四大类微生物标准检测技术指南:细菌、放线菌、酵母、霉菌
本指南详细介绍食品、药品、化妆品、环境等领域中常见的四大类微生物(细菌、放线菌、酵母、霉菌)的标准检测方法和技术要点,旨在为实验室检测工作提供规范参考。
一、 样品采集与前处理
- 无菌操作: 全程在洁净环境或无菌操作台中进行,使用灭菌器具。
- 代表性取样: 确保样品能准确反映整体状态。
- 均质化: 固体或半固体样品需加入适量无菌稀释液(如0.85%生理盐水、磷酸盐缓冲液),使用无菌均质袋或均质器充分均质。
- 稀释: 制备一系列10倍梯度稀释液(如10⁻¹, 10⁻², 10⁻³…),用于后续计数。
二、 细菌检测 (Bacteria Detection)
- 原理: 利用富含营养的培养基,在适宜温度下培养,使样品中的细菌生长繁殖形成肉眼可见的菌落,通过计数计算样品中的细菌数量(菌落形成单位,CFU)。
- 常用培养基:
- 平板计数琼脂 (Plate Count Agar, PCA): 常规需氧菌总数计数通用培养基。
- 营养琼脂 (Nutrient Agar, NA): 基础通用培养基。
- 特定培养基: 如检测大肠菌群用月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤 (LST) 和煌绿乳糖胆盐肉汤 (BGLB);检测金黄色葡萄球菌用Baird-Parker琼脂;检测沙门氏菌用选择性增菌液和显色/选择性平板等。
- 方法步骤:
- 倾注平板法: 取适宜稀释度的样品匀液1 mL加入无菌平皿中,倾注约15-20 mL 冷却至45-50℃的熔化PCA或NA培养基,立即混匀。
- 涂布平板法: 取0.1 mL适宜稀释度的样品匀液,滴加至已凝固的PCA或NA平板上,用无菌涂布棒均匀涂布。
- 培养: 倒置平板,置于恒温培养箱中,通常需氧细菌培养温度为30-35℃或特定温度(如37℃),培养48 ± 2小时(某些特定菌或方法时间不同)。
- 计数: 选择菌落数在30-300 CFU之间的平板进行计数。低于30 CFU的平板记录具体菌落数,大于300 CFU的记为“多不可计”(TMTC)。计算每克或每毫升样品中的细菌总数。
- 结果报告: 报告为 CFU/g、CFU/mL 或 CFU/cm² 等。
三、 放线菌检测 (Actinomycetes Detection)
- 特性: 革兰氏阳性,好氧或兼性厌氧,菌落干燥、紧密、常有褶皱,常产生土壤气味(土腥味)。生长较细菌缓慢。
- 常用培养基:
- 高氏一号合成琼脂 (Gauze’s Synthetic Agar No.1): 无机盐淀粉培养基,抑制细菌和真菌效果较好,常用于土壤等样品中放线菌分离计数。
- 淀粉酪素琼脂 (Starch Casein Agar): 富含淀粉和多肽,利于放线菌生长。
- 改良燕麦片琼脂 (Modified Oatmeal Agar): 也常用于放线菌分离。
- 方法步骤:
- 样品前处理 (选择性): 为减少细菌和真菌干扰,样品匀液可进行预处理。常用方法包括:
- 风干处理: 样品自然风干几小时至数天。
- 加热处理: 样品匀液60℃水浴加热10分钟(杀死部分细菌和营养体真菌)。
- 化学抑制剂: 在培养基中加入抑菌剂(如重铬酸钾,浓度需精确控制且通常需要预处理后洗涤)。
- 接种: 一般采用涂布平板法(0.1 mL)或倾注平板法(1 mL)。涂布法更常用,便于观察典型菌落形态。
- 培养: 倒置平板,通常置于恒温培养箱中25-30℃培养。放线菌生长缓慢,通常需要培养5-10天,甚至14天才能充分生长并形成特征性菌落。
- 计数与鉴定: 观察典型放线菌菌落(表面干燥、粉状、有褶皱、深入培养基、常产生色素)。有时需要显微镜观察(分枝丝状体结构)或简单染色确认。计数方法同细菌。
- 样品前处理 (选择性): 为减少细菌和真菌干扰,样品匀液可进行预处理。常用方法包括:
- 结果报告: 报告为 CFU/g 或 CFU/mL。需注明培养温度和时间。
四、 酵母和霉菌检测 (Yeast and Mold Detection)
- 特性: 真核微生物。酵母菌落通常光滑、湿润、不透明、乳白色或奶油色,类似细菌但较大;霉菌菌落呈绒毛状、棉絮状、网状或粉末状,常有丰富颜色(孢子颜色)。两者生长均较细菌慢。
- 常用培养基:
- 马铃薯葡萄糖琼脂 (Potato Dextrose Agar, PDA): 广泛用于真菌培养。
- 玫瑰红钠琼脂 (Rose Bengal Agar): 选择性培养基,玫瑰红钠抑制细菌生长和霉菌菌落蔓延(限制其快速生长便于分离单菌落),琼脂中所含的氯霉素或金霉素/氯霉素可抑制大多数细菌。
- 酵母提取物麦芽汁琼脂 (Yeast Extract Malt Extract Agar, YM Agar): 促进酵母生长。
- 方法步骤:
- 接种: 通常采用涂布平板法(0.1 mL)或倾注平板法(1 mL)。
- 培养: 倒置平板,置于恒温培养箱中培养。霉菌和酵母最适温度通常在20-25℃或25-28℃。霉菌易蔓延生长,培养时间通常需要5天,甚至7天,以确保生长缓慢的霉菌也能形成可见菌落。
- 计数:
- 霉菌: 计数具有典型霉菌形态特征的菌落(丝状结构)。若单个菌落生长蔓延覆盖大片区域,应视为一个菌落计数;若有多个生长点,则应视为多个菌落计数。
- 酵母: 计数具有典型酵母形态特征的菌落(光滑、湿润、乳白色)。有时在同一平板上酵母和霉菌均存在,应分别报告。
- 鉴定 (必要时): 根据菌落形态(大小、质地、颜色、边缘)、显微镜观察(酵母细胞形态、出芽情况;霉菌菌丝、孢子结构)进行初步鉴别。
- 结果报告: 报告为 酵母和霉菌总数 (Yeast and Mold Count, YMC) 或分别报告酵母数和霉菌数,单位为 CFU/g 或 CFU/mL。需注明培养温度和时间(至少5天)。
五、 结果报告与质量控制
- 报告内容: 清晰标明检测项目(如菌落总数、霉菌和酵母总数、特定菌计数)、样品信息、检测方法依据、最终结果(CFU/g, CFU/mL等)、培养条件(温度、时间)、报告日期、检测人员等。
- 质量控制:
- 空白对照: 每批次实验需设置稀释液/培养基的空白对照平板(接种无菌稀释液),应无菌生长。
- 阳性对照: 定期使用标准菌株验证培养基和方法的有效性(如大肠埃希氏菌验证PCA,黑曲霉验证PDA/RBA)。
- 平行试验: 重要样品或仲裁检测时,应做平行样品检测。
- 培养基质控: 新批次或储存的培养基使用前需进行无菌性检查和生长能力检查(促生长能力)。
- 环境监控: 定期对实验室环境(特别是无菌操作区域)进行沉降菌或接触碟监测。
六、 重要注意事项
- 无菌操作: 贯穿整个实验过程的核心要求。
- 稀释准确性: 确保逐梯度准确稀释,混匀充分。
- 培养基温度: 倾注平板时,培养基温度务必降至45-50℃,避免烫死微生物。
- 培养时间与温度: 严格遵守各方法规定的培养温度和时间,特别是放线菌和霉菌需要较长时间。
- 菌落识别: 准确识别不同微生物的菌落特征是获得可靠结果的关键。对不典型或难以鉴别的菌落需进一步镜检确认。
- 设备校准: 定期对培养箱、天平、移液器、温度计等关键设备进行校准。
- 生物安全: 操作潜在致病性微生物或在处理未知样品时,应遵守相应级别的生物安全规范,在生物安全柜内操作,做好个人防护(实验服、手套、口罩/面罩、必要时护目镜),废弃物按规定高压灭菌处理。
七、 总结
细菌、放线菌、酵母和霉菌的有效检测依赖于标准化的操作流程、合适的培养基选择、严格的培养条件控制以及对菌落形态的准确识别。始终将无菌操作和质量控制贯穿于检测全过程,是确保结果准确、可靠的基础。本指南提供的方法是基于传统培养法的通用标准流程,实际应用中应根据具体样品特性、行业标准和检测目的选择最适合的方案并进行必要的验证。