食品安全のための病原性細菌迅速センシングシステム

• Project/Area Number: 12J05718
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Agricultural environmental engineering
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 吉村 正俊 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012 – 2015-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 病原性細菌 / 自家蛍光指紋 / 励起蛍光マトリクス / 生菌数定量 / 菌種判別 / 多変量解析 / PLS回帰分析 / 主成分分析

Research Abstract

本研究課題では、①蛍光指紋による生菌数推定手法の開発、②蛍光指紋による菌種の判別手法の開発、そして③ファイバープローブによる多検体検査システムの開発、の3点を目的としている。
研究実施計画において、二年目は、目的②を達成することに主眼を置いた。菌種判別手法の開発においては、各種細菌の平均的なスペクトルデータを参照蛍光指紋として定義し、判別アルゴリズムの中で使用する。参照蛍光指紋を定義するためには、異なる菌種の細菌から蛍光指紋スペクトルデータを測定できることが必要であり、そのための実験プロトコルを検討した。具体的には、食中毒に関連する代表的な5種類の細菌をモデル系として、培養方法・細胞洗浄・測定用の懸濁液の調製などの一連の操作について妥当な方法を探り、分光蛍光光度計の測定パラメータの調整を行い、明確な蛍光指紋データを測定できる手法を見出した。また、判別アルゴリズムを作成する上で、そもそも各種細菌の自家蛍光指紋にはその種類を判別しうる情報が含まれているのかどうか? の点について、検証を行った。上記の細菌群の蛍光指紋スペクトルデータに対して主成分分析を行うことにより、特定の波長条件において、菌種の違いを判別しうる情報が含まれていることが示された。
三年目に実施予定であった目的③について、多検体計測システムのプロトタイプを構築した。具体的には、分光蛍光光度計・ファイバープローブ・XY自動ステージ・インキュベーターを組み合わせ、それらの装置を連動させて制御するプログラムを作成した。本システムにより、4～60℃の範囲で試料温度を保ちっっ、縦横150mmのXY走査範囲で蛍光指紋の多点計測を自動化し、測定における省力化および時間短縮が可能となった。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Prediction of Aerobic Plate Count on Beef Surface Using Fluorescence Fingerprint (2014)
  • Author(s): MYoshimura, j. Sugiyama, M. Tsuta, K. Fujita, M. Shibata, M. Kokawa, S. Oshita and N. Oto
  • Journal Title: Food and Bioprocess Technology Volume: 7(5) Issue: 5 Pages: 1496-1504
  • DOI: 10.1007/s11947-013-1167-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optimization of excitation-emission band-pass filter for visualization of viable bacteria distribution on the surface of pork meat (2013)
  • Author(s): K. Nishino, K. Nakamura, M. Tsuta, M. Yoshimura, J. Sugiyama and S. Nakauchi
  • Journal Title: Optics Express Volume: 21(10) Issue: 10 Pages: 12579-12591
  • DOI: 10.1364/oe.21.012579
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-destructive evaluation of ATP content and plate count on pork meat surface by fluorescence spectroscopy (2013)
  • Author(s): Oto, Oshita, Makino, Kawagoe, Sugivama, Yoshimura
  • Journal Title: Meat Science Volume: 93(3) Pages: 579-585
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 蛍光指紋による菌種判別の可能性 (2013)
  • Author(s): 吉村正俊, 川崎晋, 杉山純一, 蔦瑞樹, 藤田かおり, 柴田真理朗, 粉川美踏
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第40回年次大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2013-09-10
• [Presentation] Study on intrinsic fluorescence fingerprint for bacterial identification (2013)
  • Author(s): M. Yoshimura, S. Kawasaki, J. Sugiyama, M. Tsuta, K. Fujita, M. Shibata, M. Kokawa
  • Organizer: 13th Conference on Methods and Applications of Fluorescence (MAF13)
  • Place of Presentation: Genova (Italy)
  • Year and Date: 2013-09-10
• [Presentation] 菌種同定のための細菌の蛍光指紋特性 (2013)
  • Author(s): 吉村正俊, 川崎晋, 杉山純一, 蔦瑞樹, 藤田かおり, 柴田真理朗, 粉川美踏
  • Organizer: 日本食品科学工学会第60回記念大会
  • Place of Presentation: 実践女子大学(東京都)
  • Year and Date: 2013-08-30
• [Presentation] 蛍光指紋と多変量解析による牛肉の衛生モニタリング手法の開発 (2012)
  • Author(s): 吉村正俊、中村円亮、蔦瑞樹、杉山純一、柴田真理朗、藤田かおり、粉川美踏、中内茂樹
  • Organizer: 日本食品科学工学会第59回大会
  • Place of Presentation: 藤女子大学(北海道)
  • Year and Date: 2012-08-31
• [Presentation] Development of Rapid Estimation method of Aerobic Bacteria Population on Beef surface by Fluorescence Fingerprints (2012)
  • Author(s): Yoshimura, Tsuta, Shibata, Fujita Kokawa, Susiyama
  • Organizer: International Conference of Agricultural Engineering, CIGR-AgEng2012
  • Place of Presentation: Valencia (Spain)
  • Year and Date: 2012-07-08
• [Presentation] 蛍光指紋による牛肉表面の生菌数推定手法の開発 (2012)
  • Author(s): 吉村正俊、中村円亮、蔦瑞樹、杉山純一、中内茂樹
  • Organizer: 農業情報学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講堂(東京都)
  • Year and Date: 2012-05-17