菌落总数是指在一定条件下,每克或每毫升样品经培养后长出来的菌落数量。菌落总数主要作为判定食品被微生物污染程度的标志,具有重要的卫生学意义,可用于观察微生物在食品中的繁殖动态、预测食品的保质期、评价食品的安全性以及对环境污染程度的检测等。
菌落总数的检测通常采用琼脂平板培养法,一般需要2~3d,也就是48h左右才能完成,而且具有实验操作繁琐、检测周期长、灵敏度低、需要专业的实验操作技术人员等缺点。若检测一些易腐败变质的食品,如三文鱼、鲜牛奶等,则具有较大的滞后性从而影响产品的生产和流通,甚至威胁消费者的生命安全。为了确保食品质量安全,开发菌落总数快速检测方法非常重要。近年来,随着科技的进步,出现了许多操作简单、检测时间短的检测方法,小编将结合文献对近年来应用到的快速检测食品中菌落总数的方法进行综述。
菌落总数快速检测方法
1.显色培养基法
显色培养基法是利用微生物在代谢过程中产生一些物质与培养基中的指示剂发生反应,产生荧光或显示一定颜色,在紫外灯下观察微生物产生的荧光或者直接观察菌落的颜色,从而进行计数或鉴定。其反应的灵敏度和特异性大大优于传统培养基。
2.放射测量法
放射测量法(RM)即用微量放射性14C进行标记的有机物作为微生物生长所需的碳源,当微生物进行新陈代谢时会利用这些碳源,从而释放14CO2,通过测量释放的14CO2的量,便可判断细菌的数量。该方法具有快速、准确性高和自动化等点,但需用加14C底物做培养基,因此,该方法研究较少。
3.微热量法
微热量法是通过测量微生物在生长时热量的微弱变化而进行微生物的检测和鉴别。应用法国生产的微热量仪,检测在一段时间内微生物产生的CO2与碱液反应释放的累计放热量,建立了一条"热量值-细菌总数"的标准曲线,成功对样品中的初始菌量进行了确定。
4.自动旋转平板法
自动旋转平板法是通过螺旋制板机将0.035mL液态样品以阿基米德螺线的形式接种在琼脂平板上,输样量随着输液管从平板中心向边缘递减。经培养后,将平板放在计数格上,在已知面积的区间进行菌落计数。严纪文等运用该方法与国标法进行比较,通过检测216份各类样品菌落总数得到的结果经统计学处理后,均无显著性差异(P>0.05)。用这两种方法检测126份样品的合格率时,其结果符合率为98.43%(125/127),无显著性差异(P>0.05)。此方法操作简便、效率高,菌落总数小于105CFU/mL时都可以用原液或只需稀释一次就直接测定。但当平板上的菌落数为0时,系统菌落总数的报告方式与现行国家卫生标准规定的报告方式有一定差距。
5.微菌落计微菌落计数法
具有简单、快速、容易建立等优点,其研究始于20世纪50年代,定量测定从70年代开始。国内外的学者们运用该方法检测水、食品中的菌落总数。其主要原理是利用微生物生长繁殖早期在固相载体上形成的,需借助显微镜进行观察微小菌落进行研究的方法。应用该方法和琼脂倾注平板法同时检测5瓶矿泉水的菌落总数,两种方法结果无显著性差异(SD=89.72,0.50>P>0.20)。用微菌落技术和国标法对矿泉水中的菌落总数进行检测,其结果经统计学分析也无显著性差异(P>0.05)。同时,还用微菌落计数法和平板法对72份尿液标本进行菌落计数,其结果经统计学处理也无显著性差异(P>0.20)。
6.SimplateTM全平皿计数法
SimplateTM全平皿由IDEXX公司研制,有两种型号,普通型能计数至738,超大型能计数至1659。该方法的*大特点是快速、准确,可在24h内可完成检测,已被AOAC认定并推广。应用此方法对牛奶等进行检测,其结果与平板计数法具有较好的相关性。将此方法用于脱脂奶、消毒奶、婴儿奶粉、牛肉汉堡、牛排、巧克力、苹果汁、罐头、胡椒等15类不同的食品进行检测,其结果与国标法比较,相关系数为0.96,具有较高的符合率。SimplateTM全平皿计数法(TPC)简化了检测操作,但仍然需要24h,且该法成本较高,限制了其使用范围。
7.即用型纸片法
即用型纸片法的代表产品当属美国3M公司开发生产的Petriflim系列微生物测试片。其原理是将特定的培养基和显色物质附着在纸片上面,通过微生物在培养基上的显色反应确定其菌落总数。该方法操作简单、分析时间短、易于运输保存、成本低廉,准确度和精确度高,而且避免了热琼脂法不适宜受损细菌恢复的缺陷,非常适合于实验室及现场检测。
运用自制的纸片培养基对某水样进行了检测,其结果与国标法比较无显著性差异(P>0.05)。用纸片法和平板法对比检测196件食品样品,其中饮料样品两种方法检出菌落总数合格率,经统计学处理无显著性差异(x=0.38,P>0.05),但糕点样品用两种方法检测出的菌落总数合格率经统计学处理有显著性差异(x=6.62,P>0.05),其合格率纸片法较平板法高。在对市场上随机抽取的150份焙烤食品和75个空气及环境表面细菌采样,分别用纸片法和国标法进行比对试验,其结果纸片法在食品和空气自然沉降菌检测中与传统的国标方法没有显著差异(P>0.05),但在环境表面细菌菌落计数检测中与传统的国标方法也有显著差异(P<0.05),所得计数结果明显高于传统国标法。用3M Petrifilm法和国标法检测饮用水中的菌落总数,在适宜的判读范围内,两种方法检测的45份水样的结果有统计学意义(P<0.01),且3M纸片计数结果明显高于国标法,不能代替国标法用于饮用水的检测。
8.流式细胞术
流式细胞术(FCM)以激光作为发光源,经过聚焦整形后垂直照射在样品流上,被染色的细胞在激光束的照射下产生激发荧光和散射光,散射光反应了细胞的大小,而荧光的强度则反应了所测细胞细胞膜表面抗原的强度或核内物质的浓度,故可通过荧光信号来检测菌落总数。应用流式细胞术和国标法检测生乳中的细菌总数,其结果成正的直线相关(P<0.01),相关程度为显著相关(r=0.3960),缩短了检出时间,其*低检出限为104CFU/mL,*高检测限2.4×107CFU/mL。该方法干扰因素较多,需要对样品进行前处理。
9.伏安法
伏安法是电势控制的一种方法,这类方法的电*电势强制依附于已知程序,电势控制在恒定值或者按预先确定的方式随时间变化,测量电流作为时间或电势的函数。
10.阻抗法
阻抗法是通过测量微生物代谢引起的培养基电特异性变化来测定样品中微生物含量的一种快速检测方法。微生物在培养过程中,可将培养基中的大分子、电惰性底物(如碳水化合物、类脂、蛋白质等)代谢成小分子或活性底物,改变培养基的导电性能,从而导致培养基的阻抗值发生改变。通过建立微生物的起始数量和出现指数增长的时间之间的关系,检测培养基的电特性变化来推算出微生物的原始菌量。该方法也可实现微生物的快速鉴定。
11.ATP生物荧光法
ATP普遍存在于包括微生物在内的一切活细胞中,从而使得ATP的存在成为检测样品中有无微生物的**依据。
ATP生物荧光法的反应机理是:荧光素酶以荧光素、ATP和O2为底物,在Mg2+的催化下,将化能转化成光能,发出光量子。在一定范围内,ATP的浓度与发光强度呈线性关系。通过发光光度计就可以检测出样品(溶液)中的ATP的含量,进而推断菌落总数。这种方法可以在不增菌的情况下,在5-10min内检测出104CFU/mL的细菌,*短的可在几十秒内完成一个样本的测定。
12.近红外光谱技术
近红外光(波长在780-2526nm范围内的电磁波)主要对含有氢基团X-H(X=C/N/O)振动的倍频和合频吸收。当近红外光照射待测物质时,频率相同的光线和基团将发生共振现象,光的能量通过分子偶**矩的变化传递给分子;但当近红外光的频率和样品的振动频率不同时,该频率的红外光就会被吸收。因此,通过监测分析连续改变频率的近红外光照射样品的透射或反射光线,就可确定该组分的含量,从而确定其菌落总数。