在我们食品微生物检测过程中,除了我们知道要检测的目标微生物之外,往往会出现一些和目标微生物表现不一,但你又想知道它是什么菌属的情况,特别是对于一些生产企业,有时候往往会怀疑是否是因为这个 “非目标菌”的存在,从而影响到了产品质量。
那怎么去鉴定那些“非目标”微生物呢?又有哪些方法和手段可以采用呢?
下面就跟随小王,来了解下我们食品微生物检测中常用的一些鉴定手段!
传统的细菌系统分类,也就是常说的鉴定,通常是通过纯培养分离后从形态学、生理生化反应特征以及免疫学特性(血清学分析)进行鉴定。这也是我们目前国标中最常用的鉴定手段,这种方法的优点就是所用试剂简单易得,常规实验室即可展开,经济实用,缺点呢,就是鉴定所需时间较长,且容易判断不准确。
用这种方法,要先进行革兰氏染色,从镜检分析其可能的微生物种属,再根据判断结果,按照《伯杰氏手册》上的生化项目进行实验,最终确定其可能的微生物种属。比如,镜检是革兰氏阳性杆菌,且周围或菌体顶端有芽孢产生,这时候我们就要往芽孢杆菌的方向去进行生理生化鉴定。
全自动微生物鉴定系统,比如我们常见的VITEK、Biolog等,其原理也是依据微生物的生理生化特性,有所区别的就是它采用了大量的微生物种属去进行建库,利用统计学的一些手段,对未知的微生物进行打分,确定其相关种属。通常可鉴定包括需氧细菌、厌氧细菌、酵母菌和丝状真菌在内的2000余种微生物,几乎涵盖了微生物学不同领域中比较重要的菌种,所涉及领域包括制药、生物技术、化妆品、兽医和临床医学、农业和环境科学、食品加工和安全,也可应用于微生物代谢、特性和群落等的分析研究。
飞行时间质谱,也就是我们常叫的飞行质谱,其原理是利用基质辅助激光解析电离方法得到待测样品分子离子,通过测得待测微生物的肽质量指纹圈谱(PMF),并将其与数据库中的微生物标准指纹图谱进行匹配检索,从而完成鉴定(可鉴定至种或属)。该仪器适用于绝大多数的微生物鉴定,可同时鉴定细菌及真菌,相对于传统方法,具有更加快速准确、高通量检测、操作简单、成本低(鉴定数量大的情况)的优势。
飞行时间质谱,也就是我们常说的飞行质谱,其原理是利用基质辅助激光解析电离方法得到待测样品分子离子,通过测得待测微生物的肽质量指纹图谱(PMF),并将其与数据库中的微生物标准指纹图谱进行匹配检索,从而完成鉴定(可鉴定至种或属)。该仪器适用于绝大多数的微生物鉴定,可同时鉴定细菌及真菌,相对于传统方法,具有更加快速准确、高通量检测、操作简单、成本低(鉴定数量大的情况)的优势。
对于已知鉴定目标的项目,可以采用商业化的试剂盒来进行操作,不管是普通PCR还是荧光PCR都可以,根据自己的需要采用合适的就可以。因为大多数的目标基因序列都已公开,且在一些官方机构或标准文献中给出了相应的引物序列及探针,因此大家可以放心使用。
而对于一些未知的、你又想知道是什么种属的微生物,就要采用另外的手段来进行了,比如我们常听说的16s rRNA鉴定。
60年代末 , Woese CR开始采用寡核苷酸编目法对生物进行分类,依据16s rRNA序列绘制进化树,将地球上的细胞生物分为了三个域,即古生菌、细菌和真核生物。而所谓的16s rRNA就是指核糖体RNA,因为其功能同源且最为古老、既含保守序列又有可变序列、大小最适合做进化分析,所以一般细菌鉴定用其作为分析对象。目前各大研究所、院校及疾控等有实力的实验室都有开展16s rRNA鉴定未知微生物的实验。
具体方法为:提取目标菌的全基因组DNA,使用通用引物对其进行扩增,将扩增好的16s rRNA的DNA序列连接到特定的质粒载体上进行测序,然后以16s rRNA数据库中的序列进行比对,进而确认其种属。
该方法鉴定指标单一明确,就是以16s rRNA为基准,因此准确性高,可鉴定种属庞大,但也有极个别不太适用的种属,比如乳酸菌属。
看完了这些,相信各位看家应该对微生物鉴定这块有了一个大致的了解,后续想知道更详细的关于微生物方面的知识,还请继续关注北京陆桥!
参考文献:
R.E.布坎南,N.E.吉本斯等.伯杰细菌鉴定手册(第八版)[M].北京:科学出版社,1984.
程池,杨梅,李金霞,等.Biolog微生物自动分析系统-细菌鉴定操作规程的研究[J].食品与发酵工业,2006,23(5):50~54
周煜. 16S rRNA序列分析法在医学微生物鉴定中的应用[J]. 生物技术通讯, 1999(04):297-305.