食品微生物学检验中双歧杆菌的鉴定方法

2026-07-02 14:39:54
逗点生物
简介

食品微生物学检验中双歧杆菌的鉴定方法

双歧杆菌(Bifidobacterium)是食品和益生菌产品中常见的重要功能菌群,广泛用于发酵乳、益生菌粉、固体饮料及相关食品配料中。由于双歧杆菌对氧较敏感,形态多变,且不同种之间生化特征存在交叉,仅凭菌落形态或简单镜检不能可靠完成鉴定。食品微生物学检验中,通常需要结合厌氧培养、形态观察、生化反应以及有机酸代谢特征进行综合判断。

现行GB 4789.34—2016已将原“食品微生物学检验 双歧杆菌的鉴定”调整为“食品微生物学检验 双歧杆菌检验”,内容不仅包括双歧杆菌鉴定,也包括计数方法。其适用于双歧杆菌纯菌菌种的鉴定及计数,也适用于食品中仅含有单一双歧杆菌的菌种鉴定;对于计数,可用于食品中仅含双歧杆菌属的样品,即样品中可包含一个或多个不同双歧杆菌菌种。

一、检验思路:先分离纯培养,再进行综合鉴定

双歧杆菌鉴定的基本流程为:样品制备、接种培养、挑取可疑菌落纯培养、涂片镜检、生化鉴定,必要时进行有机酸代谢产物测定。对于食品样品,一般以无菌操作称取25.0 g或量取25.0 mL样品,加入225.0 mL灭菌生理盐水或其他适宜稀释液中,制成1:10样品匀液。冷冻样品应在2~5℃条件下缓慢解冻,或在不超过45℃条件下短时间解冻,避免高温和长时间暴露影响活菌状态。

样品匀液可直接接种于双歧杆菌琼脂平板或MRS琼脂平板,也可根据样品中活菌量进行10倍系列稀释后涂布或倾注培养。培养条件通常为36℃±1℃厌氧培养48 h±2 h,必要时可延长至72 h±2 h。培养后挑取3个或以上单个菌落,重新接种于双歧杆菌琼脂平板或MRS琼脂平板进行纯培养,再用于后续鉴定。

二、典型形态与初步鉴定特征

双歧杆菌为革兰氏阳性菌,不抗酸,无芽孢,无动力。镜检时菌体形态多样,可呈短杆状、纤细杆状、球杆状,也可出现分支、分叉或“Y”形等多形态结构。由于培养基组成、培养时间和菌株差异会影响形态表现,不能只根据是否出现分叉形态判断是否为双歧杆菌。

生化鉴定中,过氧化氢酶试验通常为阴性。不同双歧杆菌种可通过糖类发酵或底物利用谱进行区分,例如葡萄糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖、棉籽糖、木糖、阿拉伯糖、七叶灵等项目可用于辅助鉴别两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、短双歧杆菌等常见种。但双歧杆菌属内种间差异并非绝对,部分项目会出现菌株差异,因此报告种名时应结合多项结果综合判定,必要时使用生化鉴定试剂盒、全自动微生物生化鉴定系统或分子生物学方法进一步确认。

三、有机酸代谢产物:双歧杆菌的重要判定依据

双歧杆菌具有典型的“双歧途径”糖代谢特征,发酵糖类后主要产生乙酸和乳酸。检验中可测定培养液中的有机酸代谢产物,当乙酸与乳酸的微摩尔浓度比值大于1时,可作为双歧杆菌代谢特征的重要依据。

有机酸测定通常先将纯培养菌接种于PYG液体培养基中,36℃±1℃厌氧培养48 h,再对培养液中的乙酸和乳酸进行检测。旧版资料中常见气相色谱法表述,现行标准中有机酸测定已作为可选项目,且方法口径更偏向色谱定量分析。实际检验时,应根据实验室现行有效标准文本、设备配置和方法验证情况执行,不宜将单一有机酸比值作为唯一鉴定依据。

四、双歧杆菌琼脂培养基的组成与作用

双歧杆菌培养基需要同时满足营养丰富、适合厌氧菌生长、氧化还原环境较低等要求。配方中蛋白胨、酵母浸膏和西红柿浸出液提供氮源、维生素和生长因子;葡萄糖为主要可发酵碳源;半胱氨酸盐有助于降低氧化还原电位,改善双歧杆菌生长环境;吐温80可提供脂肪酸来源并改善部分菌株生长。

成分 用量 主要作用
蛋白胨 15.0 g 提供氮源、肽类和氨基酸
酵母浸膏 2.0 g 提供维生素、核苷酸和生长因子
葡萄糖 20.0 g 可发酵碳源,支持产酸代谢
可溶性淀粉 0.5 g 辅助碳源,并可吸附部分抑制物
氯化钠 5.0 g 维持渗透压
西红柿浸出液 400.0 mL 提供有机酸、维生素和促生长成分
吐温80 1.0 mL 提供脂肪酸来源,促进部分厌氧菌生长
肝粉 0.3 g 提供复杂营养和生长因子
琼脂粉 约20.0 g 凝固剂
蒸馏水 加至1000.0 mL 溶剂

制备时,西红柿浸出液可由新鲜西红柿切碎后加等量蒸馏水,于100℃水浴中加热搅拌约90 min,过滤后校正pH至7.0左右,再经121℃灭菌15~20 min备用。培养基全部成分溶解后加入半胱氨酸盐溶液,校正pH至6.8左右,分装后121℃高压灭菌15~20 min。由于双歧杆菌对氧敏感,平板制备后应尽量减少长时间暴露空气,必要时进行预还原处理。

五、PYG液体培养基的用途与制备注意

PYG液体培养基主要用于双歧杆菌有机酸代谢产物测定前的培养。其营养较丰富,含蛋白胨、酵母粉、葡萄糖、半胱氨酸-HCl、盐溶液、维生素K1和氯化血红素等成分,可支持厌氧或兼性厌氧微生物生长。

成分 用量/500 mL 主要作用
蛋白胨 10.0 g 氮源和肽类营养
葡萄糖 2.5 g 可发酵碳源
酵母粉 5.0 g 维生素和生长因子
半胱氨酸-HCl 0.25 g 降低氧化还原电位
盐溶液 20.0 mL 提供无机盐和缓冲成分
维生素K1溶液 0.5 mL 促进部分厌氧菌代谢
氯化血红素溶液(5 mg/mL) 2.5 mL 提供血红素类生长因子
蒸馏水 加至500.0 mL 溶剂

需要注意的是,氯化血红素溶液若标注为5 mg/mL,称取0.5 g氯化血红素后应定容至100 mL;若定容至1000 mL,则实际浓度仅为0.5 mg/mL。维生素K1溶液应过滤除菌、避光冷藏保存,不宜与基础培养基一起高压灭菌。PYG为液体培养基,配方中不含琼脂,制备说明中如出现“临用时加热熔化琼脂”等表述,应视为旧资料或排版转录错误,实际操作应按液体培养基处理。

六、结果报告与质量控制要点

双歧杆菌鉴定结果应综合涂片镜检、生化反应和必要的有机酸代谢产物结果进行报告。符合双歧杆菌典型形态、革兰氏阳性、不抗酸、无芽孢、无动力、过氧化氢酶阴性,并具有相应生化反应谱和乙酸/乳酸比值特征时,可报告双歧杆菌属或进一步报告种名。

对于食品或益生菌产品检验,关键控制点包括:样品处理必须全程无菌;培养过程必须满足厌氧条件;平板培养时间不宜过短;挑取菌落必须经过纯培养;生化反应应使用新鲜、纯净菌落;有机酸测定应设置未接种PYG空白对照。若样品中存在多种益生菌或伴随乳酸菌,单纯依靠平板形态和产酸现象容易误判,应通过纯培养和多指标鉴定排除干扰。

双歧杆菌检验的核心不是“看到分叉杆菌”就下结论,而是将培养特性、细胞形态、生化反应和代谢产物组合起来判断。对于益生菌食品、菌粉原料和发酵制品,规范的双歧杆菌鉴定不仅关系到产品标识真实性,也直接影响活菌质量评价和产品稳定性研究。