食品中大肠杆菌的检测方法分析及展望
中国微生物查询网(www.vrmte.com) / 2016-11-30 08:19:49


引言:


大肠杆菌也称为大肠埃希氏菌(E.coli),分类于肠杆菌科,归属于埃希氏菌属,革兰氏阴性无芽孢杆菌,大小0.5×1~3微米。周身鞭毛,能运动,无芽孢。能发酵多种糖类产酸、产气,是人和动物肠道中的正常栖居菌,正常栖居条件下不致病。但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。在肠道中大量繁殖,若在水和食品中检出此菌,可认为是被粪便污染的指标,从而可能有肠道病原菌的存在。因此,大肠菌群数(或大肠菌值)常作为饮水和食物(或药物)的卫生学标准。(国家规定,每升饮用水中大肠杆菌数不应超过3个)该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强,55℃经60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月,在温度较低的粪便中存活更久。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感,但易耐药,是由带有R因子的质粒转移而获得的。

一 、大肠杆菌的危害

近些年,由于食品安全事故层出不穷,受到大肠杆菌污染的食品被食用进入人体后,可以引发痢疾、霍乱或者伤寒等肠道疾病甚至是严重的败血症。1982年和1993年在美国发生的O157H7大肠杆菌感染性腹泻的爆发,就是由于食用了某快餐连锁店的汉堡包引起的。

二、大肠杆菌的检测方法

1  传统检测法

1.1   多管发酵法(MTF,Multiple-tube fermentation)

多管发酵法是根据大肠菌群能发酵乳糖产酸产气的特征,检测水样中大肠菌群的方法。多管发酵的大肠菌群阳性,如果在 44.5℃的培养基上进行 24h的培养,能释放出荧光产物而使培养基在紫外光源的照射下呈现荧光反应,此种方法即可检测出样本中是否含有大肠杆菌,具体步骤:取一定量水样于乳糖蛋白胨培养液中进行初发酵实验(推测实验),再进行平板分离(证实实验)复发酵实验鉴定(完成实验)。根据各稀释度发酵的管数查最可能数(mostprobable number,MPN)表,求得每 10mL 或每升水样中的大肠菌群数 该法方法简单,实验的要求和成本低,但是该方法易受其他因素的干扰而影响结果的准确性。

1.2   滤膜法(MF,membrane filter)

滤膜法是目前最为流行的检测水中大肠杆菌群的方法。滤膜法的具体步骤是首先将一定量的水体样本注入 0.45μm的滤膜过滤,经过抽滤,水中的细菌则被留在滤膜上,将滤膜贴于品红亚硫酸钠培养基上培养 24h,温度为恒温 37℃,这使得菌群因发酵乳糖而使得滤膜,出现紫红色,通过计算滤膜上的菌落进而计算出单位样 本 中 的 大 肠 杆 菌 的 数 量。张 淑 兰 等[1]用ISO9308-1 规定的滤膜法测定水中大肠杆菌回收率均值为 94.7% ,批内变异系数小于 0% ,检出限为500mL 水样可检出 1 个 CFU。该方法费用较低、原理简单、利于推广,但检测时间相对较长、步骤繁琐、干扰因素多,不适于大量样品的分析,无法满足污染物品快速检测需求。

1.3   平板计数法(plate count)

该方法是统计物品含菌数的有效方法,操作的顺序是首先将样本进行适当稀释,使其中的微生物充分分散成单个细胞,取定量的稀释液进行培养使其逐渐生长成肉眼可观察的菌落,然后通过稀释度和样本数量来计算菌数。但是,由于待测样品往往不宜完全分散成单个细胞,所以,长成的一个单菌落也可能来自样品中的 2~3或更多 个 细 胞,因 此 平 板 菌 落 计 数 的 结 果 往 往偏低[2] 。

2  检测新技术

2.1   ATP 生物发光技术

ATP 生物发光技术是近年来发展较快的微生物快速检测方法。细胞内源性的ATP含量可以反应活细胞的数量和活性。其化学反应如下:ATP+D-Luciferin+O2→Oxyluciferin+AMP+PPi+O2+Light

当细胞受损或死亡时,其ATP值迅速下降或消失,基于这一原理,检测细胞内的ATP含量,即可反应其细胞的存活状况。

目前生物荧光反应法被广泛用于食品加工条件的快速评价和食品微生物的快速检测, 同时在HACCP 管理中也被广泛用于关键控制点检测, 与传统检测方法不同之处在于几分钟内可获得结果, 灵敏、快速、简便、稳定是ATP生物发光的主要优势,其不足之处是荧光强度(RLU)和菌落形成单位(CFU)之间没有直接关系,也无法对细菌的种属进行鉴定[3]。

2.2   PCR检测技术

PCR(polymerase chain reaction) 即聚合酶链反应技术,PCR 是指利用耐热 DNA 聚合酶的作用,通过变性 - 延伸 - 复性的循环操作, 在体外迅速将DNA 模板扩增数百万倍的一种克隆技术。采用琼脂糖凝胶电泳检测 PCR 扩增产物的荧光条带。

在食品微生物领域中, PCR 用于快速检测或鉴定食品中的微生物。已经有商业化的试剂盒。这些实验在普通的实验室也可以做, 当然, 实验中存在假阳性 ( 即死细胞) 和假阴性 ( 聚合酶抑制剂或与目标微生物的遗传接近性) 。

2.3   酶底物法

酶底物法已被列为国家标准(GB/T4789.32-2002),用酶底物法来检测大肠杆菌的主要原理是:大肠杆菌细菌能够产生 β-半乳糖苷酶(β-D-galactosidase),它能够分解 ONPG(Ortho-nitro phenyl-β-D-galactopyr-anoside),从而使得培养基呈现黄色,来检测水样中是否含有大肠杆菌 。利用大肠杆菌内源性 β-D-葡糖醛酸糖苷酶(β-D-glucuronidase,GUS)可以将 4-甲基伞形-β-D-葡糖醛 酸 糖 苷 ( 4 - Methylumbelliferyl - - β - D -glucuronidase,MUG)分解为葡萄糖苷、甲基伞形酮,从而形成荧光特异性的产物,在长波 UV 光为 366nm下可见,并且产物的荧光强度与大肠杆菌的数量呈现正比的关系,利用所得的线性关系可定量检测食品中的大肠杆菌,但此方法与其他快速检测方法相比较而言,耗时较长。

展望:

相对于传统检测方法,检测新技术具有更高特异性、更高灵敏度、操作方便、检测时间短等优点。但大部分微生物快速检测技术还只停留在科学研究阶段,在识别分辨率及计数灵敏度方面还需要进一步的改进和完善。随着对大肠杆菌的检测速度和精确度要求的不断提高, 相信会有更有效的检测方法, 为人们的生活环境及安全提供保障。


参考文献
[1]张淑兰,韩秀媛,路金爽 .滤膜法测定水中大肠杆菌简便方法的研究[J].中国微生态学杂志,1999,11( 4) :231-232.
[2]李子江,邓铁娥,蒋受坤 .食品中大肠杆菌两种测定方法的比较[J].疾病监测与控制杂志,2012,6( 8) :491-492.
[3] 陈盼 贺稚非 龚霄 伍先绍 食品中大肠杆菌快速检测方法.食品工程 2007,3(1).


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