快速测试板在饮用水微生物检测中的运用

2020-09-24 15:43:18 来源：食品安全导刊

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　　快速测试板在饮用水微生物检测中的运用

　　在现代社会各个新型技术的快速发展下，微生物快速检测技术开始被人们广泛地应用到食品安全监测和微生物监测领域。文章在阐述微生物检测在水质检测中应用现状的基础上，着重分析快速测试板的应用原理，并就快速测试板在饮用水微生物检测中的应用方法和应用流程问题进行探究，旨在能够更好地确保饮用水的安全。

　　安全的饮用水是居民日常生活的基本需求，随着社会经济的发展，社会对安全的饮水保障愈加关注和重视，为了满足对饮用水中的微生物进行监控和筛查的需求，微生物快速检测技术开始被人们推广应用到水质检测领域。微生物快速测试板检测方法克服了传统检测方法的局限，并且提高了检测效率，缩短了检测时间，为饮用水安全保障监管提供了很好的技术支撑。文章结合生活饮用水水质检测项目发展实际情况，就快速测试板在饮用水微生物检测中的具体应用进行探究。

　　水质检测的重要性分析

　　水是人类赖以生存的物质基础，从人们生活日常饮用、使用，到工业生产、农业生产等领域都离不开水资源，不光是人类，对于地球生物而言，水也是必不可少的，尤其是与人类生活息息相关的微生物也是如此。水是微生物生长和滋生的天然良好培养基，特别是污染的水体中存在大量的有机物质，更适合各种微生物的生长。水体中的微生物主要来源于土壤以及人类和动物的排泄物及污染，其中的致病性微生物往往是从外界环境污染而来，特别是人和其他温血动物的粪便污染。饮用水中细菌一般来源如下：来源于水的细菌有螺旋菌属、弧菌属、假单胞菌属、色杆菌属、变形杆菌、微球菌等。来源于土壤的细菌有芽孢杆菌、链球菌、气单胞菌等。在《生活饮用水卫生标准》中规定的常规性微生物指标包含总大肠菌群、菌落总数、大肠埃希氏菌。在对饮用水中微生物开展检测的时候需要确保一系列操作都在无菌的环境下进行，并在检测之前对实验环境进行杀菌消毒处理，将待检样品按标准操作流程接种于特制的培养基上培养，观测微生物生长性状，按标准直接判定或进行后续试验鉴定微生物。

　　微生物检测在水质检测中的应用现状

　　滤膜法。在饮用水中有一群含量比较多的微生物——总大肠菌群。这种微生物广泛存在水体中。为了能够有效检测总大肠菌群，可以使用滤膜法。即将一定量的水样注入到薄滤膜器中，在经过一系列的过滤操作之后将细菌留在薄膜上，之后将滤膜放在特殊的培养基上，经过培养能够对样本水体中的总大肠菌群进行计数。

　　多管发酵法。多管发酵法的应用原理是根据总大肠菌群发酵乳糖产生出来的酸和产气来确定水样中的总大肠菌群。在应用多管发酵方法检测水体中微生物的时候一般会涉及到以下几个步骤：按照标准《GB/ 5750.12-2006 生活饮用水标准检验方法微生物指标》针对出厂自来水或水源水等水质提取一定数量水样选择不同稀释度接种于乳糖蛋白培养液中，置于36℃正负1℃培养24小时正负2小时培养后观察，如若有产酸产气者即证实有总大肠菌群存在。根据总大肠菌群接种管数，阳性管数等查询MPN表，既得出100mL水样中总大肠菌群最可能数。从实际操作上来看，滤膜法适合应用在一些杂质含量少的水样中，且操作精准度比较高。在滤膜方法和多管发酵方法的综合作用下能够提升水质检测有效性。

　　PCR技术。PCR检测技术在使用的时候可以和其他技术联合使用，从而实现对更多微生物的检测分析。和一般性的检测技术相比，PCR检测技术能够对人工无法培养出来的微生物和细菌进行检测。

　　免疫学检测技术。免疫技术也是一种常见的技术形式，具体是通过抗原体反应来检测水体中的细菌含量。不同微生物有着不同的抗原，通过免疫学检测方式能够激发出样本中的一些元素，从而对水体中的微生物含量进行判断。在免疫学技术应用的时候也可以利用单克隆的抗体来进行检测，这两种技术结合起来可以更为有效地检测出水体中的微生物含量。

　　快速测试板的原理和基本操作步骤

　　原理。微生物快速测试板是一种提前准备好一次性培养基产品，产品具备标准的营养培养基和冷水可溶性吸水凝胶，并在传统培养基内部结合了酶和底物反应的特异性、菌落颜色的可视化信息，能够在自然的环境中检测和鉴定不同的微生物个体。

　　快速检测板这种显色培养基的显色原理是利用微生物本身代谢产生的酶和对应显色底物反应显色原理来检测微生物的新型培养基。这些显色底物具体由产色基因和微生物部分可代谢物质组成，在特异性酶的作用下会将游离出产色基因颜色进行显示，在直接观察菌落的颜色之后就能够对菌种做出判断。快速测试板是一种新型分离培养基，借助显色培养基能够对各个微生物进行筛选分离，且反应的灵敏度和特异性要超过传统培养基，检测效果良好，在较短的时间内就能够完成检测。

　　检测步骤。快速检测板在检测操作的时候节省了水样处理、设备消毒、培养基制作准备等一系列繁杂的操作步骤，在水样采集回来之后将其放置在无菌的环境中，微生物测试板会被平坦地放置在实验平台上，掀开上面的层膜，应用无菌吸管吸取1ml 的测试水样滴落在纸片上，同时覆盖上层薄膜，静静等待10s之后让培养基凝固，与此同时做一片空白阴性对照。将测试板叠加在一起放回之前的封袋中并封口处理，处理之后将其透明朝上放置在恒温的培养箱内部，按照所检测微生物项目要求的温度和湿度来进行培养，最后根据微生物在测试板上显示出来的独有颜色和菌落分布情况来进行分析。对于菌群含有比较少的水样则可以采取直接吸取原液的方式进行测试。

　　快速测试在饮用水微生物检测中的具体应用

　　快速测试板在饮用水菌落总数检测中的应用。按照生活饮用水标准检测方式的基本要求，对饮用水中菌落总数的检测一般会应用平皿计数方式，分别取1mL水样接种两个营养琼脂平板在有氧37℃的环境中培养两天，观察记录菌落总数。

　　基于快速测试板的菌落测试方法和国标方法基本一致，测试总量为1mL，在取样之前需要在测试板上涂抹营养琼脂培养基，并在其中添加脱氧指示剂氯化三苯基四氮唑，菌落在测试片上会呈现出红色，由此能够缩短计数操作时间。

　　快速测试板在饮用水总大肠菌群检测中的应用。总大肠菌群一般是指在置于36℃正负1℃培养24小时正负2小时培养能够，发酵乳糖，产酸产气，兼顾厌氧的革兰氏阴氏无芽孢杆菌。生活饮用水标准的检测方式要求的总大肠菌群检测方法有三个，分别是多管发酵法、滤膜法、酶底物法三种类型。自来水行业一般会应用滤膜方法，总体大肠菌群测试板的样板是酶底物方法。

　　总大肠菌群滤膜法是指使用孔径为0.45um的微孔滤膜来过滤水样，过滤之后将滤膜贴在含有乳糖的品红亚硫酸钠选择性培养基上在37℃恒温箱培养24小时正负2小时，之后就会形成特征性菌落。

　　应用这种方式能够有效测试出总大肠菌群的数量，其检测结果十分准确，但是操作起来比较复杂，对符合特征的菌落还需要进行后续的革兰氏染色镜检查处理，并对革兰氏染色为阴性的无芽孢杆菌接种乳糖蛋白培养液，之后在37℃的环境中培养一整天，如果在这个过程中产生了酸气，则是可以将总大肠菌群判定为阳性。

　　总大肠菌群测试板使用选择性培养基，利用总大肠菌群能产生β-半乳糖苷酶，经β-半乳糖苷酶催化培养基中的色原底物，生成黄色邻硝基酚，从而使培养基颜色发生变化来检测总大肠菌群，和常规检测方法方式相比，快速检测板检测方式能够将以往复杂的检测步骤进行简化，检测时间也会从之前的三天缩短到一天。

　　快速测试板在饮用水耐热大肠菌群检测中的应用。借助提升培养温度的方式将自然环境中的大肠菌群和粪便中大肠菌群区分检测，对于在44.5℃环境中仍然能够生长的大肠菌群称作是耐热大肠菌群。生活饮用水标准方式推荐的耐热大肠菌群检测方法包含两个，分别是多管发酵法和滤膜法。下面将阐述滤膜法与测试板法的区别。

　　第一，滤膜法。耐热大肠菌群滤膜法是指应用孔径大小为0.45um的微孔滤膜来过滤水样，在过滤的过程中细菌会被阻隔在过滤膜上，过滤的过程中将过滤膜贴在含有乳糖的选择性培基上，在44.5℃环境中培养24小时之后能形成特征菌落。耐热大肠菌群选择性培养基一般为MFC培养基，耐热大肠菌群在此基础上菌落为蓝色，非耐热大肠菌群菌落一般为灰色或者奶油色，但是在实际检测操作的时候由于颜色的现实特异性不强，因此很容易出现假阳性的特点。此外对于可疑菌落还需要进行EC的二次培养。

　　第二，耐热大肠菌群测试板。耐热大肠菌群测试板是将一定量的乳糖、指示剂、营养成分等吸附在一定面积的无菌过滤纸上，在细菌快速繁殖的时候伴随产生的酸性物质会让其酸碱值降低，与此同时，溴甲酚紫指示剂会从紫色变成黄色。产气过程对应的脱氢酶酸碱值需要被控制在合理的范围内。催化底物脱氢还原TTC形成的红色不溶性三苯甲臢在产生酸性物质的黄色背景下也会显示出红色斑点。通过指示剂颜色的变化就能对检测样本是否产生酸性气体进行判断，进而确定是否存在耐热大肠菌群。

　　快速测试板在饮用水大肠埃希氏菌检测中的应用。大肠埃希氏菌也被人们称作是大肠杆菌，具备一定的病原性，在一定条件下可对人、动物引起肠胃道或尿道等器官局部组织感染。按照国家对生活饮用水的卫生标准要求，在水样检测出总大肠菌群的时候需要对其成分进一步检查，观察水质中是否含有大肠埃希氏菌。

　　第一，滤膜法检测大肠埃希氏菌的常用方式如下：在无菌操作环境下将总大肠阳性的有典型菌落生长的滤膜转移到放置NA-MUC培养基平板上，细菌截留面在上，进行36℃的环境中培养4个小时，应用波长为366nm、功率为6W的紫外线等照射样本，如果菌落边缘、菌落背部出现了蓝色的荧光物质则是说明水样中含有大肠杆菌。

　　第二，酶底物法。使用选择性培养基，利用大肠埃希氏菌能产生β-半乳糖苷酶和β-葡萄糖醛酸酶，经β-半乳糖苷酶催化培养基中的色原底物释放色原体和β-葡萄糖醛酸酶分解荧光底物来释放出荧光产物，从而使培养基颜色发生变化，并能使菌落在紫外灯下产生特征性荧光，以此技术来检测大肠埃希氏菌。

　　快速测试板在饮用水微生物检测中的应用结果分析

　　实验室从400份的水样中选择20份作为基本研究对象，分别使用国标方法和测试板方法检测样本中的微生物指标。

　　每个水样测试板方式进行五次平行试验检测，在对试验结果分析之后发现国标法和测试板方式的阴性检测结果一致，阳性检测结果中测试板方法五次平行试验的相对标准偏差小于1%。国际法检测微生物所消耗的成本比较低，主要是培养基、滤膜、其他辅助药品，每个水样四个微生物指标耗材成本不高。微生物快速检测板作为一次性产品，价格比较高，且每个水样的检测费用较高。

　　综上所述，在居民饮水安全保障日益重视的背景下，饮用水微生物检测工作的开展变得十分重要。微生物快速测试板检测方式克服了传统检测方式的局限，在检测操作的时候能够有效提升饮用水微生物检测速率和检测精准性，值得广泛推广和应用。

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