CN106086159B - 一种能够同时检测两种粪便污染指示菌的酶底物培养基及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够同时检测粪便污染指示菌的酶底物培养基及其应用。所述的培养基中含有硫酸铵、氯化钠、无水磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫胺、叶酸、维生素H、混合微量元素、酵母提取物、5‑溴‑4‑氯‑3‑吲哚‑β‑D‑半乳糖苷、4‑甲基伞形酮‑β‑D‑葡萄糖醛酸苷以及异丙基硫代半乳糖苷。本发明的培养基可在36℃±1℃的培养条件下,同时检测样品中的大肠菌群和大肠埃希氏菌;在44.5℃±1℃的培养条件下,可同时检测样品中的耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌。根据颜色的变化和荧光的产生判定大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的存在。本发明的提出为粪便污染指示菌的检测提供了一种操作简便、结果易判断、无需确认实验的检测手段,以便于对环境及食品进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种能同时快速检测样品中粪便污染指示菌的培养介质与方法,特别涉及一种能同时快速检测样品中大肠菌群(Coliforms)、耐热大肠菌群(Thermotolerantcoliforms)或粪大肠菌群(Fecal Coliforms)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli)的培养介质与方法,本发明属于环境微生物检测领域。
背景技术
微生物污染导致的疾病严重影响人的生活,而通过粪口途径传播的传染病严重影响环境卫生和食品卫生质量,粪便污染指示菌是评价环境卫生和食品卫生领域的最重要的指示菌,包括大肠菌群(Coliforms)、耐热大肠菌群(Thermotolerant coliforms)或粪大肠菌群(Fecal Coliforms)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli),这些指标是世界卫生组织推荐的,同时也是各个国家、地区、组织使用的评价环境卫生和食品卫生质量和卫生学安全的指标。
我国的环境卫生和食品卫生相关标准中对粪便污染指示菌都做了限值要求并规定了检验方法,传统的粪便污染指示菌检测方法操作步骤繁琐,需经确认试验对阳性结果做出判断,检测时间较长。因此,急需建立一种操作简便、结果易判断、无需确认实验的检测方法,以便于各级检测单位使用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提出了一种能够同时检测粪便污染指示菌的酶底物培养基及其应用方法,使用本发明的方法不需要繁琐的操作步骤、操作方便、结果易判断、无需确认实验。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的:
本发明通过营养指示剂物理性状的改变来判定样品中目标菌的存在。不同种属的微生物往往具有自己特定的酶,这些酶是代谢不同营养成份的基础。例如,大肠菌群细菌具有β-半乳糖苷酶,大肠埃希氏菌具有β-葡萄糖醛酸苷酶。一般来讲,一种特定酶只能代谢一些特定的营养成份。营养指示剂同时也是目标菌繁殖的基本营养成分,该营养成分无法被目标菌以外的其它细菌代谢。当该营养成分被特定的酶代谢后,其原来物理特性即会发生变化,产生特定的颜色变化或发出荧光等。通过这些物理性状的变化,既可以判定某种特定细菌的存在。
在某些情况下,少数非目标菌也可能产生与目标菌相同的酶,造成假阳性结果。本发明为了消除或把假阳性结果降至最低,根据检测的目标菌情况,在培养介质中加入能抑制非目标菌繁殖的特殊物质。即根据目标菌所产生的酶,制成对应的含酶底物的培养介质,使目标菌得以繁殖生长,而非目标菌最大可能地被抑制。这样,只有在目标菌存在的情况下,其培养介质中的特定营养成分才能被代谢,并游离出指示剂部分,从而显示出物理性状的变化。同时,培养介质配方中适量的细菌酶诱导剂,可增加目标菌特异性酶的活性,从而缩短细菌的培养时间并提高检测灵敏度。
营养指示剂由两部分构成,一部分可以作为目标菌的基本营养成分,另一部分是单纯的指示剂。营养指示剂通常是某种色素原通过化学键链接到盐、碳、氨基酸、脂肪酸或肽链等营养物质上形成。在对大肠菌群和耐热大肠菌群(粪大肠菌群)的检测中,本发明选用5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷(X-GAL)作为其营养指示剂。由于大肠菌群和耐热大肠菌群都能产生β-半乳糖苷酶,可以代谢X-GAL产生半乳糖和5-溴-4-靛蓝,溶解在液体中的X-GAL为无色,而游离的5-溴-4-靛蓝为蓝色。而大肠菌群和耐热大肠菌群可以通过培养温度的不同加以区分,前者最适宜培养温度为36℃±1℃,后者为44.5℃±1℃。在对大肠埃希氏菌的检测中,本发明选用4-甲基伞形酮-β-D-葡萄糖醛酸苷(MUG)作为其营养指示剂,大肠埃希氏菌产生β-葡萄糖醛酸苷酶,可以代谢MUG,游离出4-甲基伞形酮,该物质在366nm紫外灯下呈现特征性蓝色荧光。
为了加速目标菌的繁殖生长,本发明中将一些生长促进剂添加于培养基介质中。这些生长促进剂主要包括维生素、微量元素等。它们主要在细菌开始对数生长期前发挥作用,可以加速细菌繁殖生长,从而显著地缩短目标菌的培养时间。
为了加速目标微生物的酶产生速度,本发明中添加了酶促剂异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)。IPTG是β–半乳糖苷酶的活性诱导物质,酶促性强、性质稳定、不被细菌代谢,可快速高效的促进大肠菌群、耐热大肠菌群(粪大肠菌群)和大肠埃希氏菌产生β–半乳糖苷酶,提高检测的灵敏度。
本发明的培养基可在36℃±1℃的培养条件下,同时检测样品中大肠菌群和大肠埃希氏菌;在44.5℃±1℃的培养条件下,同时检测样品中耐热大肠菌群(或粪大肠菌群)和大肠埃希氏菌。根据颜色的变化和荧光的产生判定大肠菌群、耐热大肠菌群(或粪大肠菌群)和大肠埃希氏菌的存在。
具体的,本发明的一种能够同时检测两种粪便污染指示菌的液体酶底物培养基,其含有以下浓度的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁40-60%、氯化钙30-50%、硫酸锰1-5%、硫酸锌1-5%、硫酸铜0.1-1%。
在本发明中,优选的,所述的液体酶底物培养基中含有以下浓度的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁55%、氯化钙40%、硫酸锰2.5%、硫酸锌2.4%、硫酸铜0.1%。
本发明的一种能够同时检测两种粪便污染指示菌的干粉酶底物培养基,将用于检测100ml水的干粉酶底物培养基作为一个剂量,每个剂量的干粉酶底物培养基中含有以下重量的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁40-60%、氯化钙30-50%、硫酸锰1-5%、硫酸锌1-5%、硫酸铜0.1-1%。
在本发明中,优选的,每个剂量的干粉酶底物培养基中含有以下重量的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁55%、氯化钙40%、硫酸锰2.5%、硫酸锌2.4%、硫酸铜0.1%。
在本发明中,优选的,所述的干粉酶底物培养基还包括将以上各物质研磨成粉末状,混匀,常温下制成10~30目的速溶颗粒。
进一步的,本发明还提出了所述的液体或干粉酶底物培养基在检测环境或食品样本中粪便污染指示菌中的用途,其中所述的粪便污染指示菌包括大肠菌群(Coliforms)、耐热大肠菌群(Thermotolerant coliforms)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli)。
更进一步的,本发明还提出了一种用于同时检测环境或食品样本中大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,包括以下步骤:
取未经处理过的环境或食品样本置于一有盖无菌容器中,向该容器中加入本发明所述的液体酶底物培养基或干粉酶底物培养基,混摇均匀,盖紧容器,置于36℃±1℃培养箱中培养24h,然后观察容器中水样颜色变化,如果呈现蓝色,即为大肠菌群阳性,在366mn紫外灯下观测,如果有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。以及
一种用于同时检测环境或食品样本中耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,包括以下步骤:
取未经处理过的环境或食品样本置于一有盖无菌容器中,向该容器中加入本发明所述的液体酶底物培养基或干粉酶底物培养基,混摇均匀,盖紧容器,置于44.5℃±1℃培养箱中培养24h,然后观察容器中水样颜色变化,如果呈现蓝色,即为耐热大肠菌群阳性,在366mn紫外灯下观测,如果有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。以及
一种用于检测公共用品物体表面大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,包括以下步骤:
使用本发明所述的液体酶底物培养基浸泡纸片,浸泡后干燥并无菌包装,使用时,取适量无菌水充分湿润纸片后贴在需检测的物体表面,将采样后的纸片置于36℃±1℃培养箱中培养24h以检测大肠菌群;如果检测耐热大肠菌群,则将采样后的纸片置于44.5℃±1℃环境中培养24h,然后观察生长的菌落颜色,如果菌落呈现蓝色,即为大肠菌群或耐热大肠菌群阳性;在366mn紫外灯下观测,如果蓝色的菌落有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
相较于现有技术,本发明具有以下优点:
1)本发明的培养基和方法适用于环境卫生和食品卫生领域检测粪便污染指示菌;
2)本发明的培养基和方法适用于各级卫生部门、环保部门、食品监测站、水质监测站等;
3)本发明的培养基和方法对实验室和实验人员要求低,适用于基层的使用;
4)本发明的培养基和方法操作简单,检测步骤简捷;
5)本发明的培养基和方法比传统的方法检测时间短,只需要24h,对阳性结果不需进行确认试验;
6)本发明的培养基和方法灵敏度高,特异性强,结果准确;
7)本发明的培养基可制成干粉培养基,可高压灭菌后制成液体培养基、固体培养基或用于纸片法;
8)本发明的培养基可采用无菌一次性包装,最大程度地避免了对检测结果污染的可能。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例一能够同时检测两种粪便污染指示菌的液体酶底物培养基的制备
(1)按照以下重量分别称取各物质:
其中,所述的混合微量元素中含有:硫酸镁55g、氯化钙40g、硫酸锰2.5g、硫酸锌2.4g、硫酸铜0.1g。
(2)将上述物质溶解于蒸馏水中,补足体积至1000L,高压灭菌,即得。
实施例二能够同时检测两种粪便污染指示菌的干粉酶底物培养基的制备
(1)按照以下重量分别称取各物质:
其中,所述的混合微量元素中含有:硫酸镁55g、氯化钙40g、硫酸锰2.5g、硫酸锌2.4g、硫酸铜0.1g。
(2)将上述物质研磨成粉末状,混匀,常温下制成10~30目的速溶颗粒,按检测100mL水样的剂量分装、密封、灭菌。分装,每个剂量的干粉酶底物培养基中含有以下重量的各物质:
其中,所述的混合微量元素中含有:硫酸镁5.5mg、氯化钙4mg、硫酸锰0.25mg、硫酸锌0.24mg、硫酸铜0.01mg。
在室温下,该培养基通常可以保存12个月。
实施例三水样中大肠菌群和大肠埃希氏菌定性检测及与常规方法的比较
取100mL未经处理过的环境水样置于120mL左右有盖无菌容器中,加入一个剂量的上述干粉酶底物培养基(实施例二制备),混摇均匀使其溶解。盖紧容器,置于36℃±1℃培养箱中培养24h。如果检测耐热大肠菌群,则将容器置于44.5℃±1℃环境中培养24h。然后观察容器中水样颜色变化,如果呈现蓝色,即为大肠菌群或耐热大肠菌群阳性。在366mn紫外灯下观测,如果有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
同时采用《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750.12-2006)规定的乳糖发酵法进行5管法的常规方法检测,将初步发酵阳性的结果进行分离培养和证实实验,共进行30组实验,实验结果如表1所示,本发明的培养基与培养方法的检验效果表与常规方法比较,无统计学差异(采用卡方检验),认为两种方法具有等效性。常规方法确定阳性结果需要72h,需要显微镜等复杂的实验室设备,而本发明方法只需要培养24h,不需要显微镜等实验室设备,无需进行分离培养和证实实验;常规方法只可进行大肠菌群的检测,不能同时进行大肠埃希氏菌检测,而本发明的方法可同时进行两个指示菌指标的检测。
表1本发明方法与常规方法的定性检测比较
实施例四水样中大肠菌群和大肠埃希氏菌定量检测及与常规方法的比较
将100mL经定性实验确定为阳性的水样加入一个剂量的上述干粉酶底物培养基(实施例二制备),摇动使其溶解,采用国标方法最常用的51孔法,置于36℃±1℃培养箱中培养24h,查相应的MPN表,可计算出100mL目标菌的MPN值;同时采用《生活饮用水标准检验方法》GB/T 5750.12-2006规定的乳糖发酵法进行15管法的常规方法检测大肠菌群,用EC-MUG培养基法检测大肠埃希氏菌,共进行15组检测。结果如表2,本发明的培养基与培养方法的检验效果表与常规方法比较,无统计学差异(采用配对t检验和卡方检验),认为两种方法具有等效性。常规方法需要采用两种不同的培养基,采用两种不同的培养温度,培养需要48h-72h,而本发明的方法只需要一种培养基与一个培养温度。
表2本发明方法与常规方法定量检测结果(MPN/100mL)
注:“+”表示阳性;“-”表示阴性
实施例五公共用品物体表面大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的检测
按照实施例一的方法制备液体酶底物培养基,浸泡纸片后干燥并无菌包装。使用时,取适量无菌水充分湿润纸片后贴在需检测的物体表面,将采样后的纸片置于36℃±1℃培养箱中培养24h以检测大肠菌群;如果检测耐热大肠菌群(粪大肠菌群),则将采样后的纸片置于44.5℃±1℃环境中培养24h。然后观察生长的菌落颜色,如果菌落呈现蓝色,即为大肠菌群或耐热大肠菌群阳性;在366mn紫外灯下观测,如果蓝色的菌落有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
Claims (10)
1.一种能够同时检测两种粪便污染指示菌的液体酶底物培养基,其特征在于所述的酶底物培养基中含有以下浓度的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁40-60%、氯化钙30-50%、硫酸锰1-5%、硫酸锌1-5%、硫酸铜0.1-1%。
2.如权利要求1所述的液体酶底物培养基,其特征在于所述的酶底物培养基中含有以下浓度的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁55%、氯化钙40%、硫酸锰2.5%、硫酸锌2.4%、硫酸铜0.1%。
3.权利要求1或2所述的液体酶底物培养基在检测环境或食品样本中粪便污染指示菌中的用途,其中所述的粪便污染指示菌包括大肠菌群(Coliforms)、耐热大肠菌群(Thermotolerant coliforms)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli)。
4.一种能够同时检测两种粪便污染指示菌的干粉酶底物培养基,将用于检测100ml水的干粉酶底物培养基作为一个剂量,其特征在于每个剂量的干粉酶底物培养基中含有以下重量的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁40-60%、氯化钙30-50%、硫酸锰1-5%、硫酸锌1-5%、硫酸铜0.1-1%。
5.如权利要求4所述的干粉酶底物培养基,其特征在于每个剂量的干粉酶底物培养基中含有以下重量的各物质:
其中,按重量百分比计算,所述的混合微量元素中含有硫酸镁55%、氯化钙40%、硫酸锰2.5%、硫酸锌2.4%、硫酸铜0.1%。
6.如权利要求4或5所述的干粉酶底物培养基,其特征在于:还包括将所述各物质研磨成粉末状,混匀,常温下制成10~30目的速溶颗粒。
7.权利要求4-6任一项所述的干粉酶底物培养基在检测环境或食品样本中粪便污染指示菌中的用途,其中所述的粪便污染指示菌包括大肠菌群(Coliforms)、耐热大肠菌群(Thermotolerant coliforms)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli)。
8.一种用于同时检测环境或食品样本中大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,其特征在于包括以下步骤:
取未经处理过的环境或食品样本置于一有盖无菌容器中,向该容器中加入权利要求1或2所述的液体酶底物培养基或权利要求4-6任一项所述的干粉酶底物培养基,混摇均匀,盖紧容器,置于36℃±1℃培养箱中培养24h,然后观察容器中水样颜色变化,如果呈现蓝色,即为大肠菌群阳性,在366mn紫外灯下观测,如果有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
9.一种用于同时检测环境或食品样本中耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,其特征在于包括以下步骤:
取未经处理过的环境或食品样本置于一有盖无菌容器中,向该容器中加入权利要求1或2所述的液体酶底物培养基或权利要求4-6任一项所述的干粉酶底物培养基,混摇均匀,盖紧容器,置于44.5℃±1℃培养箱中培养24h,然后观察容器中水样颜色变化,如果呈现蓝色,即为耐热大肠菌群阳性,在366mn紫外灯下观测,如果有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
10.一种用于检测公共用品物体表面大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的方法,其特征在于包括以下步骤:
使用权利要求1或2所述的液体酶底物培养基浸泡纸片,浸泡后干燥并无菌包装,使用时,取适量无菌水充分湿润纸片后贴在需检测的物体表面,将采样后的纸片置于36℃±1℃培养箱中培养24h以检测大肠菌群;如果检测耐热大肠菌群,则将采样后的纸片置于44.5℃±1℃环境中培养24h,然后观察生长的菌落颜色,如果菌落呈现蓝色,即为大肠菌群或耐热大肠菌群阳性;在366mn紫外灯下观测,如果蓝色的菌落有荧光产生,即为大肠埃希氏菌阳性。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |