应用红外光谱法区分常见食源性致病菌的研究

【摘要】：食源性致病菌可以经过肉类、蔬菜、水产品、乳制品等引起细菌性食品中毒,是危害人类健康、威胁公共安全的重要病原体。因此及时发现食品中的污染病原菌十分重要,如今,食源性致病菌的检测与鉴定已经成为食品卫生行业不可或缺的关键环节。 有关食源性致病菌的检测方法有很多,传统的检测鉴定方法是根据菌落的形态及其生理生化反应来判断的,但是该方法通常耗时耗力,涉及的实验较多,需要比较繁琐的过程和复杂的操作,而且对于一些表观特征相似的病原菌难以实现准确识别。利用分子生物学、免疫学和遗传学方法鉴别微生物的技术虽然具有较高的特异性、敏感性和准确性,但是此类技术操作复杂,需要专业人员,而且仪器和试剂费用较高,难以在常规实验室中实现广泛应用。 本研究主要是采集了不同的食源性致病菌菌体细胞以及培养液上清的红外光谱,通过对谱图进行处理、比较,提取谱图信息运用统计学方法和化学计量学的方法对数据进行处理分析,以期建立一种快速检测食源性致病菌的新型方法。 本研究论文主要结果如下: 1、大肠杆菌O157:H7、肠炎沙门氏菌、单核增生性李斯特菌、金黄色葡萄球菌四株菌菌体细胞400-4000cm~(-1)范围内红外光谱的吸收峰主要由菌体细胞中蛋白质、脂类、糖类、核酸等大分子中的-OH、-CH3、CH2、C=O、N-H、C-N、C=O、P-O的伸缩、弯曲和环振动而产生。 2、确定大肠杆菌O157:H7、肠炎沙门氏菌、单核增生性李斯特菌、金黄色葡萄球菌四株菌菌体细胞的光谱指纹区为1500-800cm~(-1)。 3、对四株菌食源性致病菌光谱指纹区(1500-800cm~(-1))进行一阶导数运算,提取数据进行皮尔森相关系数分析、主成分分析和聚类分析,三种分析方法都可以将这四株菌进行很好的区分。 4、四株食源性致病菌分别在30℃、37℃两种不同的培养温度和BHI、LB、NB、TSB四种不同的培养基培养条件下,平行光谱指纹区重复性好。而且不同的培养条件没有对细胞的化学结构产生显著影响,红外光谱指纹区稳定。 5、应用红外光谱法在不同培养条件下四株食源性致病菌的区分效果不同,但是没有呈现出规律性。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在红外光谱图上表现出了明显的不同,红外光谱在区分不同的革兰氏阴性菌(大肠杆菌O157:H7、肠炎沙门氏菌)的能力要弱于区分不同的革兰氏阳性菌(单核增生性李斯特菌、金黄色葡萄球菌)。 6、为了进一步研究红外光谱指纹技术应用于食源性致病菌检测的范围,采集10株单增李斯特菌菌体细胞的红外光谱,选取1500-800cm-1光谱一阶导数数据,计算它们之间的光谱距离D值和进行聚类分析,结果表明应用红外光谱技术在一定程度上可以表现出菌株的血清分型特征,在血清型水平上相近的菌株,其指区的红外光谱相似程度更高。 7、应用光谱技术鉴定检测食源性致病菌,为了达到简化实验步骤、降低试验成本、减少实验时间的目的。本论文创新性的使用细菌培养液上清作为研究对象、应用主成分分析方法区分不同分类水平的病原菌。结果表明该方法可以区分大肠杆菌O157:H7、肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌三个不同属的细菌以及莓实假单胞菌、荧光假单胞菌、恶臭假单胞菌同一菌属,不同种的细菌,对于七株不同的副溶血弧菌是无法达到区分的目的。

【关键词】：食源性致病菌 红外光谱 光谱指纹 区分 鉴定 检测
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R155.5
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