陳冬梅
(四川省輕工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司,四川成都 610084)
食品微生物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室是食品安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié),而標(biāo)準(zhǔn)菌株則是保證實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素,因此科學(xué)管理標(biāo)準(zhǔn)菌株尤為重要。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)際狀況,應(yīng)從標(biāo)準(zhǔn)菌株管理的必要性和管理策略、保存與儲(chǔ)藏、滅菌與銷毀等方面入手,研究如何更好地管理食品微生物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)菌株,并依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)菌株管理中存在的不足,提出改進(jìn)策略,以進(jìn)一步提升標(biāo)準(zhǔn)菌株管理的有效性。
標(biāo)準(zhǔn)菌株在食品微生物檢測(cè)中具有非常重要的作用,其能夠發(fā)揮對(duì)照菌株的作用,從而提高檢驗(yàn)結(jié)果的可控性。在食品行業(yè)中,標(biāo)準(zhǔn)菌株通常包括一些常見的微生物菌種,如大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌等,這些菌株能夠被廣泛應(yīng)用于食品微生物檢測(cè)中。例如,在《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》(GB 8538—2022)中,針對(duì)水中是否存在銅綠假單胞菌,使用銅綠假單胞菌作為陽(yáng)性對(duì)照、惡臭假單胞菌作為陰性對(duì)照進(jìn)行質(zhì)量控制,確保實(shí)驗(yàn)步驟的準(zhǔn)確性,此檢測(cè)方法就更加可靠、準(zhǔn)確,能夠在多次檢測(cè)中保證得到穩(wěn)定的結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)菌株可以用來(lái)驗(yàn)證不同培養(yǎng)基的性能是否良好,通過(guò)分離培養(yǎng),可以觀察到標(biāo)準(zhǔn)菌株在不同培養(yǎng)基上的特異性和敏感程度,若其符合標(biāo)準(zhǔn)要求,則證明該培養(yǎng)基具有較好的性能,如果標(biāo)準(zhǔn)菌株的表現(xiàn)與預(yù)期不符,則培養(yǎng)基質(zhì)量可能不達(dá)標(biāo),就可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在試劑的驗(yàn)收方面,由于微生物試劑具有復(fù)雜的性質(zhì),因此在試劑運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中需要對(duì)試劑的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn),使用標(biāo)準(zhǔn)菌株能夠有效地檢驗(yàn)試劑的質(zhì)量,從而確保食品微生物檢驗(yàn)工作的準(zhǔn)確性。通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行測(cè)定和比較,可以判斷需要檢測(cè)的食品樣品中是否存在微生物污染,并評(píng)估微生物的數(shù)量和種類。在滅菌設(shè)備性能測(cè)試方面,生物指示劑如嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子指示劑、枯草芽孢桿菌孢子指示劑等也被廣泛應(yīng)用于滅菌設(shè)備性能檢驗(yàn)中。標(biāo)準(zhǔn)菌株不僅在微生物檢驗(yàn)中扮演著重要角色,還可以評(píng)估滅菌設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性,并能夠及時(shí)檢測(cè)到設(shè)備可能存在的問(wèn)題,避免因設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致的誤判?;谝陨显?,開展科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)菌株管理工作十分必要,應(yīng)制定全方位的管理策略[1]。
在采購(gòu)之前,使用部門應(yīng)依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提出標(biāo)準(zhǔn)菌株的購(gòu)置申請(qǐng),并將其交予微生物辦公室的技術(shù)部門進(jìn)行審核,待批準(zhǔn)后,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)選擇知名的供應(yīng)商,查證其信譽(yù)度和產(chǎn)品質(zhì)量。采購(gòu)人員應(yīng)仔細(xì)閱讀供應(yīng)商提供的有關(guān)產(chǎn)品的信息,包括其產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家、有效期等。在采購(gòu)的過(guò)程中,建議實(shí)驗(yàn)室選擇具有認(rèn)證的產(chǎn)品,如ISO9001認(rèn)證或其他相關(guān)認(rèn)證,以確保標(biāo)準(zhǔn)菌株質(zhì)量的可靠性。在標(biāo)準(zhǔn)菌株到貨后,應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真驗(yàn)收,檢查包裝是否完好無(wú)損、標(biāo)簽是否清晰明了、菌株是否在有效期內(nèi),以確保其質(zhì)量可靠。同時(shí),可以通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行有關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證其純度、活性等質(zhì)量指標(biāo),以確保標(biāo)準(zhǔn)菌株的質(zhì)量符合要求。在這一過(guò)程中,相關(guān)工作人員應(yīng)填寫標(biāo)準(zhǔn)菌株驗(yàn)收單、唯一性標(biāo)簽以及粘貼菌株種類標(biāo)簽。填寫后將菌株于專門設(shè)備中保存,實(shí)行雙保險(xiǎn)管理,并建立科學(xué)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)菌株管理制度,主要包括標(biāo)準(zhǔn)菌株的存儲(chǔ)、使用和傳代等方面的規(guī)定,并保證所有工作人員都能夠遵守該規(guī)定。實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)該建立庫(kù)存管理制度,確保標(biāo)準(zhǔn)菌株質(zhì)量和數(shù)量的可追溯性[2]。
依照實(shí)際檢測(cè)的需求情況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行領(lǐng)用時(shí),需要填寫領(lǐng)用記錄,領(lǐng)取人員每次領(lǐng)用標(biāo)準(zhǔn)菌株時(shí)均需立即填寫該記錄,包括領(lǐng)用時(shí)間、領(lǐng)用菌株信息及領(lǐng)用數(shù)量等。在取用的過(guò)程中,應(yīng)務(wù)必禁止超出取用范圍和數(shù)量的限制,在標(biāo)準(zhǔn)菌株的管理方面,應(yīng)由專業(yè)的菌株管理人員負(fù)責(zé)。菌株的管理應(yīng)完全符合作業(yè)指導(dǎo)書中的規(guī)定,菌株應(yīng)置于相應(yīng)的保存條件下,以避免其失去活性,在管理的過(guò)程中,應(yīng)定期檢查菌株,對(duì)結(jié)果進(jìn)行完備記錄。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株的存放裝置,工作人員應(yīng)粘貼顏色鮮艷的警示標(biāo)志。
在活化方面,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)菌株的特性和存儲(chǔ)狀態(tài)制定相應(yīng)的活化計(jì)劃,并嚴(yán)格執(zhí)行該計(jì)劃。一般而言,標(biāo)準(zhǔn)菌株的活化可以采用液體培養(yǎng)基或固體培養(yǎng)基進(jìn)行,而具體選擇的培養(yǎng)基類型應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)菌株的類型、特性和存儲(chǔ)方式進(jìn)行調(diào)整。例如,可通過(guò)無(wú)菌吸管吸取1 mL左右的液體培養(yǎng)基加入原始菌株的凍干粉瓶中,輕搖瓶身,使內(nèi)容物均勻混合,凍干粉充分溶于培養(yǎng)基,然后按照實(shí)際培養(yǎng)的需要,將培養(yǎng)基置于某一條件中對(duì)菌株進(jìn)行培養(yǎng),如果液體由澄清變?yōu)闇啙?,表明菌株?fù)活,反之則需要延長(zhǎng)培養(yǎng)的時(shí)間。如果長(zhǎng)時(shí)間為澄清狀態(tài),則菌株可能失活,需進(jìn)行滅菌處理并記錄。在活化過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)該注意全程無(wú)菌接種,以確保標(biāo)準(zhǔn)菌株的質(zhì)量和純度。
在驗(yàn)證方面,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)每批次活化的標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行驗(yàn)證,以確定其純度、活力等質(zhì)量指標(biāo)是否符合要求,常用的驗(yàn)證方法包括顯微鏡觀察菌落形態(tài)特征、生理生化檢測(cè)和PCR等技術(shù)手段。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株的驗(yàn)證,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題,并采取措施加以解決,確保標(biāo)準(zhǔn)菌株的質(zhì)量可靠[3]。
在傳代方面,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)菌株的傳代次數(shù)和周期。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)菌株經(jīng)過(guò)多次傳代后,其純度和活力會(huì)逐漸降低,影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)菌株的生長(zhǎng)特性和推薦的傳代周期制定科學(xué)的傳代計(jì)劃,記錄每次傳代的情況,以便于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行追溯和管理。取用的菌株往往為第0代,其經(jīng)過(guò)一代的轉(zhuǎn)接后,會(huì)發(fā)育出另一套規(guī)格相同的菌株,此菌株為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備菌株,經(jīng)過(guò)再次轉(zhuǎn)接,得到工作用菌株。菌株的傳代通?!?代,每傳一代應(yīng)對(duì)菌株進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí),記錄代數(shù),檢查純度,以確保傳代效果的穩(wěn)定性,標(biāo)識(shí)通常是菌株英文縮寫配以代數(shù)、傳代日期、傳代編號(hào)等。
2.4.1 斜面保藏法
斜面菌種保藏法是指將菌種在適宜的斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)成熟后,移入4~6 ℃的低溫下保藏,以后每隔3~5個(gè)月轉(zhuǎn)管一次的保藏方法。此方法所用到的斜面培養(yǎng)基通常有胰酪大豆胨瓊脂斜面培養(yǎng)基、沙氏葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基兩種。其中,胰酪大豆胨瓊脂斜面培養(yǎng)基適用于大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等菌種;沙氏葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基適用于黑曲霉菌、白色念珠菌等菌種。在制備培養(yǎng)基時(shí),需要考慮營(yíng)養(yǎng)成分的質(zhì)量和比例以及pH值等重要因素,將培養(yǎng)基分裝于試管高壓滅菌后,傾斜試管,使試管內(nèi)培養(yǎng)基凝固形成斜面,然后將早期復(fù)蘇后活性較好的菌種劃線接種于斜面上,再將試管置于適宜的培養(yǎng)溫度培養(yǎng),直至斜面長(zhǎng)出較多的菌苔,最后在適宜條件下進(jìn)行保藏。斜面保藏需要滿足的要求:①制備培養(yǎng)基的過(guò)程需要保證原料的質(zhì)量,避免污染和變質(zhì);②在復(fù)蘇、接種和封存的過(guò)程中必須保持無(wú)菌環(huán)境,避免細(xì)菌的污染和交叉感染;③斜面保藏后要針對(duì)保存時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,以更好地確認(rèn)方法的有效性。
2.4.2 半固體瓊脂石蠟保存法
該方法的基本原理是將標(biāo)準(zhǔn)菌株接種于瓊脂培養(yǎng)基表面或深層,在培養(yǎng)基表面形成菌落或在培養(yǎng)基深層生長(zhǎng),在瓊脂層與石蠟層之間形成微生物菌株樣本。具體為以下幾個(gè)步驟:①準(zhǔn)備半固體瓊脂培養(yǎng)基,將瓊脂加入培養(yǎng)皿中,分裝試管調(diào)整溫度為121 ℃,加壓進(jìn)行15 min的滅菌,滅菌后進(jìn)行豎直放置,待冷卻凝固之后備用;②選擇需要保存的標(biāo)準(zhǔn)菌株,利用接種針取一定量菌液/菌斑接種于瓊脂培養(yǎng)基的深層,距底部30%左右的位置即可進(jìn)行多次穿刺,在溫度和濕度適宜的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)菌落,使其生長(zhǎng)至合適大小;③在無(wú)菌條件中,將石蠟置于處理好的菌株管的表面,在4 ℃條件下進(jìn)行儲(chǔ)藏。
使用半固體瓊脂石蠟保存法需要注意以下幾個(gè)要點(diǎn):①嚴(yán)格采用無(wú)菌技術(shù)操作,以確保菌株保存質(zhì)量;②接種標(biāo)準(zhǔn)菌株前,不但應(yīng)確保瓊脂處于適宜的溫度,更需要驗(yàn)證其是否處于半固體狀態(tài);③在保存標(biāo)準(zhǔn)菌株前應(yīng)對(duì)接種菌株做驗(yàn)證,以確保菌株的品質(zhì)和完整性;④當(dāng)需要使用菌株時(shí),應(yīng)按照相應(yīng)的方法進(jìn)行解封,避免污染和損害菌株;⑤為確保儲(chǔ)藏的有效性,需要對(duì)保存好的菌株進(jìn)行每年一次的轉(zhuǎn)種鑒定[4]。
2.4.3 細(xì)菌濕種牛奶凍存法
細(xì)菌濕種牛奶凍存法主要是將標(biāo)準(zhǔn)菌株接種到含有牛奶的培養(yǎng)液中,混合均勻后加入冰箱凍存保存,該方法能夠有效維持菌株的生物學(xué)特性和活性,并長(zhǎng)期保存菌株。①在70 ℃條件下對(duì)牛奶進(jìn)行30 min的加熱,升溫到100 ℃煮沸,牛奶沸騰后立即進(jìn)行冷卻,除去處于上層部分的脂肪,將除脂后的牛奶分裝于試管中,控制試管中牛奶的含量為1 mL,對(duì)牛奶進(jìn)行滅菌。②在平板對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行劃線接種對(duì)其分離培養(yǎng),待成長(zhǎng)到適宜的大小。③對(duì)菌落進(jìn)行刮取,菌量控制在2環(huán)左右,將刮取后的菌株放入裝有牛奶的試管中,通過(guò)振蕩的方式進(jìn)行充分混合,將其置于-20 ℃的環(huán)境下進(jìn)行冷凍保存。
在標(biāo)準(zhǔn)菌株使用的過(guò)程中,應(yīng)將試管置于室溫條件,待一部分混合物溶解后,取出1環(huán)菌液在平板劃線接種,接種后應(yīng)立刻對(duì)試管內(nèi)剩余混合物進(jìn)行冷凍,通過(guò)這種方式,單個(gè)試管的標(biāo)準(zhǔn)菌株能夠使用約5次,并確保菌株的存活壽命達(dá)到5年。另外,在使用標(biāo)準(zhǔn)菌株時(shí)需要注意以下要點(diǎn):①接種菌株前,應(yīng)確保培養(yǎng)基和牛奶處于適宜的溫度和狀態(tài);②在保存標(biāo)準(zhǔn)菌株前應(yīng)對(duì)接種菌株做驗(yàn)證,以確保菌株的品質(zhì)和完整性;③儲(chǔ)存期限可能會(huì)受到凍存管和冷凍設(shè)備的影響,應(yīng)定期檢查凍存管和冷凍設(shè)備的狀態(tài),確保保存溫度和儲(chǔ)存時(shí)間;④需要在無(wú)菌條件下解凍凍存管[5]。
2.4.4 菌株磁珠保藏管法
菌株磁珠保藏管為一種專門的容器,具有操作方便、菌種保存時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際的使用過(guò)程中,對(duì)復(fù)活后的菌株進(jìn)行挑取,將菌株接種到保藏管中搖晃均勻,菌懸液濃度需達(dá)到產(chǎn)品說(shuō)明書要求,保證其中的磁珠能夠充分對(duì)菌株起到附著作用,吸取出多余的保存液。然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株名稱、傳代時(shí)間等信息進(jìn)行記錄,將保藏管置于-70 ℃的環(huán)境中進(jìn)行超低溫冷凍,這種方法可以使標(biāo)準(zhǔn)菌株擁有更長(zhǎng)的保存期限。在菌株取用的過(guò)程中,無(wú)需對(duì)保藏管進(jìn)行解凍,直接夾取一顆磁珠接種于相應(yīng)培養(yǎng)基中即可,同時(shí)還要確保取用后保藏管及時(shí)放回到超低溫的環(huán)境中。
以上4種方法均為標(biāo)準(zhǔn)菌株保存與儲(chǔ)藏的有效措施,其比較結(jié)果如表1所示,在實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)菌株管理過(guò)程中,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的保藏措施。
表1 不同保存與儲(chǔ)藏方式的優(yōu)劣對(duì)比
在標(biāo)準(zhǔn)菌株使用后,以及到期傳代后剩余的標(biāo)準(zhǔn)菌株,應(yīng)立即進(jìn)行銷毀,從而避免污染和安全隱患,應(yīng)根據(jù)菌株類型選擇合適的銷毀方法。一般而言,實(shí)驗(yàn)室通常采用高溫滅菌法銷毀,即將廢棄標(biāo)準(zhǔn)菌株置于121 ℃高壓滅菌30 min。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)菌株銷毀時(shí),需要填寫詳細(xì)的銷毀內(nèi)容,包括標(biāo)準(zhǔn)菌株名稱、數(shù)量、銷毀方法、時(shí)間等信息,并采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行銷毀操作時(shí),需要佩戴合適的防護(hù)裝備,包括手套、口罩、護(hù)目鏡等,以保證操作人員的安全,還需妥善處理銷毀物質(zhì)的殘余物,嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范進(jìn)行處置,并對(duì)高壓滅菌的效果進(jìn)行監(jiān)控,以保證實(shí)驗(yàn)室生物安全。
標(biāo)準(zhǔn)菌株管理的流程比較煩瑣,需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力。在實(shí)驗(yàn)室中,檢驗(yàn)員常常需要完成多項(xiàng)任務(wù),而標(biāo)準(zhǔn)菌株管理是其中一項(xiàng)相對(duì)煩瑣的工作,容易導(dǎo)致檢驗(yàn)員的產(chǎn)出效率降低。對(duì)此,可以設(shè)計(jì)一種減輕標(biāo)準(zhǔn)菌株管理過(guò)程中人力負(fù)擔(dān)的自動(dòng)化管理系統(tǒng),該系統(tǒng)利用RFID等定位技術(shù)對(duì)菌種進(jìn)行精確定位和記錄,實(shí)現(xiàn)菌種的無(wú)感知采集、存儲(chǔ)和管理,并通過(guò)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)菌種信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)共享,避免了傳統(tǒng)手工記錄的煩瑣、易錯(cuò)等問(wèn)題,提高了標(biāo)準(zhǔn)菌株管理的精度、效率和安全性。另外,也可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)菌株保存環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié),減少實(shí)驗(yàn)人員的干預(yù)。
標(biāo)準(zhǔn)菌株管理容易出現(xiàn)誤差,即使是高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)人員,在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)菌株管理時(shí)也難免會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)小的失誤,這可能導(dǎo)致菌株的污染或變異,最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。對(duì)此,可以通過(guò)強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)菌株管理的質(zhì)量控制機(jī)制措施來(lái)完善標(biāo)準(zhǔn)菌株管理。例如,可以建立標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格執(zhí)行菌株污染和變異的管理規(guī)定,確保菌株的純度和一致性。
標(biāo)準(zhǔn)菌株管理缺乏自動(dòng)化的支持,雖然現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室使用的管理軟件已經(jīng)很成熟,但在標(biāo)準(zhǔn)菌株管理方面,這些軟件的應(yīng)用還有很大的提升空間。在標(biāo)準(zhǔn)菌株管理中,對(duì)于一些煩瑣的、容易出錯(cuò)的任務(wù),仍然需要人工完成,對(duì)此應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),建立全面、高效的菌株管理系統(tǒng)。例如,可以開發(fā)基于云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)菌株數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)高效的信息共享和管理,還可以開發(fā)專門的標(biāo)準(zhǔn)菌株管理軟件,優(yōu)化菌株信息的收集、整合、查詢和分析。
本文系統(tǒng)地對(duì)食品微生物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)菌株的管理措施進(jìn)行了分析,詳細(xì)闡述了采購(gòu)和接收、取用與管理、活化、驗(yàn)證及傳代、保存與儲(chǔ)藏以及滅菌與銷毀等方面應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題,提出了優(yōu)化管理流程、強(qiáng)化質(zhì)量控制機(jī)制和構(gòu)建全面高效的管理系統(tǒng)等改進(jìn)策略。在未來(lái)的實(shí)驗(yàn)室管理中,應(yīng)認(rèn)真貫徹以上管理措施和改進(jìn)策略,確保標(biāo)準(zhǔn)菌株的安全性、可追溯性和穩(wěn)定性,為食品安全監(jiān)管提供有力保障。