JPH03198767A - 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

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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(活りを迅
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、最ら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て少なくとも1日以
上も静置培養して生成したコロニーヲ肉眼で測定し、そ
のコロニー数ニ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。
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ら
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か煩雑である等、
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。
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、しが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不溶性
ピリジニウム型樹脂層を配置し、このピリジニウム型樹
脂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方の変化に基づいて、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、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。
この発明で用いる不溶性ピリジニウム型樹脂とは、高分
子鎖中にピリンニウム基を有する水不溶性の樹脂を意味
する。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(Dと下式(II)を構成単位とするビニル
系共重合体又は下式(1)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。
一 −i CH−CH廿 (式中R1はベンジル基、C4〜cue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、C8〜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
(1)、(n)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<1):(U)としてl:20〜1:08吋と
するのが適している。また重合度は通常、100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
かできろが、粉末状、粒状、膜状、繊推状等として入手
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。
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。
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。ここて、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ら含まれる。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。
(へ)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l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、アクリル樹脂製バイブ(内径8mm、外径1
2mm)B、C及びDと、ステンレスパイプ41.42
(内径1mm、外径2mm)と、ナイロンメツシュ31
.32(100メツシユ)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−セル4構成時に該フローセル内のナイロン
メツシュ31.32間に架橋ポリ(N−ペンシル−4−
ビニル−ピリジニウムプロミド)(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l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ン系接着剤(12時間硬化型)を
示すものである。
8− なお、ここで用いた架橋BVP樹脂は、粒径的0.2m
m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し
のである。また充填層3の直径は8 mm。
長さは7.5mmである。
かかる測定装置l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。
上記測定装置システムに空気およびI)H7、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変
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02のE、coli(ニジエ
リノア、コリ)@濁液を上S己システム(こ注入した時
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58
nA/hてあった。
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’Cで20 m i
 n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、colt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42
8nA/hであった。
実施例5 610nmにおける吸光度0.1のPseudomon
asaeruginosa (シュードモナス エルギ
ノーザ) @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てあった。
実施例6 610nmにおける吸光度01の5taphyloco
ccus 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。
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。
実施例7 610nmにおける吸光度0.01.0.05.0.1
および0.2のBacillus 5ubtilis 
(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 6LOnmにおける吸光度0.05.0.1.0.2お
よび0.11のSaccharomyces cere
visiae (サツカロミセス セレビシェ)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との直線関係ら良好であり、生菌数の測
定を正確にかつ迅速に行えることが判る。
(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
つ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
【図面の簡単な説明】
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・・・・・・ナイロンメツシュ、
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。 第 1WI (a) (b) 423

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、酸素電極の感応部に不溶性ピリジニウム型樹脂層を
    配置し、このピリジニウム型樹脂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。 2、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好気性微生物
    の測定装置。
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