大腸菌群中大腸桿菌的鑒別

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

微生物學產品經理

2008年8月，在美國發現受大腸桿菌污染的牛肉，引起全國范圍的牛肉召回。這次污染的源頭是一家有牛肉產品污染史的供應商。牛肉中大腸桿菌的常見來源是糞便污染的動物尸體、供水和/或其他衛生問題。即使在飲用水異常純凈的瑞士也會偶然有液肥造成的糞便污染情況發生。檢測對于保持衛生至關重要。

大腸桿菌是一種需氧能運動的桿狀革蘭氏陰性腸道細菌，可以使乳糖和多種其他碳水化合物發酵（表3）。檢測是可行的，因為這類細菌產生混合酸（例如乳酸、乙酸和甲酸）而使葡聚糖（D-葡萄糖）發酵，添加指示劑甲基紅即可指示這種反應。還有許多其他檢測方法來指示大腸桿菌的存在。例如，Voges和Proskauer發現了檢測克雷伯氏菌和腸桿菌發酵葡萄糖時產生的乙偶姻和2,3-丁二醇的試驗方法。這些研究人員發現，在堿性條件下，這兩種化合物會將自身氧化成二乙酰。然后二乙酰與肌酸（胍衍生物）反應，產生粉紅色化合物，或者與α-萘酚反應，呈櫻桃紅色。

表3.糖類鑒別試紙片（可提供含25片紙片的單個包裝，或者10 x 25片圓片的包裝）。符號說明：[+] = 陽性反應，黃色；[-] = 陰性反應

   有些其他特征酶也可以根據它們的相互作用被檢測出來。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）檢測吲哚的產生（圖1）。?-半乳糖苷酶的檢測使用ONPG（2-硝基苯基-D-吡喃半乳糖苷），一種在酶切后會變為黃色的顯色底物。此外，通過加入磺胺酸和α-萘胺，可以檢測將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽的能力，該反應生成紅色沉淀（偶氮磺胺）。最后，賴氨酸通過賴氨酸脫羧酶被大腸桿菌降解為尸胺。因為這是堿性反應，指示劑（溴甲酚紫）將從黃色變為紫色。

圖 1.Kovac吲哚反應（從左至右：空白，陰性，陽性）

圖 2.TSI 瓊脂：從左開始，第一管是不含菌種的培養基，第二管的底部及斜面上發生劇烈反應；左邊第二管顯示出大腸桿菌存在時的典型反應。

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

表1列出了大腸桿菌的一些重要的生化反應。鑒別產品列于表 2和3中。