｓ２、Ｓ
３の如く検知電圧もそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３の通り検
知される。而して無菌状態における検知電圧Ｖ０と生菌
が多数混在する場合の検知電圧Ｖ１或いはＶ２若しくは
Ｖ３との検知電圧差とは生菌数に比例する関係にあるか
ら、単位検知電圧に対する生菌数の割合を以って生菌数
を算出しえるアルゴリズムを内蔵させておくことによ
り、無菌状態における検知電圧との検知電圧差で即時に
生菌数或いは死菌数を算出し判別することができる。

【００２０】更に生菌の場合にはＳ１、Ｓ２、Ｓ３の如
く生菌の遊動により検知電圧に多少の変動が生ずるもの
であるから、正確な生菌数を判別するうえでパルス光線
４Ａの照射による検知電圧を複数パルス分好ましくは３
０乃至１００パルス分の検知電圧より平均値を算出し、
且その生菌数を適宜に表示しえるアルゴリズムも内蔵さ
れてなるものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述の如き構成からなるもの
で、検体から適宜に被着採取した菌類をその生菌細胞及
び死菌細胞内に短時に且選択的に浸透する蛍光染料で染
色させた染色菌液に、所要の波長で且少なくともそのパ
ルス間隔が７５０μ秒以上のパルス光線を照射させるの
みで瞬時に生菌数や死菌数が判別表示され、而も菌類の
判別作業も予め生菌細胞及び死菌細胞内に短時に且選択
的に浸透し染色する蛍光染料を所要濃度に混合させた染
色溶液を作成しておけば、検体から適宜に被着採取した
菌類を該染色溶液に混入させるのみで短時に染色菌液が
形成され且所要波長のパルス光線の照射で即時に判別が
なしえるから、食品類の生産や流通に何等の支障を与え
ることなく簡便に衛生管理ができる等極めて優れた特長
を具備する菌類の即時判別方法及びその装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明菌類の即時判別装置の説明図である。

【図２】フォトダイオード検知管の検知状況の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 染色菌液 ３ セル ４ パルス光源 ４Ａ パルス光線 ４Ｂ 集光レンズ ５ 生菌細胞の蛍光光線透過バンドパスフィルター ５０ 死菌細胞の蛍光光線透過バンドパスフィルター ６ 生菌細胞の蛍光光線検知のフォトダイオード検
知管 ６０ 生菌細胞の蛍光光線検知のフォトダイオード検
知管 ７ コンピューター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜手段で被着採取した細菌類、黴菌類
   の生菌細胞並びに死菌細胞内に選択的に浸透する蛍光染
   料により染色された染色菌液に、所要波長の光線を照射
   させ生菌細胞並びに死菌細胞からの蛍光発光光線を判読
   して菌類を判別する方法において、透明なセル内に注入
   させた染色菌液の一方向からそのパルス間隔が少なくと
   も７５０μ秒以上のパルス光線を照射させ、染色菌液中
   の生菌細胞並びに死菌細胞からの蛍光発光光線を、該パ
   ルス光線の照射軸光と直交する一方側では生菌細胞から
   の蛍光発光光線のみを透過するバンドパスフィルターを
   通しフォトダイオードでその蛍光発光強度を検知させ、
   且他方側においては死菌細胞からの蛍光発光光線を透過
   するバンドパスフィルターを通しフォトダイオードでそ
   の蛍光発光強度を検知させたうえ、無菌染色菌液におけ
   る発光強度との検知差により生菌数及び死菌数を算出
   し、且それぞれの複数の算出値から平均値を算出するア
   ルゴリズムを内蔵したコンピューターで処理し、以って
   生菌数及び死菌数を即時に判別表示させることを特徴と
   した菌類の即時判別方法。
2. 【請求項２】 ケーシングの中央に染色菌液を注入する
   透明素材で形成されたセルが設けられ、且該セルの中心
   に焦点が結ばれるよう一方向から所要波長で而もそのパ
   ルス間隔が少なくとも７５０μ秒以上のパルス光線を照
   射させるパルス光源が集光レンズを介して設けられてな
   るとともに、該パルス光線の軸光と直交する一方側には
   生菌細胞から発光される蛍光発光光線の波長のみを透過
   させるバンドパスフィルターを介してフォトダイオード
   検知管が設けられ、且他方側には死菌細胞から発光され
   る蛍光発光光線の波長のみを透過させるバンドパスフィ
   ルターを介してフォトダイオード検知管が設けられ、而
   もそれぞれのフォトダイオード検知管で検知された蛍光
   発光強度と、無菌染色菌液における発光強度との検知差
   により生菌数及び死菌数を算出し、且それぞれの複数の
   算出値から平均値を算出表示しえるアルゴリズムを内蔵
   したコンピューターとから構成される、菌類の即時判別
   装置。