大腸菌群中大腸桿菌的鑒別

大腸桿菌和大腸菌群是衛(wèi)生狀況的重要指示生物。有大量的生化試驗(yàn)可用于鑒別和鑒定這些生物。

微生物學(xué)產(chǎn)品經(jīng)理

2008年8月，在美國(guó)發(fā)現(xiàn)受大腸桿菌污染的牛肉，引起全國(guó)范圍的牛肉召回。這次污染的源頭是一家有牛肉產(chǎn)品污染史的供應(yīng)商。牛肉中大腸桿菌的常見(jiàn)來(lái)源是糞便污染的動(dòng)物尸體、供水和/或其他衛(wèi)生問(wèn)題。即使在飲用水異常純凈的瑞士也會(huì)偶然有液肥造成的糞便污染情況發(fā)生。檢測(cè)對(duì)于保持衛(wèi)生至關(guān)重要。

大腸桿菌是一種需氧能運(yùn)動(dòng)的桿狀革蘭氏陰性腸道細(xì)菌，可以使乳糖和多種其他碳水化合物發(fā)酵（表3）。檢測(cè)是可行的，因?yàn)檫@類(lèi)細(xì)菌產(chǎn)生混合酸（例如乳酸、乙酸和甲酸）而使葡聚糖（D-葡萄糖）發(fā)酵，添加指示劑甲基紅即可指示這種反應(yīng)。還有許多其他檢測(cè)方法來(lái)指示大腸桿菌的存在。例如，Voges和Proskauer發(fā)現(xiàn)了檢測(cè)克雷伯氏菌和腸桿菌發(fā)酵葡萄糖時(shí)產(chǎn)生的乙偶姻和2,3-丁二醇的試驗(yàn)方法。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，在堿性條件下，這兩種化合物會(huì)將自身氧化成二乙酰。然后二乙酰與肌酸（胍衍生物）反應(yīng)，產(chǎn)生粉紅色化合物，或者與α-萘酚反應(yīng)，呈櫻桃紅色。

表3.糖類(lèi)鑒別試紙片（可提供含25片紙片的單個(gè)包裝，或者10 x 25片圓片的包裝）。符號(hào)說(shuō)明：[+] = 陽(yáng)性反應(yīng)，黃色；[-] = 陰性反應(yīng)

   有些其他特征酶也可以根據(jù)它們的相互作用被檢測(cè)出來(lái)。色氨酸酶將色氨酸分解為丙酮酸、吲哚和氨，研究人員可以用試劑（Kovac和DMCA）檢測(cè)吲哚的產(chǎn)生（圖1）。?-半乳糖苷酶的檢測(cè)使用ONPG（2-硝基苯基-D-吡喃半乳糖苷），一種在酶切后會(huì)變?yōu)辄S色的顯色底物。此外，通過(guò)加入磺胺酸和α-萘胺，可以檢測(cè)將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽的能力，該反應(yīng)生成紅色沉淀（偶氮磺胺）。最后，賴(lài)氨酸通過(guò)賴(lài)氨酸脫羧酶被大腸桿菌降解為尸胺。因?yàn)檫@是堿性反應(yīng)，指示劑（溴甲酚紫）將從黃色變?yōu)樽仙?/p>

圖 1.Kovac吲哚反應(yīng)（從左至右：空白，陰性，陽(yáng)性）

圖 2.TSI 瓊脂：從左開(kāi)始，第一管是不含菌種的培養(yǎng)基，第二管的底部及斜面上發(fā)生劇烈反應(yīng)；左邊第二管顯示出大腸桿菌存在時(shí)的典型反應(yīng)。

通過(guò)接種TSI瓊脂斜面獲得了令人感興趣的鑒別結(jié)果。由于乳糖、蔗糖和葡萄糖的發(fā)酵過(guò)程中形成酸，pH水平通常下降。然而，在氧化脫羧這種情況中，是蛋白胨堿性產(chǎn)物，pH是升高的。酚紅可指示這種增加，酚紅在酸性環(huán)境中顏色從紅橙色變?yōu)辄S色；堿化后它會(huì)變成深紅色。大腸桿菌在試管底部發(fā)生酸反應(yīng)（黃色）和氣體形成及在斜面上發(fā)生酸反應(yīng)（黃色）。

表1列出了大腸桿菌的一些重要的生化反應(yīng)。鑒別產(chǎn)品列于表 2和3中。