[发明专利]食品批量发酵过程中菌群结构稳定性的定量检测方法

摘要

本发明公开了一种食品批量发酵过程中菌群结构稳定性的定量检测方法，包括以下步骤采集对照菌群的高光谱图像；理化检测对照菌群结构；建立菌落种属鉴别模型；采集待测菌群的高光谱图像；快速检测待测菌群结构；定量检测待测菌群稳定性。根据对照菌群对应的各单菌落的高光谱图像信息X，以及采用理化检测方法鉴定得到的对照菌群对应的各单菌落的种属信息Y，通过化学计量学方法得到单菌落的种属鉴别模型Y=F种属(X)。通过获取待测菌群对应的各单菌落的高光谱图像信息X’，将其代入单菌落的种属鉴别模型Y=F种属(X)即可计算出待测菌群的结构及稳定性。本发明提出的方案具有检测过程简单、检测周期短的特点。

主权项

食品批量发酵过程中菌群结构稳定性的定量检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，采集对照菌群的高光谱图像；步骤二，理化检测对照菌群结构；步骤三，建立菌落种属鉴别模型；步骤四，采集待测菌群的高光谱图像；步骤五，快速检测待测菌群结构；步骤六，定量检测待测菌群稳定性；所述步骤一采集对照菌群的高光谱图像过程如下：过程一，配制培养对照菌群所需的培养基，并置于培养皿中；过程二，将对照菌群接种于所述培养基上，置于37±1℃的培养箱中培养24h～48h，得到对照菌群中各种属微生物的单菌落；过程三，将所述培养皿置于高光谱成像系统中进行高光谱图像采集，得到对照菌群中各单菌落的高光谱图像信息；所述步骤二中理化检测对照菌群结构的过程如下：过程一，针对步骤一中培养皿中的对照菌群的单菌落，培养皿中共有n个单菌落，对培养皿内的n个单菌落逐一进行编号；n大于等于1；过程二，按照所述编号的顺序采用理化检测方法逐一鉴定各单菌落的种属名称，鉴别出步骤一中培养皿上n个单菌落的种属名称记为Y0i，i＝1,2,……n；0为发酵批次；所述步骤三中建立单菌落的种属的鉴别模型过程如下：过程一，对步骤一中得到的对照菌群中n个单菌落的高光谱图像信息，按照步骤二过程一中的编号规则对高光谱图像中的单菌落进行编号，并使得菌落的编号顺序与步骤二中过程一的编号完全一致；过程二，对步骤一中得到的对照菌群中n个单菌落的高光谱图像信息，按照编号顺序分别提取高光谱图像中各单菌落所在区域内的平均光谱Xi，i＝1,2,……,n；过程三，以各单菌落的平均光谱作为自变量Xi，以步骤二中各单菌落的种属名称作为因变量Y0i，利用化学计量学方法确定平均光谱与单菌落的种属之间的对应关系F种属，得到单菌落的种属鉴别模型Y＝F种属(X)；0为发酵批次；所述步骤四采集待测菌群的高光谱图像的过程如下：过程一，配制与步骤一中配方完全一致的培养基并置于培养皿中；过程二，将待测菌群接种于培养基上，置于37±1℃的培养箱中培养24h～48h，培养时间与步骤一中过程二的培养时间完全一致，得到待测菌群对应的m个单菌落；m大于等于1；过程三，将培养皿置于高光谱成像系统中进行高光谱图像采集，得到待测菌群对应的高光谱图像信息；所述步骤五中快速检测待测菌群结构的过程如下：过程一，针对步骤四得到的待测菌群对应的高光谱图像信息，逐一提取高光谱图像中m个菌落所在区域内的平均光谱X’i,i＝1,2,……,m；过程二，将提取到的各菌落的平均光谱X’i代入步骤三中建立的单菌落的种属鉴别模型Y＝F种属(X)，得到待测菌群中各单菌落的种属名称Y0i’，即Y0i’＝F种属(X’i)，0为发酵批次；过程三，根据各单菌落的种属名称Y0i’,i＝1,2,……,m，0为发酵批次，将Y0i’中种属名称相同的单菌落归为一类，从而得到待测菌落中微生物的种类数；计算每一类微生物的单菌落占总菌落数的比例，从而得到每一类微生物在待测菌群中占的比例；待测菌落中微生物的种类数和各类微生物在待测菌群中占的比例即为待测菌群的结构信息；所述步骤六中定量检测待测菌群稳定性的过程如下：过程一，取食品N发酵批次中的菌群作为待测菌群，执行步骤四和步骤五，得到N发酵批次中的菌群作为待测菌群的结构Y1i’、Y2i’、……、YN‑1i’、YNi’；N大于等于2,i＝1,2,……,m；过程二，根据不同发酵批次中的菌群作为待测菌群的结构信息，以待测菌群结构Y0i’的结构信息为标准，计算上述待测菌群在微生物种属和数量上的增减情况，进而实现食品批量发酵过程中菌群稳定性的定量检测。