◎ 许再元
(中国广州分析测试中心,广东 广州 510070)
乳酸菌是一群能发酵碳水化合物产生乳酸的革兰氏阳性细菌的通称。目前,已发现的乳酸菌可以划分为43个属,包括373个种及亚种,其中绝大多数是厌氧菌或兼性厌氧菌。乳酸菌能寄生在人类、动物和植物中,其在发酵过程中的关键代谢产物是乳酸,当与其他代谢产物一块作用于人体时,可对人体健康起到有益的作用,所以在各类食品中,如酸奶、干酪、肉类、巧克力和各类保健药品中乳酸菌得到了广泛的应用[1]。在食品国家安全检测中GB4789.35-2010一直是乳酸菌检测的标准,最近更新为GB4789.35-2016版本,可见乳酸菌在人们日常食品生产、消费中起到重要作用。
根据乳酸菌检测国家标准,选用一个酸奶样品进行新旧标准整个实验流程的对比试验,使用的旧版为GB4789.35-2010,使用的新版为GB4789.35-2016。对所得试验结果和实验过程中的现象进行对比,分析新旧版标准的不同与改版的目的。
培养基的配制部分,改变并不大,主要使用了MC培养基、MRS培养基以及改良MRS培养基,其中新版的改良MRS培养基里多添加了半胱氨酸[2]。半胱氨酸是一种生物体内常见的氨基酸,也是一种还原剂。考虑到双歧杆菌严格厌氧的特性,半胱氨酸不但可以作为营养成分以供菌株培养,同时作为一种保护剂保护菌株防止其因氧气影响生长。
第一步依然是将样品用生理盐水稀释,然后接种到3种不同的培养基中,培养过后根据公式计数,最后选做鉴定。第一步稀释并没有改动,而在接种部分,2010版使用的是涂布0.1 mL的做法[3],而2016版则使用1 mL倾注的方法[3]。在培养时间上,2010版的为(48±2)h,而2016版的则延长至(72±2)h[2-3]。就涂布与倾注而言,倾注法更为省事,但要求培养基的温度不能太高,需要控制在(46±1)℃,倾注法能将培养基包裹,使样品更好地隔绝空气,让改良MRS中的莫匹罗星锂盐更好地起到抑制乳杆菌的作用,加上半胱氨酸的保护作用,有助于双歧杆菌的生长,且避免了涂布时出现的重叠不均匀等现象,可操作性更高。在取样量上,1 mL比0.1 mL更有代表性,不确定度更低。至于因培养时间改变引起的区别主要在于对平板菌落计数的时候,如果平板菌落较多,培养时间延长至72 h,最终可能难以计数,而对于平板上菌落数量较少的情况并没有太大影响。而在计数方面改动较大,将原来的公式从相减变为相加;同,2016版将根据样品含菌的不同分别计数,整体弥补了前几个版本在计数上的补足。而最后鉴定部分并没有太大的改动。
以某品牌酸奶为例,分别按照国标2010版与2016版进行实验,实验部分结果,分别见表1、2。
表1 10-5稀释度下10个平板的菌落数表
表2 10-6稀释度下10个平板的菌落数表
用T-test进行数据分析,10-5稀释度的P值为0.000048<0.01,为极显著差异。10-6稀释度的P值为0.28>0.05,无显著差异。
通过对平板上菌落数数据分析以及实验操作过程的分析,可以得到以下结果:在相同稀释度下,稀释倍数越低,平板菌落数越多,倾注法的菌落数量显著比涂布法多。分析其原因,主要在于2点:①倾注法平板同一点上由于立体的效果可出现多个菌落计数,同时在混合均匀的前提下不容易出现多个单菌落相连。②涂布法存在的堆叠、涂布棒损耗以及操作等因素,使得菌落数偏小。在相同稀释度下,稀释倍数越高,平板菌落数越少,倾注法的菌落数量与涂布法菌落数量相当,无显著差异。因此,在样品得到充分稀释的前提下,在计数结果上,新标方法能较准确地得出结果。
对于选做鉴定部分,新标与旧标相似,都是在计数结束后在原有的平板上挑取3个以上单菌落进行鉴定。使用旧标的方法,由于是涂布于培养基表面,挑取单菌落十分方便可行,而使用新标的方法就相对比较麻烦了。由于是倾注到培养基里面,虽有部分菌落可长在平板表面,但要挑取多个菌落时往往需要挑开原有的培养基。同时,如果同一平板菌落数较多且分布比较密集,要挑取到单菌落就比较困难。在挑取单菌落后,同样进行革兰氏染色、生化鉴定等试验。新旧标准同样面临相同的问题,对于比较复杂的样品(含有多种乳杆菌),很难全部一次鉴定出来,如只按照标准所述的生化鉴定方法,则干酪乳杆菌干酪亚种与鼠李糖乳杆菌难以区分。
对于2016新版乳酸菌检验的改变,笔者认为更为贴近客观事实。但在最后鉴定部分依然还有商榷的地方,例如:为了更有效地进行鉴定,是否应该像GB4789.35-2016版双歧杆菌鉴定一样将计数与鉴定分离开来,如计数使用倾注法而鉴定使用涂布法。同时,对于产品的鉴定规定,只对使用单一菌种的产品进行鉴定[4],而在生化鉴定方面,不只是规定使用表中生化试剂,而可以使用像API50CH这类商品化的生化试剂盒又或者微生物生化鉴定系统。除了生化鉴定,笔者认为还应添加分子生物学的方法进行鉴定,特别在鉴定细菌分类到种、亚种的时候,往往些许的变异就可以改变生化现象[5]。因此,引入像PCR、荧光PCR等分子方法十分重要,如16S rRNA基因间隔区(Intergenic Spacer Region,ISR)的序列分析技术[6]、限制性片段长度多态性分析技术(Re-striction FragmentLength Polymorphism,RFLP)、扩增片段长度多态性分析技术(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP)、DNA芯片技术、肠细菌基因间重复共有序列分析技术(Enterobacte-rial Repetitive Intergenic Consensus Sequences,ERIC)以及重复基因外回文序列分析技术(Repetitive Extragenic Palindromic Sequences,REP)等,这些方法在乳酸菌分类检测方面都是有效可行的方法[1]。
参考文献:
[1]张家超,孙志宏,刘文俊,等.适用于乳酸菌分类鉴定的分子生物学技术[J].乳业科学与技术,2009(2):89-93.
[2]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB4789.35-2010食品安全国家标准食品微生物学检验 乳酸菌检验[S].北京:中国标准出版社,2010.
[3]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB4789.35-2016食品安全国家标准食品微生物学检验 乳酸菌检验[S].北京:中国标准出版社,2016.
[4]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.GB4789.34-2016食品安全国家标准食品微生物学检验 双歧杆菌检验[S].北京:中国标准出版社,2016.
[5]Booysen C,Dicks L M T,Meijering I.Isolation identification and changes in the composition of lactic acid bacteria during the malting of two different barley cultivars [J].International Journal of Food Microbiology,2002(76):63-73.
[6]Parola P,Maurin M,Alimi Y,et al. Use of 16SrRNA gene sequencing to identify Lactobacillus casei in Septicaemia Secondary to a Paraprosthetic Eenteric Fistula[J].European Journal Clinical Microbiology and Infectious Diseases,1998(17):203-205.