基于计算机视觉技术快速检测食品中蜡样芽孢杆菌的研究

作　者: 王慧莹
导　师: 殷涌光
学　校: 吉林大学
专　业: 食品科学与工程
关键词: 蜡样芽孢杆菌计算机视觉技术快速检测芽孢发酵
分类号: TS207.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着食源性致病菌引起的食物中毒事件频繁发生,国内外更加注重对食品中微生物快速检测方法的研究,力图改善现行传统检测方法的不足,以满足快速、准确检测致病菌以提高食品质量安全的需要。芽孢杆菌的学位论文">蜡样芽孢杆菌是引起食物中毒的最常见食源性致病菌之一。该菌多以芽孢形式广泛存在于自然界中,在污染食品后能够迅速生长繁殖,被误食后极易引起食物中毒。目前对蜡样芽孢杆菌的检测仍然以传统培养计数为主,此方法比较繁琐且费时费力,很难满足实时监控食品质量安全的要求,急需建立一种操作简单、快速、准确的检测方法。因此本文将计算机视觉技术引入到蜡样芽孢杆菌的快速检测中,以期建立一套利用食品微生物快速检测系统检测蜡样芽孢杆菌的方法。本研究在目前本实验室已经开发的微生物快速检测系统的基础上,重点针对食品中蜡样芽孢杆菌检测时前处理方法和对采集到的蜡样芽孢杆菌菌体特异性显微图像分析识别的方法进行初步研究,为建立一套食品中蜡样芽孢杆菌快速检测方法。主要研究内容和成果如下:1.对蜡样芽孢杆菌芽孢的性质进行了基础性研究,以实现对食品中耐热性的蜡样芽孢杆菌进行初步分离和筛选。通过比较不同处理方法和处理条件对芽孢萌发的影响,选择保证高萌发率的情况下损失率最低的处理方法为最佳的芽孢萌发条件;2.对蜡样芽孢杆菌菌体染色方法进行了研究,通过对比不同的显色剂、显色方法对菌体染色效果的影响,选择5-溴-4-氯-3-吲哚葡萄糖苷作为特异性酶的显色底物,该显色底物具有显色快、杂质少的特点。通过对比显色剂添加方式对制片效果的影响,确定了先对蜡样芽孢杆菌进行短期发酵后进行染色的方法,利于对菌体形态的观察和检测计数;3.对蜡样芽孢杆菌显微图像进行图像处理和特征分析,确定采用颜色特征阈值分割、数学形态学等方法对图像进行分析、处理,建立了包含颜色在内的8个有效特征参数组成的菌体特征提取模式,并建立基于BP神经网络的蜡样芽孢杆菌识别模型,有效地将目标图像提取后进行识别和计数;4.将所设计的蜡样芽孢杆菌快速检测系统与传统培养计数方法进行比较,结果显示采用快速检测法和传统培养法结果是一致的,不存在显著性差异(P>0.05),二者相关性好(R2>0.99),呈很好的线性关系,并且对本检测系统的检出限进行初步分析,证实了本系统在实用性上优于传统方法。本研究基于计算机视觉技术和蜡样芽孢杆菌特异性显色方法,初步探讨对食品样品中的蜡样芽孢杆菌快速检测方法。本文不仅提出对食品中蜡样芽孢杆菌进行快速检测的新思路,同时也扩大了微生物快速检测系统应用范围,为微生物快速检测系统的完善提供了理论支持和技术支持。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 课题研究的目的和意义  10-11
  1.2 蜡状芽孢杆菌的介绍  11-14
    1.2.1 蜡状芽孢杆菌菌群  11
    1.2.2 蜡样芽孢杆菌  11-14
  1.3 食品中蜡样芽孢杆菌的检测方法的介绍  14-17
    1.3.1 常规的检测方法  14
    1.3.2 食品中蜡样芽孢杆菌快速检测研究进展  14-16
    1.3.3 存在的问题及发展方向  16-17
  1.4 计算机视觉技术  17-19
  1.5 课题的提出及主要研究内容  19-22
    1.5.1 课题的提出  19-20
    1.5.2 本课题研究的关键问题  20
    1.5.3 本论文的研究思路  20-22
第2章微生物快速检测系统的简介  22-26
  2.1 引言  22
  2.2 微生物检测系统的介绍  22-24
    2.2.1 快速检测系统的构成  22-24
    2.2.2 快速系统的特点  24
  2.3 本章小结  24-26
第3章蜡样芽孢杆菌检测方法的研究  26-42
  3.1 引言  26
  3.2 蜡样芽孢杆菌的分离和检验  26-29
    3.2.1 试验材料和设备  26-27
    3.2.2 试验方法  27
    3.2.3 试验结果和讨论  27-29
  3.3 蜡样芽孢杆菌芽孢的性质的研究  29-34
    3.3.1 试验材料  29
    3.3.2 试验方法  29-30
    3.3.3 试验结果  30-34
  3.4 蜡样芽孢杆菌菌体的检测方法的研究  34-41
    3.4.1 试验原理  34-35
    3.4.2 试验材料  35-36
    3.4.3 试验方法  36-37
    3.4.4 试验结果  37-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章蜡样芽孢杆菌图像处理方法的研究  42-66
  4.1 引言  42
  4.2 菌体图像的预处理  42-45
    4.2.1 图像预处理的概述  42
    4.2.2 图像去噪处理  42-45
  4.3 图像的分割  45-56
    4.3.1 图像分割的概述  45
    4.3.2 图像分割  45-56
  4.4 菌体图像的特征值提取  56-61
    4.4.1 形态特征提取  56-59
    4.4.2 颜色特征提取  59-61
  4.5 菌体图像的识别分类器  61-63
    4.5.1 神经网络的设计  61-62
    4.5.2 神经网络的训练结果  62-63
  4.6 本章小结  63-66
第5章蜡样芽孢杆菌快速检测对比试验的研究  66-76
  5.1 引言  66
  5.2 蜡样芽孢杆菌快速检测对比试验  66-73
    5.2.1 试验样品和设备  66-67
    5.2.2 试验方法  67-68
    5.2.3 试验结果  68-73
  5.3 本章小结  73-76
第6章结论  76-80
  6.1 结论  76-77
  6.2 展望  77-80
参考文献  80-84
致谢  84

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