تشخیص آلودگی میکروبی پاکت های شیر استرلیزه فرادما با استفاده از حسگرهای فراصوتی

فناوری های مبنی بر فراصوت ویژگی های بالقوه و ارزشمندی برای مطالعه، شناسایی و پایش فرآیندهای تولید و کنترل کیفی مواد غذایی دارند. این فرآیندها بر مشخصه های فراصوتی مواد غذایی از جمله سرعت صوت، چسبناکی، الاستیسیته و امپدانس صوتی تأثیر می گذارند که شرایط لازم برای آنالیز و تحلیل امواج فراصوتی را فراهم می سازد. در این پژوهش دامنه ولتاژ، تأخیر زمانی و ضریب میرایی امواج فراصوتی عبوری از درون پاکت های شیر استرلیزه فرادما برای تشخیص آلودگی میکروبی آن ها پایش و آنالیز شده است. فرکانس مرکزی حسگرهای فراصوتی mhz 02/1 بود و از ولتاژ اولیه v5/18 برای تحریک دیسک های پیزوالکتریک استفاده شد. پاکت های شیر در محفظه اندازه گیری به تعادل حرارتی رسیده و برای آزمون فراصوتی به اتاق آزمون منتقل شدند. شرایط دمایی محفظه به کمک بخاری ضد آب و همزن کنترل شد و تمام آزمون ها در دمای c°35 انجام شدند. چهار گونه باکتری شامل escherichia coli، staphylococcus aureus، bacillus cereus و bacillus subtilis به صورت مصنوعی در رقت های 100 ،102،101 و 103 cfu/ml به پاکت های شیر uht تلقیح شدند. در این پژوهش از طرح کرت های خرد شده با کرت های اصلی تیمار باکتری و کرت های فرعی رقت استفاده شد. تمام آزمایش ها در سه تکرار انجام شدند و گروه کنترل با پنج تکرار در نظر گرفته شد. زمان تشخیص آلودگی میکروبی برای باکتری های مختلف در رقت های مختلف، متفاوت بود. بهترین مدت زمان لازم برای تشخیص آلودگی میکروبی برای e. coli، s. aureus، b. cereus و b. subtilis به ترتیب معادل 25/7، 75/10، 10 و 5/10 ساعت بود. بیشترین زمان لازم برای تشخیص آلودگی مربوط به b. subtilis در رقت اولیه cfu/ml 1 معادل 5/13 ساعت مشاهده شد. تعداد باکتری در لحظه تشخیص آلودگی میکروبی در محدوده cfu/ml 107×6/2 تا cfu/ml 109×2/8 قرار داشت. نتایج نشان داد که با افزایش رشد باکتری، دامنه ولتاژ و تأخیر زمانی امواج فراصوتی به ترتیب کاهش و افزایش داشتند. ضریب میرایی فراصوتی نیز با رشد باکتری های مختلف افزایش داشت. به منظور پیش بینی رفتار میکروبی از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد که با تقریب مناسبی رفتار میکروبی را بر مبنای مشخصه های فراصوتی ورودی مدل نمود. بهترین آموزش در شبکه عصبی با توپولوژی 2-100-600-2 حاصل شد (1=r2، 11- e9 =mse).