食品微生物检验关键程序及操作要点 

作者: 栾军 王宇 谢金彤

摘 要:食品安全事故频发使得食品微生物检测受到广泛关注,本文全面回顾了食品微生物检验的核心步骤与操作关键点,分析了样品的采集、转运及初步处理这几个阶段,详尽描述了培养基的选取、制备及其存储方法,探讨了微生物的隔离、培养和计数方法,指出了针对特定病原体、指示菌株及食品腐败菌的识别技术,讨论了记录、分析和处理检验结果的方法,旨在为食品微生物检验的规范化和标准化提供理论参考。

关键词:食品微生物检验;样品处理技术;培养基管理;微生物隔离

Key Procedures and Operational Points for Food Microbiological Testing

LUAN Jun, WANG Yu, XIE Jintong

(Animal, Plant and Food Testing Center of Nanjing Customs, Nanjing 210019, China)

Abstract: The frequent occurrence of food safety accidents has attracted widespread attention to food microbiological testing. This article comprehensively reviews the core steps and key operational points of food microbiological testing, analyzes the stages of sample collection, transportation, and preliminary processing, describes in detail the selection, preparation, and storage methods of culture media, explores the isolation, cultivation, and counting methods of microorganisms, points out the identification techniques for specific pathogens, indicator strains, and food spoilage bacteria, and discusses the methods of recording, analyzing, and processing test results, aiming to provide theoretical reference for the standardization and normalization of food microbiological testing.

Keywords: food microbiological testing; sample processing technology; cultivation medium management; microbial isolation

随着食品产业的快速扩展和消费者对安全标准的不断提高,传统的食品微生物检测方法已无法满足现代需求。实施精确的微生物检测,能够有效地管理并预防食品介导的疾病传播,降低发生食品安全事故的风险。面对日益严格的法规和标准,食品生产企业迫切需要更高效的检测技术,促使产品始终符合安全规范。探索与总结食品微生物检验的主要程序及其操作要点,对于增强行业的检验能力和确保食品安全有着重要的现实价值。

1 采集与处理检验样品

1.1 采集检验样品

采集检验样品是食品微生物分析的初始步骤,其品质决定了分析结果的可靠度与精确性。在进行样品采集过程中,需要维持无菌状态,样本不能受到外界微生物干扰。采样器具及容器需进行彻底消毒,并在使用前验证其无菌状态。选取采样地点时应全面考虑样品的代表性,保证采集的样本能准确反映出整个批次或生产过程的微生物条件[1]。采样过程中要翔实记录采样的日期、时间、地点、环境条件、采样数量及任何可能影响检测结果的异常情况,为后续的样品分析和结果解读提供数据信息支持。

1.2 样品的运输与保存

样本从采集地到实验室的运输及保存环节对微生物活性具有重大影响,尤其需注意在运输和保存过程中控制环境条件,如温度和湿度。样品通常需要在低温环境下运输,并应尽快进行后续检测。对于长时间保存的样品,应选择适当的防腐剂,并存放于专用的低温设备中。不同类型的食品样品,如固体和液体,各有不同的保存条件要求。对易腐败的食品样品,在运输过程中应使用冰袋或干冰来维持低温,避免微生物的过度增长而导致样品性质变化。当样品送达实验室后,必须立即进行登记,并根据既定程序进行分类存储,保证每批样品得到合理保存。

1.3 样品前处理

样品前处理是将取得的原始样品转换为适合进行后续微生物分析的形态的重要过程,包括样品的清洗、切割、稀释和均质化等多个步骤。在清洗环节中,应使用无菌水或指定的清洁剂去除样品表面的杂质和外源微生物,清洗后的样品需要用无菌纸巾或布轻轻擦干。处理需切割的样品时,事先必须严格消毒所用的刀具和切割板。进行样品稀释时,应根据目标微生物的生长要求调整稀释液的pH值和渗透压。在均质化阶段,应将样品放入无菌的均质袋中,并在均质机中处理,此操作有助于打破样品结构,使微生物在液体中分布更均匀。

2 微生物培养基的制备

2.1 选择合适的培养基

适宜的培养基可以显著提升微生物的生长和检出速度,支持多样微生物种类生长。在选择培养基时,需要考量目标微生物的特定生长要求,选用富含必需营养成分的培养基优化生长环境。选择性培养基含有特定的抑制因子,用以抑制非目标微生物,促进目标微生物的生长和分离,这类培养基常被用于病原体筛选[2]。差异培养基中添加的指示剂使得不同微生物在培养过程中显示出独特的颜色或形态变化,便于区分和识别。每个培养基的配方及其pH值都应根据检测目的和目标微生物的特性进行精细调整,提高培养的有效性。

2.2 培养基的灭菌与储存

常见的灭菌技术包括高压蒸汽灭菌、干热灭菌和过滤灭菌等。高压蒸汽灭菌是最常用的灭菌方法,适用于大多数水溶性培养基及其添加物,在一定压力和温度下处理,达到无菌的效果。对于热敏感物质,如血清或抗生素等,采用过滤灭菌方法,避免高温可能引起的活性成分损害。灭菌完成的培养基应存放在干燥、避光且清洁的环境中,避免环境因素对其质量造成不利影响。固体培养基制备后还需在无菌环境中进行凝固处理,并检查是否出现气泡或裂缝。在储存过程中,应定期检查培养基的状态,观察是否有水分丢失或污染现象,促使其在实际使用时保持最佳的培养条件。

3 微生物分离与培养

3.1 接种技术与无菌操作

在接种微生物时,操作人员需穿戴合适的防护服,如无菌手套、口罩和防护帽,并在无菌的操作台上进行。接种所用的工具,比如接种环或接种针,每次使用前都应利用火焰或高压蒸汽进行彻底灭菌处理。在接种过程中,应尽量避免接触到非无菌物体的表面,并且操作时要轻柔,减少可能扰动空气中的微生物。接种完毕后,应立刻将培养基移至适宜的培养条件中,尽量缩短暴露于空气中的时间,防止空气中各种微生物的侵入。

3.2 培养条件与时间控制

根据微生物的不同营养需求,必须精确设定培养的温度、湿度、pH值及氧气供应。大部分细菌的理想生长温度通常在35~37 ℃,而酵母和霉菌的适宜生长温度较低。培养基的pH值应调整至最适合目标微生物生长的范围,氧气水平的调整也根据微生物是需氧还是厌氧的情况决定。

4 微生物计数

4.1 平板计数法

平板计数法是微生物定量分析中经典的技术,广泛应用于确定食品样本中活性细菌的数目。将经稀释的微生物悬浮液均匀分布在固体培养基表面,待菌落在一定的孵化期后形成可见单体菌落[3]。每一个菌落均源于单一细胞,计算这些菌落可以估计原样品中的微生物密度。在操作时,应注意悬浮液在培养板上的均匀分布,防止菌落相互重叠,影响计数的精确性。为提升数据的精确性,一般需要制备多个稀释级别的样品,并选择菌落数在30~300的培养板进行计数,增强数据的可信度。

4.2 滤膜法

滤膜法是一种检测水样及其他液体中微生物总数的常用技术,特别适用于微生物含量较低的样品。具体方法为使用特定孔径的滤膜过滤大量液体,拦截其中的微生物,并将滤膜转移至富含营养的培养基上,允许拦截的微生物在适宜条件下生长并形成菌落。该方法中,选择合适孔径的滤膜至关重要[4]。在操作过程中,还应注意控制滤膜的湿度,避免其过度干燥或潮湿,否则会影响微生物的复苏与生长。滤膜法的优势在于能够处理大体积的样品,提升低浓度微生物的检出效率,且过程简洁、快速。但该方法可能需要特殊设备进行滤膜的过滤与转移,且对于黏稠或悬浮物含量高的样品可能处理效果不佳。

4.3 其他计数方法

显微镜计数法指直接在显微镜下观察和计算样品中的微生物细胞数量,这种方法可以直接提供关于细胞形态和活性状态的信息,但对操作者的技术要求较高,且可能受样本制备质量和微生物活性状态的影响。流式细胞仪技术利用流体力学原理,将单个细胞限定在极小的体积中,利用激光照射并收集散射光及荧光信号精确测定细胞数量和分析细胞特性。

5 识别特定微生物

5.1 分析菌落形态学特征

在微生物检验中,菌落的形态学特征是判断微生物种类的重要依据。菌落的大小、形状、颜色、边缘、质地、表面光泽等,都是常用的判断标准。菌落的大小通常与培养条件、培养基的组成及微生物的生长速率密切相关。常见的细菌菌落可能呈圆形、边缘光滑或不规则,而霉菌和酵母的菌落较为松散或呈现多孔结构。

菌落的颜色也是判定的重要依据,某些微生物,如金黄色葡萄球菌,常在固体培养基上形成黄色至金黄色的菌落,而大肠杆菌的菌落则多为白色或灰白色。菌落的气味也可以作为辅助判断的依据,尤其是在培养霉菌和酵母时,菌落可能会散发出特定的腐败气味或酒精气味[5]。

5.2 生物化学测试

生物化学测试是指检测微生物的代谢特征,进一步识别特定微生物的一种方法。进行糖发酵试验可以观察某些细菌是否能发酵特定糖类,生成酸性产物或气体,从而判断其种类。另一个常见的生物化学测试是氧化还原反应试验,一些微生物能够在无氧环境下进行发酵反应,而另一些需要氧气。细菌的酶活性也是识别的重要依据,如催化酶、脲酶、淀粉酶等。利用这些生物化学反应,结合培养基的颜色变化、气体产生等现象,可以进一步确认或排除某些微生物。

5.3 分子生物学方法

分子生物学方法,尤其是聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术,是目前识别特定微生物中最为高效和准确的手段之一。PCR技术应用特异性引物扩增目标微生物的DNA片段,能够在短时间内实现对微生物种类的快速、准确识别。实时定量PCR技术结合荧光探针,能够在扩增过程中实时监测微生物的数量变化,进一步提高了检测灵敏度和准确度。此外,基因芯片技术和高通量测序技术也为微生物的识别提供了强有力的工具,能够同时检测多种微生物的存在并进行精确的分类。

6 分析检验结果

在食品微生物检验中,应详细记录所有相关信息,如样品的编号、检验日期、负责人员、采用的检测方法、实验条件以及详细的检验结果和相关解释,构建一个完整的检验历史档案。在结果分析阶段,应用统计学方法评价数据的一致性和可信度,将实验数据与标准值或预期结果进行比较,判断产品是否达到了质量标准。在处理检验数据时,应特别注意异常数据的处理,可能涉及对实验过程或样品处理方法的重新评估。在食品微生物检验中,当出现检验结果的偏差时,必须仔细进行复核和分析。需要复查原始数据和操作记录,验证所有操作是否符合标准操作程序。如果操作确认无误,可能需要再次检查和校正试剂和仪器,保证它们的性能达到标准要求。

7 结语

食品微生物检验是保障食品安全和预防食源性疾病的核心环节,精细完成样品处理、应用培养技术、严格遵守操作流程和使用准确的检测手段,可以有效评价和控制食品中的微生物安全隐患。从事此领域工作的专业人员应持续关注行业内的科技发展,引入新技术和新方法,提升检测的效率和精度。未来,随着分子生物学、生物信息学及自动化技术的持续进步,食品微生物检验技术将变得更加迅速、敏感和智能化,进一步提升食品安全监控的即时性和预见性,更好地保障消费者的健康。

参考文献

[1]杨丽娟.食品微生物检验质量的影响因素及其控制措施浅析[J].中外食品工业,2024(13):81-83.

[2]钟国庆,魏金梅,王磊,等.食品微生物检验用培养基过程控制的探讨[J].实验室检测,2024,2(7):115-117.

[3]张帆.食品微生物检验关键程序及操作要点探究[J].上海轻工业,2024(3):56-58.

[4]杨月丽,郭晓月.食品微生物检验检测方法研究[J].中国食品工业,2024(5):86-88.

[5]李艳,王慧欣,白俊花,等.浅析食品微生物检验菌种标准化管理[J].现代食品,2024,30(4):33-35.

基金项目:海关总署科研项目“蜂蜜中需氧芽胞杆菌检测技术研究及应用”(2024HK009)。

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