通过生化试验指示卫生状况
大肠杆菌和大肠菌群是卫生状况的重要指示生物。有大量的生化试验可用于鉴别和鉴定这些生物。
微生物学产品经理
2008年8月，在美国发现受大肠杆菌污染的牛肉，引起全国范围的牛肉召回。这次污染的源头是一家有牛肉产品污染史的供应商。牛肉中大肠杆菌的常见来源是粪便污染的动物尸体、供水和/或其他卫生问题。即使在饮用水异常纯净的瑞士也会偶然有液肥造成的粪便污染情况发生。检测对于保持卫生至关重要。
大肠杆菌是一种需氧能运动的杆状革兰氏阴性肠道细菌，可以使乳糖和多种其他碳水化合物发酵（表3）。检测是可行的，因为这类细菌产生混合酸（例如乳酸、乙酸和甲酸）而使葡聚糖（D-葡萄糖）发酵，添加指示剂甲基红即可指示这种反应。还有许多其他检测方法来指示大肠杆菌的存在。例如，Voges和Proskauer发现了检测克雷伯氏菌和肠杆菌发酵葡萄糖时产生的乙偶姻和2,3-丁二醇的试验方法。这些研究人员发现，在碱性条件下，这两种化合物会将自身氧化成二乙酰。然后二乙酰与肌酸（胍衍生物）反应，产生粉红色化合物，或者与α-萘酚反应，呈樱桃红色。
有些其他特征酶也可以根据它们的相互作用被检测出来。色氨酸酶将色氨酸分解为丙酮酸、吲哚和氨，研究人员可以用试剂（Kovac和DMCA）检测吲哚的产生（图1）。ß-半乳糖苷酶的检测使用ONPG（2-硝基苯基-D-吡喃半乳糖苷），一种在酶切后会变为黄色的显色底物。此外，通过加入磺胺酸和α-萘胺，可以检测将硝酸盐还原成亚硝酸盐的能力，该反应生成红色沉淀（偶氮磺胺）。最后，赖氨酸通过赖氨酸脱羧酶被大肠杆菌降解为尸胺。因为这是碱性反应，指示剂（溴甲酚紫）将从黄色变为紫色。
图 1.Kovac吲哚反应（从左至右：空白，阴性，阳性）
图 2.TSI 琼脂：从左开始，第一管是不含菌种的培养基，第二管的底部及斜面上发生剧烈反应；左边第二管显示出大肠杆菌存在时的典型反应。
通过接种TSI琼脂斜面获得了令人感兴趣的鉴别结果。由于乳糖、蔗糖和葡萄糖的发酵过程中形成酸，pH水平通常下降。然而，在氧化脱羧这种情况中，是蛋白胨碱性产物，pH是升高的。酚红可指示这种增加，酚红在酸性环境中颜色从红橙色变为黄色；碱化后它会变成深红色。大肠杆菌在试管底部发生酸反应（黄色）和气体形成及在斜面上发生酸反应（黄色）。
表1列出了大肠杆菌的一些重要的生化反应。Sigma-Aldrich提供的鉴别产品列于表 2和3中。
| 生化试验 | 反应 |
|---|---|
| 过氧化氢酶 | + |
| 柠檬酸盐的利用（Simmon柠檬酸盐琼脂，85463） | - |
| TSI琼脂(44940) | AG/A |
| 明胶液化（营养明胶，70151） | - |
| 吲哚生产 | + |
| 硝酸盐还原 | + |
| 脲酶（尿素肉汤，51463；或克里斯滕森的尿素琼脂，27048） | - |
| Voges-Proskaur | - |
| 甲基红 | + |
| 推定试验（十二烷基硫酸盐肉汤，17349） | + |
| 苯丙氨酸脱氨酶（苯丙氨酸琼脂，78052） | - |
| 运动性（SIM培养基，85438；或者胰蛋白胨琼脂，93655） | + |
| 赖氨酸（LD肉汤，66304） | + |
| ONPG（β-半乳糖苷酶） | + |
| 氧化酶 | - |
| 产品编号 | 名称 | 描述 | 包装规格 |
|---|---|---|---|
| 75554 | 氨基肽酶试纸 | 用于检测微生物中的L-丙氨酸-氨肽酶。它几乎只在革兰氏阴性微生物中发现。 | 50个 |
| 29333 | Barritt试剂A | 这些试剂用于Voges-Proskauer试验，检测乙偶姻产物。 | 100 mL |
| 39442 | Barritt试剂B | 通过细菌培养。 | 100 mL |
| 88597 | 过氧化氢酶试验 | 用于检测过氧化氢酶和过氧化物酶的试剂。 | 100 mL |
| 05686 | DMACA吲哚试纸片 | 检测色氨酸酶活性。 | 50个 |
| 49825 | DMACA试剂 | 50 mL | |
| 96343 | HybriScan®D 大肠杆菌 | 用于对水和食品样品中的大肠杆菌进行基因检测和鉴定。 | 96次试验 |
| 60983 | Kovac吲哚试剂 | 大肠杆菌能够将色氨酸分解为吲哚和α-氨基丙酸。所列试剂能够检测吲哚。67309含有异戊醇作为溶剂，而60983含有正丁醇作为溶剂。两种配方都比含有戊醇的旧配方更稳定。 | 100 mL |
| 67309 | Kovac吲哚试剂 | 100 mL | |
| 78719 | Kovac试纸条 | 25个 | |
| 08714 | 甲基红溶液 | 根据葡萄糖产酸水平（高/低/无）鉴别细菌。 | 100 mL |
| 38497 | 硝酸盐试剂A | 用于检测细菌还原硝酸盐的试剂、圆片和试剂盒。 | 100 mL |
| 39441 | 硝酸盐试剂B | 100 mL | |
| 51138 | 硝酸盐试剂纸片盒 | 50个 | |
| 73426 | 硝酸盐还原试验 | 1个 | |
| 07689 | O’Meara试剂 | 用于Voges-Proskauer试验，检测细菌培养物产生的乙偶姻。 | 100 mL |
| 49940 | ONPG片 | 测试β-半乳糖苷酶 | 50个 |
| 07345 | 遵循Gaby-Hadley的氧化酶试剂A | 用于检测微生物细胞色素氧化酶活性的试剂、试纸片和试纸条，是革兰氏阴性菌的重要鉴别步骤。 | 100 mL |
| 07817 | 遵循Gaby-Hadley的氧化酶试剂B | 100 mL | |
| 18502 | 遵循Gordon-McLeod的氧化酶试剂 | 100 mL | |
| 40560 | 氧化酶试纸条 | 100个 | |
| 70439 | 氧化酶试验 | 50个 |
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