Фотолюминесцентное обнаружение микробиологического загрязнения пищевых продуктов

• Автор: Демин, Роман Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

1. Методы и схемы бактериальной идентификации

1.1 Методы обнаружения патогенных микроорганизмов и возможность их использования в микробиологических датчиках безопасности

1.2 Флуоресцентный метод дистанционного контроля качества пищевых продуктов

1.3 Источники и приемники излучения для фотолюминесцентных измерений

1.4 Выводы по главе

2 Экспериментальное определение возможности детектирования трансформации спектров

фотолюминесценции тестируемых образцов

2.1 Описание методики проводимых экспериментов

2.2 Схема установки экспериментального определения возможности детектирования трансформации спектров фотолюминесценции образцов

2.3 Результаты эксперимента

2.4 Оценка идентичности полученных экспериментальных данных со спектрами зараженного мяса
2.5 Математическая статистическая модель спектров люминесценции
2.6 Выводы по главе
3 Анализ спектров и алгоритмы обработки сигналов
3.1 Отбор информативных признаков системы обнаружения микробиологического
обнаружения пищевых продуктов
3.2.Структура оптико-электронной аппаратуры для оценки выбранных
информативных признаков
3.3 Выводы по главе
4 Математическое моделирование работы аппаратуры
4.1 Описание метода моделирования
4.2 Описание модели
4.3 Описание результатов имитационного моделирования и эффективности принятия решения
4.4 Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Приложение 1
П. 1.1. Семейство спектров интенсивности люминесценции сырого мяса
П.1.1.1 Семейство спектров интенсивности люминесценции сырого мяса 0 часов содержания при комнатной температуре
П. 1.1.2 Семейство спектров интенсивности люминесценции сырого мяса 12 часов содержания при комнатной температуре
П. 1.1.3 Семейство спектров интенсивности люминесценции сырого мяса 24 часа содержания при комнатной температуре
П. 1.1.4 Семейство спектров интенсивности люминесценции сырого мяса 48 часов содержания при комнатной температуре
П. 1.2 Расчет порогового потока ФЭУ
П. 1.3 Расчет выхода люминесценции образцов
П. 1.4 Статистические параметры случайных величин интенсивностей двух диапазонов длин волн, для образцов 0 часов при комнатной температуре, 12,24 и 48 часов
Приложение
П.2.1 Расчет возможности использования модулей на основе лазерных диодов в системе обнаружения микробиологической загрязненности пищевых продуктов
П.2.2 Расчет порогового потока и абсолютной чувствительности ЛФД
П. 2.3. 1 Статистическая обработка результатов экспериментов мяса 0 часов 135 П.2.3.2 Статистическая обработка результатов экспериментов мяса, содержащегося при комнатной температуре 12 часов
П.2.3.3 Статистическая обработка результатов экспериментов мяса содержащегося при комнатной температуре 24 часа
П.2.3.4 Статистическая обработка результатов экспериментов мяса, содержащегося при комнатной температуре 48 часов 15
Приложение
П.3.1 Описание переменных, используемых программой Biosensor
П.3.2 Программа Biosensor
П.3.3 Результаты компьютерного моделирования
Приложение
Акт об использовании материалов диссертационной работы
Вирусы бактерий и другие микроорганизмы широко распространены повсюду в природе и окружающей среде. Некоторые потенциально опасные микроорганизмы могут быть причиной различных инфекционных заболеваний. Микробиологические заболевания, вызванные патогенными бактериями, составляют главную причину смерти во многих странах мира.
Мясо сельскохозяйственных и диких промысловых животных, птицы и продукты их переработки составляют значительную долю в рационе питания человека. Они служат источником биологически полноценных белков, жиров, витаминов и минеральных веществ, необходимых для нормального протекания жизненных процессов в организме. Однако продовольственное сырье и пищевые продукты животного происхождения могут представлять собой опасность, если они были получены или изготовлены с нарушением санитарно гигиенических правил. В результате чего при заготовке и на этапах обращения производственной пищевой продукции (хранение, транспортирование, реализация) она была инфицирована патогенной, токсигенной и сапрофитной микрофлорой. Пути обсеменения мяса микрофлорой чрезвычайно разнообразны. Мясопродукты могут заражаться возбудителями, обладающими высокой выживаемостью, от объектов внешней среды. Источником заражения также могут быть инвентарь, оборудование, руки работников мясоперерабатывающих предприятий и насекомые. Большую опасность для здоровья людей представляет мясо животных с инфекционными заболеваниями. У таких животных микроорганизмы проникают во внутренние органы и ткани еще до убоя (прижизненное обсеменение). Бактерии вида Escherichia-coli, вызывающие эшерихозы могут легко заражать туши говядины, сырое молоко и мясо курицы, поэтому тщательный контроль этого патогена очень важен особенно в пищевом производстве. Род бактерий Salmonella - опасный пищевой патоген, содержит более 2000 видов, большая часть которых может стать причиной сальмонеллезов. Основной путь передачи инфекции - пищевой. [1,2,3]
Мясо и мясо продукты представляют собой благоприятную среду не только для сохранения жизнеспособности микроорганизмов, но и, в ряде случаев, для их размножения и накопления, что представляет собой опасность для жизни и здоровья человека. Мясные продукты могут играть значительную роль в распространении инфекционных заболеваний.
Приведем в табл. 1 некоторые примеры заболевания бактериальной этиологии, передающиеся через мясо животных, птицы и продукты их переработки.
как уровни сигналов низкие то скорость сканирования выбирается так, чтобы можно их зарегистрировать. Скорость сканирования должна быть такой, чтобы регистрировать малые сигналы и, самое главное, достаточной для распознавания близко лежащих линий люминесценции. Выбранная скорость позволяет это делать.
Измерения количества числа фотонов производятся электронным частотомером, который подключен к компьютерной системе. Время, необходимое для записи спектров люминесценции образца, составляет 5 минут и зависит от скорости сканирования. После проведения измерений в прямую сторону, сразу производятся измерения в обратную сторону. Сначала производятся измерения образца, который содержался 0 часов при комнатной температуре (20 ° С ± 5 ° С). Затем он содержится при комнатной температуре 12 часов и измеряется. После прохождения еще 12 часов, то есть общее время содержания образца при комнатной температуре составляет 24 часа, измерения вновь производятся. Затем по прошествии еще 24 часов проводятся окончательные измерения, то есть общее время содержания мяса составляет 48 часов. Таким образом, имеются данные по одному образцу, соответствующие разному времени содержания его при комнатной температуре 0 часов, 12 часов, 24 часа и 48 часов. Каждый образец анализируется таким образом по 20 раз. Количество образцов составляет 10 штук.
Необходимо отметить, что в приводимой методики эксперимента не производятся абсолютные измерения. То есть не важно, какой сигнал мы получаем с того или иного диапазона длин волн, важно величина отношения этих сигналов. Достоинствами такой схемы получения спектров фотолюминесценции: доступность юстировки компонентов схемы, простота и быстрота измерений.