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啤酒生产中常见病菌与检验

添加22,149字节, 2017年1月4日 (三) 14:25
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=选择性培养基的应用=
培养基可以分为选择性培养基和非选择性培养基。选择性培养基只检测对产品有害的微生物,而非选择性培养基则可将所有存在的微生物都培养出来。
 
NBB是德国慕尼黑工业大学研制的一种啤酒有害菌专用培养基。该培养基由于加入了放线菌酮以及多种营养物质(如酵母浸膏、牛肉浸膏、葡萄糖、麦芽糖、L-苹果酸等),可以抑制酵母菌和啤酒无害菌的生长,为啤酒有害菌创造最适宜的生长条件。
 
另外,在NBB-A和NBB-B种,加入了酸碱试剂,以指示酸碱变化,遇酸变黄,遇碱变红。
 
培养基NBB几乎可以检测啤酒厂中的全部样品,如各类澄清样品、浑浊样品以及各种气体样品等,而且操作简单、鉴定迅速。当污染较严重时,样品只需培养1天即可;当仅有痕量污染时,微生物生长特别缓慢,培养时间也只需数天(在25~28℃条件下,NBB-A和NBB-B只需培养5天,而NBB-C只需要培养5~10天),与其他检测方法相比缩短了培养时间。另外,极其重要的一点是NBB培养基的检出选择性非常高,在所有的NBB产品中,只要保证严格的厌氧环境,则在其上生长的均为啤酒有害菌。此外,在好氧条件下,NBB的检测范围也较宽,即在所有的NBB产品中能够生长的都是啤酒有害菌和指示性微生物,尤其是NBB-B,检测指示性微生物的可靠性最高。
 
==固体培养基NBB-A==
NBB-A主要用于检测啤酒和酵母中存在的啤酒有害菌,它适用于培养已发现的所有啤酒有害菌,特别是乳酸杆菌、四联球菌以及果胶杆菌和巨型球菌等。常用的检测设备有:不锈钢漏斗式过滤器(有单联、三联和六联式三种规格)、喷灯(进行火焰灭菌)、低噪声真空泵、真空管、真空保护器、细菌计数器以及镊子等。
===使用方法===
使用时,先用沸水或高压蒸汽将瓶装NBB-A进行液化处理,在液化时避免长时间过度加热,然后将液化好的培养基约15ml立即倒入无菌平板中,置于冰箱中备用。但其贮存时间不应超过4天,否则培养基平板汇脱水干燥,而作为啤酒有害菌的乳酸杆菌对干燥非常敏感,在长时间贮存的NBB-A平板上不能生长。
 
===培养条件===
#培养温度
:一般控制在25~28℃培养,不能超过28℃。因为在较高温度下部分啤酒有害菌无法生长。
 
#培养环境
:由于所有的啤酒有害菌都是微需氧或严格厌氧的,所以,应在厌氧环境下进行培养。现在进行厌氧培养时,一般都采用厌氧培养罐。在米碧德厌氧罐里,通过化学反应,氧气被消耗掉,同时产生二氧化碳或氢气。当然也可以用CO<sub>2</sub>洗涤技术,先抽真空再充CO<sub>2</sub>,以达到厌氧环境。对常见的啤酒有害菌乳酸杆菌和四联球菌来说,这样的环境已经足够了,因为它们是微需氧菌,能够生活在二氧化碳与少量氧气的混合状态下。而对于较罕见的啤酒有害菌果胶杆菌和巨型球菌来说,由于它们是专性厌氧菌,只有在氧含量小于0.2mg/L时才能生长,因此,培养时,培养皿上最好有透气的凸点来完成内外的气体交换,以保证培养皿内有充足的二氧化碳。
 
#恒温培养时间
:一般为2~5天。培养时间取决于微生物的生长速率(取决于种、属)、菌龄、生理条件、培养的环境以及微生物的起始细胞数等。如果样品中有大量的啤酒有害菌,那么在2~5天内培养基中的酸碱指示剂将因有害菌产酸而变黄;如果样品中只有很少的啤酒有害菌存在,那么培养基只有菌落的边缘区域会变黄,而且颜色的改变通常需要4~6天。
 
===应用范围===
*检测酵母
:取0.1~1.0ml酵母涂布,接种在NBB-A平板上,要求图层薄而均匀。被涂上的酵母在NBB-A上几乎不生长,而酵母中的啤酒有害菌却能良好生长,因此,在显微镜下很容易检查出来。在大多数情况下,特别是在较严重污染啤酒有害菌的情况下,NBB-A将会变黄。
 
*检测啤酒、水等澄清透明的液体
:将被检测样品进行膜过滤,过滤量为50~100ml。最好使用普通孔径0.45μm的白色过滤膜,做完膜过滤后,将过滤膜置于NBB-A上。具体步骤如下:
::#启封成品培养皿包装,编号。
::#用定量注射器将3.5ml无菌水均匀湿润培养基,无菌操作。
::#打开真空阀,用喷灯对过滤器仔细灭菌10s。
::#用喷灯对过滤漏斗内部彻底灭菌。
::#将过滤膜片小心取出放到过滤器上部。
::#将漏斗与过滤器连接好后再灭菌处理。
::#将待过滤样品倾入漏斗中,压好上顶盖。
::#启动真空泵抽滤,结束后取下过滤膜片。
::#将富集被截留物质的膜片放入培养基中。
::#放入培养箱(厌氧)中进行恒温培养。
 
:需要注意的是,有些菌种如林德氏乳酸杆菌在NBB-A上培养时,特别是在放置时间较长的NBB-A上,由于缺乏水分以及营养物质不能流动而造成多肽类营养物质(如P-因子)匮乏,使得这些菌种在过滤膜上不能生长或生长缓慢。因此,检测重要样品时,在将过滤膜置于NBB-A上的同时,也应将此同一样品的过滤膜置于NBB-B中培养。
 
*检测需要划线培养的样品
:需要划线的样品通常是经过NBB-B和NBB-C处理过的样品。因为NBB-B和NBB-C都是液体培养基,所以不能做菌种特性鉴定。在不清楚NBB-B和NBB-C种生长的啤酒有害菌属于哪一类型的情况下,可以用接种环从富集培养的样品中取1~3环,在NBB-A上做平板划线分离或平板划线增殖,待长出菌落后,即可进行鉴定。
 
===检测结果鉴定===
*酵母
:由于NBB-A中有放线菌酮,因此,培养酵母不能生长,而野生酵母却能生长,但颜色不会变化。
 
*非啤酒有害菌
:非啤酒有害菌包括小球菌、醋酸菌等,它们是典型的需氧菌,在NBB-A上一般不能生长。当膜过滤器中、膜片下残留有氧,或厌氧环境失败而达不到厌氧条件时,这些非啤酒有害菌可能会生长。但是这些非啤酒有害菌的生长是非常微弱且缓慢的,通常NBB-A不会变黄(醋酸菌可引起菌落周边区域变黄)。另外,非啤酒有害菌的乳酸菌,大部分在NBB-A上生长非常微弱、缓慢,而且在啤酒和酿造酵母中出现的概率非常小。
 
:经膜过滤后,大量样品的死细胞和非啤酒有害菌会再次滞留在滤膜上。因此,不能以直接镜检膜片的结果作为判断依据。在NBB-A上判断有微生物生长的依据是有菌落形成,并且通常伴随有NBB-A颜色的改变。
 
*啤酒有害菌
:如果有啤酒有害菌,则NBB-A会显著变黄,并在NBB-A上生长出无色、白色至黄色的直径为0.5~3.0mm的菌落。反之,通过NBB-A变黄,可以判断所检验样品中可能存在啤酒有害菌。在不能确定是否有啤酒有害菌的前提下,特别是在NBB-A上仅有零星的、不规则斑点的菌落生长时,可将此村中菌落接种到低酒花啤酒中,来确定它们是否会对啤酒产生危害。若此菌落在低酒花啤酒中能生长,则是潜在啤酒有害菌;若此菌落在低酒花啤酒中不能生长,则为啤酒无害菌。
 
:当然,啤酒厂的最佳状况是NBB-A上的样品结果为阴性,即在NBB-A上无菌落生长出来。
==液体培养基NBB-B==
NBB-B液体培养基检测范围较广,能检测酵母、麦汁、浑浊啤酒、二氧化碳气体、压缩空气、成品啤酒以及啤酒生产过程中的二次污染等。其使用方法是,在无菌状态下将瓶装NBB-B分装到无菌试管中(每支试管10~20ml),或再次短时灭菌。短时灭菌应该避免过热,否则容易使已经形成的轻微蛋白质沉淀加强,指示剂颜色加深,同时其它营养物质和酒花苦味物质也会受到不良的影响。同NBB-A一样,NBB-B也是在25~28℃恒温厌氧培养,试管口要用一个透气的塞子(如棉塞)来保证气体的交换。培养时间为2~5天。
 
===检测酵母===
酵母样品的检测应该最严格,所以不仅要检出专性啤酒有害菌,而且应该检出所有的潜在啤酒有害菌及间接啤酒有害菌,在有氧条件下还需检出可能存在的指示性微生物,如醋酸菌、肠杆菌、多变黄杆菌等。NBB-B检测指示性微生物的可靠性最高。
*检测方法
:用NBB-B检测酵母的方法主要有两种:
:#用无菌吸管取0.5~1ml酵母置于10~20ml NBB-B中,按此比例可检测更多的酵母。或在酵母容器不同的位置,直接采用无菌棉签取酵母或沉积物样约0.5ml于无菌试管内,然后注入约70%的NBB-B培养基(约15ml)。由于酵母的加入,一开始会有发酵现象,产生二氧化碳,因此,培养时是自然的厌氧(二氧化碳)环境,无需再做厌氧处理。然后,在NBB-B中抑制剂(如放线菌酮)的作用下,纯种酵母很快停止生长,可能存在的啤酒有害菌会充分地利用剩余的营养及生长物质。当然,对于NBB-B样品也可进一步做厌氧处理,以更好地检出乳酸杆菌、四联球菌等啤酒有害菌。
 
:#对于较大量的酵母1~4ml,可采用50ml卡箍式取样瓶,其中装入20~30ml NBB-B。当酵母量再增大时(10ml),则可以采用NBB-C来检测。
::对于上述两种方法,如果酵母量大或酵母沉淀结实,就有可能出现其中的单个微生物接触不到NBB-B培养基的情况,此时必须借助摇床等方式,使培养液能够缓慢摇荡,摇床转速一般为125r/min。由于震荡作用,酵母不能沉降,可能存在痕量污染的啤酒有害菌就能够得到较好的营养,因而检出灵敏度将提高。
 
*检测结果鉴定
:在达到一定污染程度或有典型啤酒有害细菌存在时,NBB-B中的酸碱指示剂会由红变黄。但是,在痕量污染(极轻微的污染)时,NBB-B将不变黄;巨型球菌、潜在啤酒有害菌多变黄杆菌以及发酵单胞菌不能使pH值降到5.0以下,因而不会让NBB-B变色;若酵母自溶产碱,会使pH值上升,也导致NBB-B不变黄等,因此,对于用NBB-B培养后的酵母,一定要做直接镜检。
 
:在NBB-B中,啤酒有害细菌会迅速、大量生长,因而在显微镜下很容易识别出来,一般在一个视野中会出现多个可疑细胞。如果细胞为单个形式,当放大倍数为600倍时,10个视野中只存在1~3个细胞,则表明此微生物为死细胞或无害微生物,在用NBB-B培养之前它们已经存在于样品中了。如果无法确定这个NBB-B培养后的结果,可以将这个经NBB-B培养后的样品再次接入NBB-B中,经过这样的二级培养后,如果样品中存在啤酒有害菌,那么在两天内就会迅速生长出来,导致NBB-B变色。
 
===检测麦汁===
用NBB-B检测麦汁常有两种方法。
*180ml卡箍式取样瓶中加入40ml麦汁,再加巴氏灭菌后啤酒100ml,再加入NBB-B 10ml,在25~28℃条件下,恒温培养5天。如果存在啤酒有害菌,则液体变浑浊。这里不是看颜色变化,而是看是否产生浑浊。若麦汁直接进行保存培养,是不会生长啤酒有害菌的,所以,需要加啤酒来创造选择性的培养环境,以检出啤酒有害菌。
 
*膜过滤40~50ml麦汁,过滤膜置于NBB-B中,在25~28℃条件下,恒温培养5天,观察颜色变化。如果存在啤酒有害菌,则NBB-B将变黄。
 
===检测浑浊啤酒===
浑浊啤酒主要指前酵液、后酵液等含有酵母的酒液,可用一个较大的瓶子(如500ml卡箍式取样瓶)取样后置于冰箱中,使酵母沉淀。若有啤酒有害细菌存在,则会随浑浊物一起沉降至底部,上清液可以倾倒掉,用无菌吸管或无菌棉签取底部沉淀大约0.5ml,然后用与上述“检测酵母”相同的方法处理样品。这样检测未过滤的浑浊啤酒,所检出微生物会受到一定的限制,但样品培养时间较短。实际上,最好用NBB-C来检测浑浊啤酒。
 
===检测压缩气体、二氧化碳===
取20~30ml NBB-B于50ml卡箍式取样瓶中,让气流低速充入其中,约1min。注意气体流速不能太大,一面将压缩气体或二氧化碳中的啤酒有害菌直接带出取样瓶,而不被检测到。
 
===检测清酒、成品啤酒===
主要有以下三种检测方法:
*膜过滤法
:过滤100ml啤酒,然后将过滤膜卷起置于NBB-B中,在25~28℃条件下,恒温厌氧培养5天。如果存在啤酒有害菌,则NBB-B将变黄。
 
*直接加入法
:将成品罐装啤酒开盖,加入10~15ml NBB-B(只需将瓶颈灌满即可),然后封上瓶盖,在样品保存培养箱中培养。由于NBB-B可提供营养,能促进啤酒有害菌生长,所以培养时间只需10天,而不是6周。如果样品中存在啤酒有害菌,培养时会形成浑浊、沉淀,但是没有颜色变化。这里也是看浑浊、沉淀,而不是看颜色变化。
 
*过滤膜和啤酒混合法
:这是检测专性啤酒有害菌的最佳方法。具体方法是,未超过保质期的清亮无菌啤酒倒入50ml无菌卡箍式取样瓶中,装至瓶颈出,然后放入过滤100ml啤酒之后的过滤膜,并用NBB-B注满取样瓶。若样品量较大,可取40ml样品放入50ml卡箍式取样瓶中,剩余样品全部做膜过滤,然后将过滤膜放入取样瓶中,用NBB-B灌满取样瓶。如果样品中存在专性啤酒有害菌和潜在啤酒有害菌,那么,在25~28℃条件下,恒温培养5天的过程中,将会出现浑浊、沉淀,但是没有颜色变化(因为已高度稀释)。
 
:需要注意的是,在培养初期,卡箍式取样瓶的瓶盖不能盖紧,以免产生过高压力,抑制可能存在的微生物的生长,甚至炸裂取样瓶。即使不炸裂,在打开取样瓶时也会引起样品四处飞溅,影响实验结果和操作过程。
 
===检测啤酒生产过程中的二次污染===
用NBB-B和无菌棉签配合,可检测啤酒生产过程中造成的二次污染。用无菌棉签擦拭样品,在25~28℃条件下培养3天,是否做厌氧处理均可,因为试管中的NBB-B有一定高度,能深层培养。若第一天NBB-B变黄,表明样品污染严重,啤酒有害菌已经适应了啤酒的环境,随时可能迅速蔓延;若第二天变黄,表明有危险的菌类在醋酸菌的菌囊中繁殖,菌囊形成了啤酒有害菌生长的理想环境;若第三天变黄,表明醋酸菌的黏稠液结块,清洗不够,仅为痕量污染。总之,若3天内变黄表明样品有问题,若3天后变黄则表明样品没有问题。这里只看颜色变化,没有必要做进一步镜检。
 
除此之外,鉴定擦拭样品的另一个重要依据是:观察是否形成浑浊,而鉴别四联球菌则必须制片镜检。
==浓缩型液体培养基NBB-C==
顾名思义,浓缩型NBB-C中含有更多两的放线菌酮,可以更好地抑制酵母生长。所以,'''NBB-C特别是用于未过滤浑浊啤酒的检测''',也可用于较大量酵母样品的检测。当检测酵母样品时,在培养初期酵母仍能短期发酵,产生二氧化碳,形成厌氧环境,因此,可不必做厌氧培养,这一点同NBB-B检测酵母样品一样。
 
在NBB-C中,没有酸碱指示剂,不能指示颜色变化。而且,NBB-C只能在有啤酒成分的条件下使用,即只能和啤酒结合使用,否则,啤酒的选择性会丧失。
 
===检测范围===
NBB-C培养基检测范围也较广,能检测水、麦汁、酵母、浑浊啤酒、过滤后清酒以及成品啤酒等。下面分别加以叙述:
 
*检测水和麦汁
:将50ml样品(例如接种麦汁或最后冲洗水)放入180ml卡箍式取样瓶中,并加入约8ml NBB-C,然后用巴氏灭菌后啤酒灌满取样瓶,以增强选择性。在25~28℃条件下,恒温培养5天,不需要做厌氧培养。
 
*检测较大量酵母
:在180ml卡箍式取样瓶中或250ml三角瓶中,加入10ml酵母、4~8ml NBB-C、10~40ml无菌水和约60ml巴氏灭菌啤酒,在25~28℃条件下,恒温培养7天。由于此处酵母量较大,容易出现酵母样品中的某个微生物细胞不能接触到NBB-C和啤酒的情况,因此,最好采用摇床培养。摇床的转速一般为125r/min,由于震荡作用,酵母不能沉降,进而能与NBB-C、啤酒充分接触,这样,可使酵母中可能存在的痕量啤酒有害菌得到较好的营养,提高检出痕量污染的灵敏性,缩短检出污染的时间。同样,由于酵母的短期发酵,取样瓶中的样品可以不做厌氧处理。但是,在培养初期,取样瓶盖只能盖上而不能扣死。
 
*检测浑浊啤酒
:最常用的处理方法是取120~150ml浑浊啤酒,加入到180ml卡箍式取样瓶中,再加入3%~5%的NBB-C,最后用无菌水充满取样瓶。若浑浊啤酒量特别大(如1~2L),可以将上清液进行膜过滤,而将下面的酵母悬浊液和过滤膜一起放入卡箍式取样瓶中,再加入5%NBB-C,最后用无菌水充满取样瓶。
 
:使用无菌水,不仅可以毫不费力地将取样瓶灌满,而且可以降低啤酒中酒花苦味物质对微生物的抑制作用,使潜在啤酒有害菌也能够生长出来。最重要的是,在相同的培养条件下(25~28℃、7天),不同的加水量对培养结果将有明显的影响。
:#啤酒样品(约150ml),再添加3%~5%NBB-C,再用啤酒样品充满取样瓶,不添加水,可以检出专性啤酒有害菌。
:#啤酒样品(约150ml),再添加3%~5%NBB-C,再用啤酒样品充满取样瓶,再添加10%无菌水,可以检出专性啤酒有害菌和潜在啤酒有害菌。
:#啤酒样品(约100ml)+3%~5%NBB-C,再添加20%无菌水,再用无菌水充满取样瓶,可以检出专性啤酒有害菌、潜在啤酒有害菌以及间接啤酒有害菌。
:#啤酒样品(约100ml)+3%~5%NBB-C,再添加20%无菌水,不充满取样瓶,可以检出专性啤酒有害菌、潜在啤酒有害菌、间接啤酒有害菌以及指示性微生物。
 
:需要注意的是,用NBB-C检测含有酵母的样品时,在取样后应立即进行,否则,取样时摄入的氧气会使酵母立即生长(在瓶内产生压力),而且也会影响可能存在痕量污染检测结果。
 
:由此可见,通过选择加水量,NBB-C不仅可检测出专性啤酒有害菌和潜在啤酒有害菌,还可检测出间接啤酒有害菌和指示性微生物。
 
:在上述方案中,使用NBB-B培养基也能达到相类似的结果,即在过滤后的啤酒中加入10%NBB-B,在厌氧培养时,可检测出专性啤酒有害菌、潜在啤酒有害菌及间接啤酒有害菌;而在有氧培养时,可检出专性啤酒有害菌、潜在啤酒有害菌、间接啤酒有害菌和指示性微生物。
 
*检测过滤后清酒、成品啤酒
:在过滤后清酒、成品啤酒中,直接加入50%的NBB-C,然后按下述方法处理:
:*采用无菌水注满取样瓶,可以赶走瓶口的空气,使瓶内液体有一定深度,这样,瓶底部氧气含量将非常低,酒中又有一定量的二氧化碳,会自然构成厌氧环境。
:*直接做厌氧处理。在25~28℃条件下,恒温培养7天。
 
:需要注意的是,虽然NBB-B和NBB-C都可用取样瓶培养,但是通常情况下,一般用NBB-B检测清酒、成品啤酒等不含有酵母的样品,而用NBB-C检测浑浊啤酒等含有酵母的样品。而且,二者的添加比例也不一样。例如,检测清酒、成品啤酒时需用5%~20%的NBB-B,以检测所有的啤酒有害菌、野生酵母和培养酵母;而检测浑浊啤酒等含有酵母的样品时,需添加大约5%的NBB-C,以抑制培养酵母的生长。
 
===检测结果鉴定===
由于NBB-C中不含酸碱指示剂,培养后不会有颜色变化,因而,也就不能依靠颜色是否改变来判断是否有啤酒有害菌。但是在NBB-C中啤酒有害菌生长十分迅速,很容易在显微镜下识别出来。
 
*检测较大量的酵母、浑浊啤酒等浑浊样品
:对于这类浑浊样品,其结果一般用下列两种办法进行鉴定:
:#通过形成新的浑浊和沉淀鉴定
::尽管这类样品是浑浊样品,但由于微生物生长时会形成新的浑浊和沉淀,所以浑浊和沉淀的数量必然会增加。正因如此,我们可以通过形成新的浑浊和沉淀来判断是否有啤酒有害菌存在,根据形成新的浑浊和沉淀的时间长短来判断污染的程度。若3天后形成新的浑浊和沉淀则表明是严重污染,6天后形成新的浑浊和沉淀则表明是痕量污染。
 
:#通过镜检鉴定
::虽然如上所述,可以通过形成新的浑浊和沉淀的时间来鉴定,但大多数情况下,仅通过浑浊、沉淀仍无法判断是否有微生物生长,必须取其浑浊、沉淀物进行涂片、镜检。
 
::在酵母沉淀中,由于酵母自溶产物会引起pH值上升,这样就给啤酒有害菌提供了较好的营养物质和适宜的pH值,因此,啤酒有害菌很容易生长,特别是四联球菌,如果进行镜检,将很容易观察出来。
 
::在600倍显微镜下,若每个视野中超过50个细菌,则被鉴定为有污染;若每个视野中只有1~5个细菌,则被鉴定为非啤酒有害菌。如果想进一步进行鉴定,可将沉淀培养于NBB-A上,同时,取一滴培养与NBB-B中。若在NBB-A上形成菌落,在NBB-B中形成浑浊,则该菌为潜在有害菌;若在NBB-A上形成菌落,在NBB-B中不形成浑浊,则该菌为啤酒无害菌或死亡细菌。
 
::对于四联球菌来说,若每个视野超过100个细菌,则为严重污染;若每个视野小于20个,则为痕量污染。
 
*检测水、麦汁、过滤后清酒以及成品啤酒等澄清液体
:由于这类样品是清亮样品,所以可通过浑浊、沉淀来判断。当样品内有污染存在时,必然能观察到严重的浑浊或沉淀。若样品无浑浊或沉淀,可不必进行镜检,鉴定结果为无污染;若样品有浑浊和沉淀,则同上述“加大量酵母、浑浊啤酒等浑浊样品”一样进行鉴定。
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