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微生物驗證
什么是微生物呢?所謂微生物是指個體微小,必須借助于顯微鏡才能看清它們外形的一群低等的、原始的微小生物,如細菌。以下是小編為大家整理的微生物驗證,僅供參考,希望能夠幫助大家。
微生物驗證
1.適用范圍
本方案適用于本公司各品種微生物限度檢驗方法的驗證。
2.目的
通過驗證確認所采用的方法適合于該藥品的微生物限度的測定。
3.職責
項目責任人:負責驗證方案的起草及具體實施。
驗證管理員:負責驗證工作的組織、協調及管理。
QA現場監控員:負責驗證實施過程中的監督檢查,取樣,確保結果的可靠性。
QC負責人:負責驗證方案中檢驗方法的審核及按照規定的取樣計劃對標準檢驗操作程序的準確執
行,負責組織實施。
QC檢驗員:負責驗證方案的起草與參與實施,并對所測數據準確性負責。
質量部經理:負責驗證方案及報告的審核和批準。
4.內容
4.1.概述
通過驗證以確認所采用的方法適合于該藥品的細菌、霉菌及酵母菌的測定;確認所采用的方法適合于該藥品的控制菌的檢查。根據樣品特性制訂檢驗方法和檢驗條件,按制定的方法進行試驗,根據驗證結果判斷是否符合驗證標準。若符合,按驗證的方法和條件進行藥品的微生物限度檢查;若不符合,重新建立制訂檢驗方法和檢驗條件,再進行驗證,直至驗證結果符合設立的驗證標準。
4.2細菌、霉菌及酵母菌計數方法的驗證
當建立藥品的微生物限度檢查時,應進行細菌、霉菌及酵母菌計數方法的驗證,以確認所采用的方法適合于該藥品的細菌、霉菌及酵母菌的測定。.驗證試驗可與供試品的細菌、霉菌及酵母菌計數同時進行。
4.2.1.驗證用菌株及菌種要求
大腸埃希菌【CMCC(B)44102】、金黃色葡萄球菌【CMCC(B)26003】、枯草芽孢桿菌【CMCC(B)63501】、黑曲霉【CMCC(F)98003】、白色念珠菌【CMCC(F)98001】。
大腸埃希菌為革蘭氏陰性菌,金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽性菌,枯草芽孢桿菌為產芽孢桿菌,前述菌株作為細菌計數驗證用菌株;黑曲霉為霉菌,白色念珠菌為酵母菌,作為霉菌及酵母菌計數驗證用菌株。
驗證實驗所用的菌株傳代次數不得超過5代(從菌種保存中心獲得的冷凍干燥菌種為0代),并采用適宜的菌種保藏技術,以保證試驗菌株的生物學特性。
4.2.2.驗證菌菌液制備
4.2.2.1.大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌菌液制備:接種大腸埃希菌、金色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的新鮮培養物至10ml營養瓊脂培養基中,35~37℃培養18~24小時。取此培養液1ml加0.9%無菌氯化鈉溶液9ml,采用10倍遞增稀釋法,稀釋至10-6~10-7,制成每1ml含菌數50~100cfu的菌懸液。
4.2.2.2.白色念珠菌菌液制備:接種白色念珠菌的新鮮培養物至10ml改良馬丁培養基中,23~28℃培養24~48小時;取此培養液1ml加0.9%無菌氯化鈉溶液9ml,采用10倍遞增稀釋法,稀釋至10-6~
10-7,制成每1ml含菌數50~100cfu的菌懸液。
4.2.2.3.接種黑曲霉的新鮮培養物至改良馬丁瓊脂斜面培養基中,23~28℃培養5~7天,加入3~5ml0.9%無菌氯化鈉溶液,將孢子洗脫,吸至無菌試管內,取1ml加0.9%無菌氯化鈉溶液9ml,采用10倍遞增稀釋法,稀釋至10-4~10-6,制成每1ml含孢子數50~100cfu的孢子懸液。
4.2.3.供試液的制備
4.2.3.1.無抑菌活性的供試品供試液的制備
◆稀釋劑:pH7.0無菌氯化鈉-蛋白胨緩沖液
◆液體供試品:供試品10ml置錐形瓶中,加入90ml稀釋劑,混勻,作為供試液(1:10)。
◆固體、半固體、粘稠性供試品供試品:稱取供試品10g置錐形瓶中,加稀釋劑至100ml,混勻后,作為供試液(1:10)。
4.2.3.2.具有抑菌活性的供試品供試液的制備當供試品具有抑菌活性時,須先消除抑菌活性,其方法如下:
◆培養基稀釋法:取供試液2ml,每0.2ml的供試液注一皿或每0.1ml的供試液注一皿;或取供試液1ml每0.5ml的供試液注一皿,傾注15ml的培養基,測定細菌、霉菌及酵母菌的菌數,混勻,凝固,培養。每1ml供試液所注的平皿生長的菌數之和即為1ml的菌落數。計算每1ml供試液的平均菌落數,按平皿法計數規則報告菌數;控制菌檢查時可加大增菌液的用量。
◆離心沉淀集菌法:取一定量的供試液,3000轉/分離心20分鐘(供試液如有沉淀,先以500轉/分鐘離心5分鐘,取全部上清液再離心),棄去上清液,留底部集菌液約2ml,加稀釋液補至原量。
◆薄膜過濾法:取規定量試驗可能用的最低稀釋級供試液,過濾,沖洗,按薄膜過濾法測定其菌落數。
◆中和法:選取適宜的中和劑如磺胺類藥物加入適當的對氨基苯甲酸,含重金屬的藥物在培養基內加入巰基化合物如硫乙醇酸鈉-半胱氨酸,洗必泰制劑加入聚山梨酸80(3%)或卵磷脂(3%),鹵素中加入硫代硫酸鈉(0.1%)等方法或聯合使用這些方法消除供試品的抑菌活性后測定。
4.2.4.菌液組測定所加的試驗菌數。采用平皿法,取試驗用的1ml菌液(約50~100cfu)分別注入平皿中,立即傾入培養基,每株試驗菌平行制備2個平皿,按平皿法測定其菌落數。
4.2.5.試驗組
4.2.5.1.平皿法:取試驗可能用的最低稀釋級1ml供試液和50~100cfu試驗菌,分別注入平皿中,立即傾入培養基,每株試驗菌平行制備2個平皿,按平皿法測定其菌落數。
4.2.5.2.培養基稀釋法(平皿法):取試驗可能用的最低稀釋級1ml供試液分別注入N個平皿中,每個平皿再注入50~100cfu試驗菌,分別注入平皿中,立即傾入培養基,每株試驗菌平行制備2個平皿,按平皿法測定其菌落數。
4.2.5.3薄膜過濾法:取規定量試驗可能用的最低稀釋級供試液,過濾,沖洗,在最后一次的沖洗液中加入50~100cfu試驗菌,過濾,按薄膜過濾法測定其菌落數。至少要一張膜。
4.2.5.4.離心沉淀集菌法:取規定量試驗可能用的最低稀釋級供試液,如供試液含許多藥渣,先以500轉/分鐘離心3~5分鐘,取全部上清液,再以3000轉/分離心20分鐘,取下面1ml液體,并用稀釋劑洗滌管底,將洗滌液與1ml液體一起采用平皿法或薄膜過濾法計數。
4.2.6.供試品對照組
取規定量供試液,按菌落計數方法測定供試品本底菌數(方法和試驗組相同)。
4.2.7.稀釋劑對照組
若供試液需要分散、乳化、中和、離心或薄膜過濾法等處理時,應增加稀釋劑對照組,用稀釋劑代替供試品,加入試驗菌,使最終濃度為每1ml供試液含50~100cfu,按試驗組的供試液制備方法和計數方法計數。
4.2.8.回收率計算
4.2.8.1.試驗組回收率計算
試驗組的菌回收率=試驗組的菌回收率—供試品對照組平均菌落數×100%
菌液組的平均菌落數
4.2.8.2.稀釋劑對照組回收率計算
試驗組的菌回收率=稀釋劑對照組平均菌落數×100%
菌液組的平均菌落數
計數方法驗證至少應進行3次獨立平行試驗,并分別計算各試驗菌每次試驗的回收率。
4.2.8.結果判斷
在3次獨立的平行試驗中,稀釋劑對照組的菌回收率(稀釋劑對照組的平均菌落數占菌液組的平均菌落數的百分率)≥70%。若試驗組的菌回收率(試驗組的平均菌落數減去供試品對照組的平均菌落數占菌液組的平均菌落數的百分率)≥70%。照該供試液制備方法和計數法測定供試品的細菌、霉菌及酵母菌數;若任一次試驗中試驗組的菌回收率低于70%,應采用自然沉降法、培養基稀釋法、離心沉淀集菌法、薄膜過濾法、中和法等方法或聯合使用這些方法消除供試品的抑菌活性,并重新進行方法驗證,使試驗組菌回收率大于70%。
4.3.控制菌檢驗方法驗證
當建立藥品的微生物限度檢查時,應進行控制菌檢查方法的驗證,以確認所采用的方法適合于該藥品的的控制菌檢查方法測定。若藥品的組分或原檢驗條件發生改變可能影響檢驗結果時,檢驗方法應進行重新驗證。驗證試驗也可與供試品的控制菌檢查同時進行。
4.3.1.驗證用菌株
大腸埃希菌(Esherichiacoli)【CMCC(B)44102】、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus)【CMCC(B)003】、乙型付傷寒沙門菌(SalmonellaparatyphiB)【CMCC(B)50094】、銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)【CMCC(B)10104】
驗證實驗所用的菌株傳代次數不得超過5代(從菌種保存中心獲得的冷凍干燥菌種為0代),并采用適宜的菌種保藏技術,以保證試驗菌株的生物學特性。
4.3.2.菌液制備
大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、乙型付傷寒沙門菌、銅綠假單胞菌的新鮮培養物至10ml營養肉湯培養基中,35~37℃培養18~24小時;分別取培養液1ml加0.9%無菌氯化鈉溶液,采用10倍遞增稀釋法,稀釋至10-5~10-7,制成每1ml含菌數10~100cfu的菌懸液。
4.3.3.陰性菌對照組設立陰性菌對照組是為了驗證該控制菌檢查方法的專屬性。方法同試驗組,驗證大腸埃希菌、大腸菌群、沙門菌檢查法時的陰性對照菌采用金黃色葡萄球菌;驗證銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、梭菌檢查法時的陰性對照菌采用大腸埃希菌。陰性對照菌不得檢出。
4.3.4.試驗組
4.3.4.1.常規法
◆大腸埃希菌取相當于1g或1ml供試品的供試液至100ml膽鹽乳糖培養基中,陽性菌對照加入大腸埃希菌10~100cfu,陰性菌對照加入金黃色葡萄球菌10~100cfu,35~37℃培養18~24小時,取此培養物按《微生物限度檢查SOP》大腸埃希菌項下規定檢查。
◆大腸菌群取含適量(不少于10ml)的膽鹽乳糖發酵培養基管3支,分別加入含供試品1g或1ml、0.1g或0.1ml、含供試品0.001g或0.001ml的供試液,陽性菌對照加入大腸埃希菌10~100cfu,陰性菌對照加入金黃色葡萄球菌10~100cfu,35~37℃培養18~24小時,按《微生物限度檢查SOP》大腸菌群項下規定檢查。
◆沙門菌取供試品10g或10ml,直接或處理后接種至適量(不少于200ml)的營養肉湯培養基中,用勻漿儀或其他適宜方法混勻,陽性菌對照加入沙門菌10~100cfu,陰性菌對照加入金黃色葡萄球菌10~100cfu,35~37℃培養18~24小時。按《微生物限度檢查SOP》沙門菌項下規定檢查。
◆銅綠假單胞菌取相當于1g或1ml供試品的供試液至100ml膽鹽乳糖培養基中,陽性菌對照加入銅綠假單胞菌10~100cfu,陰性菌對照加入大腸埃希菌10~100cfu,35~37℃培養18~24小時。按《微生物限度檢查SOP》沙門菌項下規定檢查。
◆金黃色葡萄球菌取相當于1g或1ml供試品的供試液至100ml膽鹽乳糖培養基中,陽性菌對照加入金黃色葡萄球菌10~100cfu,陰性菌對照加入大腸埃希菌10~100cfu,35~37℃培養18~24小時。
按《微生物限度檢查SOP》金黃色葡萄球菌項下規定檢查。
4.3.4.2.培養基稀釋法供試品有抑菌作用,放大培養基量,由1:100放大到1:300、1:500或1:1000,由于容器體積限制,一般放大到500ml或1000ml,本法適用于抑菌作用不強的樣品。
4.3.4.3.薄膜過濾法采用薄膜過濾法時,取規定量供試液,過濾,沖洗,試驗菌應加在最后一次沖洗液中,過濾后,注入培養基或取出濾膜接入增菌培養基中。
4.3.4.4.離心沉淀集菌法取規定量供試液,如供試液含許多藥渣,先以500轉/分鐘離心3~5分鐘,取全部上清液,再以3000轉/分離心20分鐘,取下面1ml液體,并將適量的稀釋劑洗滌管底的洗滌液一并移入同瓶增菌液中,培養,本法適用于中度抑菌作用的樣品。
4.3.4.5.中和法在供試品溶液中加入相應的中和劑,以減除供試品中抑菌成分的作用,中和劑應對微生物無毒性,與抑菌成分結合后的產物應對微生物亦無毒性,或有毒性但不影響待檢菌的檢出。
4.3.5.結果判斷
至少應進行3次獨立平行試驗。陰性菌對照組不得檢出陰性對照菌。若試驗組檢出試驗菌,照該供試液制備方法和控制菌檢查法進行該供試品控制菌的檢查;若試驗組未檢出試驗菌,應采用自然沉降法、培養基稀釋法、離心沉淀集菌法、薄膜過濾法、中和法等方法或聯合使用這些方法消除供試品的抑菌活性,并重新進行方法驗證。
5.驗證的實施
5.1細菌、霉菌及酵母菌計數方法驗證記錄及控制菌檢驗方法驗證記錄(見附件)。
5.2.分析數據,綜合整個驗證過程,得出驗證結論。
5.3.驗證過程中發生的異常情況,按照《偏差處理程序》進行處理。
6.相關文件
《微生物限度檢查SOP》
微生物驗證
xxxx軟膏微生物限度檢查方法學驗證方案
1.驗證目的xxxx軟膏配方中含水楊酸、硼酸,該兩種物質具有一定的抑菌性。根據《中國藥典》(2005年版)微生物限度檢查標準規定,對xxxx軟膏進行細菌、霉菌及酵母菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌檢查方法的驗證試驗,以確認供試品的抑菌活性及測定方法的可靠性。
2.驗證范圍本公司xxxx軟膏的微生物限度檢測。
3.判定標準
3.1驗證小組成員
3.2細菌、霉菌及酵母菌在3次平行試驗中,稀釋劑對照組的菌回收率(稀釋劑對照組的平均菌落數占菌液組的平均菌落數的百分率)應均不低于70%,試驗組的菌回收率(試驗組的平均菌落數減去供試品對照組的平均菌落數的值占菌液組的平均菌落數的百分率)均不低于70%;產品的試驗組與陽性菌組的菌落數差異不超過30%,假定產品試驗組的平均值與陽性菌組的平均值之比為Q,則0.7≤Q≤1.3。
3.3金黃色葡萄球菌在3次平行試驗中,供試品組:結果應為陰性,未檢出金黃色葡萄球菌;試驗組:結果應為陽性,檢出金黃色葡萄球菌;陰性對照組:結果應為陰性,未檢出陰性對照菌;陽性對照組:結果應為陽性,檢出金黃色葡萄球菌。
3.4銅綠假單胞菌在3次平行試驗中,供試品組:結果應為陰性,未檢出銅綠假單胞菌;試驗組:結果應為陽性,檢出銅綠假單胞菌;陰性對照組:結果應為陰性,未檢出陰性對照菌;陽性對照組:結果應為陽性,檢出銅綠假單胞菌。
4.驗證方法
4.1.試驗原料、稀釋劑和標準微生物
4.1.1試驗樣品:xxxx軟膏三批,批號為、、。
4.1.2稀釋劑:PH7.0無菌氯化鈉-蛋白胨緩沖液。配法:照(05版藥典附錄xIIIC)配制;0.9%無菌氯化鈉溶液的配制:取氯化鈉9.0g,加1000ml使完全溶解,分裝,滅菌。4.1.3實驗儀器:無菌培養皿(直徑9.0cm)、凈化室、滅菌鍋、無菌刻度吸管(10ml、1ml),水浴鍋,試管(18×180),具塞三角瓶。
4.1.4驗證用培養基營養瓊脂培養基、甘露醇氯化鈉瓊脂培養基、膽鹽乳糖培養基、溴化十六烷基三甲銨培養基、玫瑰紅鈉培養基。
4.1.5驗證用微生物名稱及編號
4.1.6菌液制備接種大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的新鮮培養物至營養肉湯培養基中培養18~24小時;接種白色念珠菌的新鮮培養物至改良馬丁瓊脂培養基中,培養24~48小時;上述培養物用0.9%無菌氯化鈉溶液制成每1ml含菌數為50~100cfu的菌懸液。4.1.7供試品溶液的制備稱取xxxx軟膏10g,置滅菌三角瓶中,加入PH7.0無菌氯化鈉-蛋白胨緩沖液至100ml,45℃下使之全部溶化,搖勻,作為1:10的供試品溶液。4.2細菌、霉菌及酵母菌驗證內容
4.2.1試驗組:分別取1:10供試品
溶液0.2ml注入兩個平皿,接種50-100個挑戰微生物,每株試驗菌平兩行制備兩個平皿(分別注入以上四種菌懸液),向平皿內倒冷卻至45℃的營養瓊脂培養基(細菌)或玫瑰紅鈉瓊脂培養基或酵母浸出粉胨葡萄糖瓊脂培養基(白色念珠菌霉)15~20ml:并混合均勻凝固后,置于所需溫度下培養。
4.2.2菌液組:不加供試液,直接將試驗菌株接種于2個平皿中,其余操作步驟同樣品試驗組操作。
4.2.3供試品對照組:取1:10供試品溶液0.2ml分別注入兩個平皿,向平皿內倒冷卻到45℃的營養瓊脂培養基(細菌)或玫瑰紅鈉瓊脂培養基或酵母浸出粉胨葡萄糖瓊脂培養基(白色念珠菌霉)15~20ml,并混合均勻凝固后,置于所需溫度下培養。
4.2.4上述操作,應做三次平行試驗,分別計算各次試驗的菌的回收率。
試驗組的菌回收率=[(試驗組平均菌落數-供試品對照組平均菌落數)/菌液組平均菌落數]×100%。
4.2.5培養:營養瓊脂培養基平皿倒置于30-35℃下培養48h,玫瑰紅鈉瓊脂培養基或酵母浸出
微生物驗證
1、微生物的定義
什么是微生物呢?所謂微生物是指個體微小,必須借助于顯微鏡才能看清它們外形的一群低等的、原始的微小生物,如細菌。(體型微小,必須借助于光學顯微鏡或電子顯微鏡才能看到它們的結構,結構簡單,有的具有細胞構造,有的甚至沒有細胞構造,生長繁殖快,對物質具有非常強烈的轉化作用;容易引起變異,以致微生物的種類特別繁多,并且新的種類還在不斷產生;數量多,分布廣,對自然環境的適應性強,以致在自然界的任何地方如土壤、空氣、水以及人和動植物體上都有微生物生活或生存)
2、微生物的特點
微生物是結構簡單、繁殖快、分布廣、個體最小的生物。
2.1結構簡單:微生物多數是單細胞;
2.2生長旺,繁殖快(大腸桿菌在它的適宜37-44℃之間,20-30分鐘繁殖一代)
2.3分布廣.種類多(10萬多種):自然界中到處都有,如水、空氣、土壤等。
2.4個體。盒∮0.1mm。在形態上,個體微小,肉眼看不見,需用顯微鏡觀察,細胞大小以微米和納米計量。
2.5適應性強,易變異。相對于高等生物而言,較容易發生變異。在所有生物類群中,已知微生物種類的數量僅次于被子植物和昆蟲。微生物種內的遺傳多樣性非常豐富。
2.6代謝活性強,轉化快。
3、微生物的分類
葡萄球菌
酵母菌芽痕
棒狀桿菌大腸桿菌
大腸桿菌放線桿菌
分裂的大腸桿菌黑曲霉
黑曲霉弧狀菌
腳氣真菌酵母菌
蠟狀芽孢桿菌鏈球菌
面包酵母啤酒酵母
球菌沙門氏菌
食品中微生物的污染源
水、空氣、土壤、人和動植物
4、微生物在自然界的分布
自然界中微生物的分布極為廣泛,水中、高山、海底、荒漠、極地、空氣等到處都生存著各種各樣、形形色色的微生物。
土壤中的微生物
土壤中的微生物:
土壤是微生物的天然培養基,它具備微生物正常發育所必須的一切條件:土壤中含有一定的無機物和有機物;
土壤中含有適當的水分;大多數中性偏堿,適合大多數微生物生長;
土壤中還含有氣體,主要是CO2、O2和N2;
溫度變化不大(10-25℃)。
土壤中的微生物
土壤中含有大量的微生物,土壤中的細菌來自天然生活在土壤中的自養菌和腐物寄生菌以及隨動物排泄物及其尸體進入土壤的細菌。
土壤中微生物的分布:表層受日光照射和干燥的影響,不利于其生存,所以細菌數量少,離地面10-20厘米土層微生物最多.土層越深,菌數越少。
水中的微生物
水也是微生物存在的天然環境,水中的細菌來自土壤、塵埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物種類及數量因水源不同而異。
受到污染的水中含有大量的有機物,適合微生物的生存。靜水中的微生物多,流水中的少;離岸近處微生物多,離岸遠處少;經過大城市的河流,水受到污染,含有大量的糞便.并含有大量的致病菌。
水中的微生物
井水和泉水中細菌少,雨水、雪水中也少,城市上空的雨水細菌多,鄉村上空雨水細菌少。
國家規定,自來水中,細菌總數每毫升不得超過100個,大腸菌群不得超過3個/升
空氣中的微生物
空氣中由于缺乏營養物質、干燥及日光的照射,大部分的微生物被殺死,所以,空氣中沒有微生物生長發育的條件。但由于空氣的流動,風的作用,使地面的微生物飛揚到空中,因而,接近地面的空氣層,就含有一定的微生物。
雖然空氣中的微生物數量較少,但危害大。因為空氣流動快,流動的范圍廣,影響面大。
空氣中的微生物
在冬春季節,更容易發生感冒等傳染病,就是因為空氣的傳播,特別是在公共場所,人多,空氣流通差,細菌多;
大城市上空微生物數量最多,鄉村少;森林、草地和田野上空空氣清潔,海洋、高山、冰雪覆蓋的地面上空,微生物更為稀少。雨后空氣特別新鮮。
人體中的微生物
人自出生后,外界的微生物就逐漸進入人體。在正常人體皮膚、粘膜及外界相通的各種控道(如口腔、鼻咽腔、腸道和泌尿道)等部位,存在著對人體無害的微生物群,包括細菌、真菌、螺旋體、支原體等。
人體中的微生物
部位常見菌種
皮膚表皮葡萄球菌、類白喉桿菌、綠膿桿菌、恥垢桿菌等
口腔鏈球菌(甲型或乙型)、乳酸桿菌、螺旋體、梭形桿菌、
白色念球菌、(真菌)表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、類白喉桿菌等
胃正常一般無菌
腸道類桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌、厭氧性鏈球菌、糞鏈球菌
葡萄球菌、白色念球菌、乳酸桿菌、變形桿菌、破傷風桿菌、產氣莢膜桿菌等
鼻咽腔甲型鏈球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感桿菌、
乙型鏈球菌、葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、變形桿菌等眼結膜皮表葡萄球菌、結膜干燥桿菌、類白喉桿菌等
微生物是一些肉眼看不見的微小生物的總稱。但有些微生物是肉眼可以看見的,像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。
大多數微生物是單細胞生物,如細菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體、藍藻以及酵母菌、單細胞藻類等;少數微生物是多細胞生物,如各種霉菌和大型真菌等。此外,還有一些沒有細胞結構的微生物,如病毒,類病毒和朊病毒等。
微生物不僅種類繁多,其在生物圈中分布也是十分廣泛的。上至10000米的高空,深至11000米的海底,都有微生物的存在。土壤里有微生物生活需要的各種營養物質,是微生物的主要活動場所。動物體表和體內的各種條件適宜微生物生活,也是微生物活動的重要場所。此外,科學家們在營養貧乏的巖石、礦山、荒漠都發現了微生物的蹤跡。
從以上對微生物的介紹,我們對微生物有了一定的了解,對于廣泛存在于我們生活環境,甚至我們食用的食品也被他們入侵,而我們又無法用肉眼看見的他們,我們該如何對待我們日常食用食品中的微生物呢,他們對于我們來說過是敵還是友呢?
首先,我們先應該探究這些和我們形影不離的微生物會給我們帶來怎么樣的傷害。
眾所周知,微生物是導致傳染病流行的最重要的病源之一。在人類疾病中有50%是由病毒引起。如鼠疫,艾滋病,癌癥,肺結核、瘧疾、霍亂,伊波拉病毒、瘋牛病、SARS、禽流感等都是由一些極少部分的微生物所致。世界衛生組織公布資料顯示:傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。如1347年的一場由鼠疫桿菌引起的瘟疫幾乎摧毀了整個歐洲,有1/3的人(約2500萬人)死于這場災難,在此后的80年間,這種疾病一再肆虐,實際上消滅了大約75%的歐洲人口,一些歷史學家認為這場災難甚至改變了歐洲文化。我國在解放前也曾多次流行鼠疫,死亡率極高。而且還證實,這些病毒還在變異,這就更加增加了對這些疾病研究的困難。全世界雖然已經花費了無法統計的經費,但有些疾病的危害力并沒有減小,甚至艾滋病的患者和感染者還在每年成倍增長。人類和病原微生物的斗爭也許是一場永遠看不到盡頭的戰爭。在疾病的預防和治療方面,人類取得了長足的進展,但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物。一些疾病的致病機制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力,使許多菌株發生變異,導致耐藥性的產生,人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異,這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐藥性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
另外,大部分的微生物具有腐化性,即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。這也是我們生活中常見的現象。在這些糧食微生物中,數量最大、對糧食危害最為嚴重的是霉菌及其代謝物。他們在環境適宜的條件下,可以分解糧食中的有機物,使之變質、霉腐,使糧食出現變質、變味、發熱、生霉等癥狀,不但嚴重糧食安全儲存,導致儲糧質量劣變,而且還可能產生毒素污染,危急人畜安全。如歐洲的麥角中毒事件曾造成幾千人死亡;1960年在英國東南部由于黃曲霉污染引起十萬只火雞死亡;最近中國蒙牛牛奶被檢出含強致癌物黃曲霉毒素M1的原因也是因為奶牛飼料因天氣潮濕發生霉變,奶牛在食用這些飼料后,原奶中的黃曲霉毒素超標。
微生物不僅對人畜有重大的影響,對環境也是如此。以微生物對水造成的污染為例。微生物侵入水中的方式多種多樣,有的是天然存在的,有的是由土壤進入水中,有的是隨塵埃一起沉降入水中,還有的是隨垃圾、人畜糞便以及某些工業廢棄物進入水體。某些病原微生物進入水中之后,會對水體造成污染,引起傳染病的流行。而某些微生物則會導致水華、赤潮等現象,對水生動植物的生存造成嚴重的威脅。
以上,我們對微生物的危害進行了探究,接著我們應該探討下微生物給人畜及自然界帶來的好處。
首先,我們應該意識到不是所有的微生物都會給人類的健康造成威脅,某些微生物也是人類的好朋友。如1929年,青霉素的研究誕生。青霉素能抑制病菌細胞壁的形成,使菌體的新陳代謝失調,達到抑菌和殺菌的效用。之后科學家們有研制出了很多抗菌素類藥物,如鏈霉素、氯霉素、四環素、卡那霉素、慶大霉素、紅霉素等。還有一種叫正常菌群的微生物,他們的營養來自宿主組織細胞的分泌液、脫落細胞,以及某些腔道中的食物碎屑和殘渣等。菌群的代謝產物除供給細菌自身利用外,一部分可以被宿主吸收利用。例如,過去外科醫生不太重視腸道正常菌群中的大腸埃希氏菌能合成B族維生素和維生素K的功能,所以在腸道手術后為避免發生感染,常用抗生素作預防性治療。
再者,并不是所有的微生物發酵和腐化現象都對人類的財產和健康造成危害的?股、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等通過微生物發酵途徑生產的。以酸奶為例,利用乳酸菌發酵生產的酸牛乳其營養全面、風味獨特,比牛乳更易被人體消化、吸收和利用,許多乳酸菌本身的微生物特性及代謝產物使得酸牛乳具有良好的保健醫療功效,如雙歧桿菌及嗜酸乳桿菌等。它可以調節腸道的微生態平衡,抑制有害微生物的生長,防止腹瀉的作用,降低膽固醇,提高機體的免疫力,減免乳糖不耐癥,促進乳中蛋白質和脂肪的消化,促進人體對乳中鈣的吸收,增加維生素,改善礦物質的代謝吸收,調節機體微量元素的平衡,抑制致病菌和抗感染,抗輻射作用,抗高血壓作用,抵抗衰老延長壽命,抗變異原性和抗腫瘤作用,分解毒素,防癌抗癌,具有美容作用。在地球化學生物循環中,微生物的腐化和分解作用是關鍵的一環。微生物作為生產者完成的是無機有機化的過程,直接為更高級的消費者提供營養;作為分解者是更主要的方面,完成的是有機無機化的過程,這個過程在整個地球物質化學循環過程中,一方面又清道夫的功能,是地球保持清潔和狀態的恢復;另一方面為其他的生產者和消費者提供營養。
如今,我們常?梢詮暮芏嗟膱罂s志上看到關于生物技術處理環境污染物的報道。如利用微生物凈化污水。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,使污水得到凈化。利用微生物處理生活垃圾。借助EM復合菌劑的接種發酵,可以消除垃圾中的有害物質,病原菌蟲等,達到變廢為寶,有效解決了傳統的垃圾焚燒或者垃圾填埋所造成的能源損耗、空氣污染、土地污染和水污染的問題。利用微生物治理大氣污染。微生物用于煙氣脫硫,不需高溫、高壓、催化劑,設備要求簡單。利用自養生物脫硫,營養要求低,無二次污染,處理費用為濕法脫硫的50%。
從以上對微生物給人畜和自然界帶來的利和弊的討論,我們應該時刻意識到,在我們的周圍和機體內都有其他生命體與我們共存。對于那些對我們的生活造成威脅的微生物我們應該時刻做好防備。既然我們已經認識到微生物是大部分傳染病的始作俑者,那么我們就要學會在源頭消滅它,在傳播途徑斷絕他。例如,注意個人衛生,勤洗手;多鍛煉,增強自身抵抗力;到人多的地方要戴口罩;注意用藥,不濫用抗生素。既然我們已經知道環境里彌漫的微生物時刻腐化著我們的食物,那么,我們應該注意自己的飲食健康,如每餐盡量將食物吃完,少吃隔夜飯菜,不吃變質的食品,科學妥善保存好儲糧。既然我們已經知道了某些病原微生物會污染水質,那么,政府部門應該加強污水的管理,尤其是醫院污水等含有病原微生物的污水的管理,做好水質處理工作和水源的衛生保護,做好積水系統的維護和管理;作為個人,我們平時應該注意不喝生水,飲用水應該經過嚴格過濾凈化并加熱燒開方可飲用。
雖然人類與微生物的斗爭會無止境地持續下去,但只要我們充分認識到我們所處的環境,利用我們現在的科學技術,正確對待微生物在人類健康中的作用,我們就可以減小微生物對人類的危害,讓微生物為人類服務。
微生物驗證
土壤微生物的采集一般有土樣采集、增殖培養、培養分離、篩選最后進行純種分離、毒性試驗等。
1、采樣:
一般在有機質較多的肥沃土壤中,微生物的數量最多,中性偏堿的土壤以細菌和放線菌為主,酸性紅土壤及森林土壤中霉菌較多,果園、菜園和野果生長區等富含碳水化合物的土壤和沼澤地中,酵母和霉菌較多。選擇一定的土壤環境采集土樣,將采集到的土樣盛入清潔的聚乙烯袋、牛皮袋或玻璃瓶中。
2、增殖培養:
為了容易分離到所需的菌種,讓無關的微生物至少是在數量上不要增加,可以通過配制選擇性培養基,選擇一定的培養條件來控制.例如碳源利用的控制,可選定糖,淀粉,纖維素,或者石油等,以其中的一種為唯一碳源,那么只有利用這一碳源的微生物才能大量正常生長,而其它微生物就可能死亡或淘汰.這樣對下階段的純種分離就會順利得多.
3、培養分離:
盡管通過增殖培養效果顯著,但還是處于微生物的混雜生長狀態.因此還必須分離,純化.在這—步,增殖培養的選擇性控制條件還應進一步應用,而且控制得細一點,好一點.純種分離的方法有劃線分離法,稀釋分離法.
4、篩選:
這一步是采用與生產相近的培養基和培養條件,通過三角瓶的容量進行小型發酵試驗,以求得適合于工業生產用菌種。
關于菌種的識別,細菌、放線菌、酵母菌和霉菌,每一類微生物在一定培養條件下形成的菌落各具有某些相對的特征,利用觀察這些特征,來區分各大類微生物及初步識別、鑒定微生物。
土壤
一般取土壤表層5-10cm處土壤,如果土壤有翻動,應更深一點,避免空氣中微生物污染。
1、我們一般都用那種封口袋(塑料的),紙袋不容易保持水分。
2、當天采當天快遞回來,不用加冰袋。
3、快遞一般三天就到,對微生物菌群影響不大。
4、在冰柜中4度保存,時間不要超過一個月,盡量隨采隨做。菌株分離(seperation)就是將一個混雜著各種微生物的樣品通過分離技術區分開,并按照實際要求和菌株的特性采取迅速、準確、有效的方法對它們進行分離、篩選,進而得到所需的微生物的過程。
工業微生物產生菌的篩選一般包括兩大部分:一是從自然界分離所需要的菌株,二是把分離到的野生型菌株進一步純化并迸行代謝產物鑒別。
菌種可從以下幾個途徑進行收集和篩選:
。1)向菌種保藏機構和個人索取有關的菌株,從中篩選所需菌株。國內外著名的菌種保藏機構有:美國典型菌種保藏中心(ATTC),英國國家典型菌種保藏所(NCTC),日本的大阪發酵研究所(IFO)等。
。2)由自然界采集樣品,如土壤、水、動植物體等,從中進行分離篩選。
。3)從一些發酵制品中分離回的菌株,如從醬油中分離蛋白酶產生菌,從酒糟中分離淀粉酶或糖化酶的產生曲等。該類發酵制品經過長期的自然選樣,具有悠久的歷史,從這些傳統產品中容易篩選到理想的菌株。
菌株的分離和篩選一般可分為:采樣、富集、分離、產物鑒別、生化鑒定幾個步驟。
一、從土壤中采樣
1克土壤的含菌量大體有如下的遞減規律:細菌(108)>放線菌(107)>霉菌(106)>酵母菌(105)>藻類(104)>原生動物(103)
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1.土壤有機質含量和通氣狀況
采土樣最好的上層是5-25cm、一般每克上中含菌數約幾十萬到幾十億個,并且各種類型的細菌和放線菌幾乎都能分離到?偟膩碚f酵母菌分布土層最淺,約5-10cm;霉菌和好氧芽孢桿菌也分布在淺土層。
2.土壤的酸堿度和植被狀況
3.地理條件:南方、北方
4.季節條件:7-10月
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用取樣鏟,將表層5cm左右的浮土除去,取5-25cm處的土樣10-25g,裝入事先準準備好的塑料袋內扎好、北方土壤干燥,在10-30cm處取樣。給塑料袋編號并記錄地點、土壤土質、植被名稱、時間及其他環境條件。一般樣品取回后應馬上分離。以免微生物死亡。但有時樣品較多,或到外地取樣,路途遙遠,難以做到及時分離,則可采先用選擇性培養基做好試管斜面,隨身帶走。到一處將取好的土樣混勻,取3-4g撒到試管斜面上,這樣可避免菌株因不能及時分離而死亡。
二、根據微生物生理特點取樣
1.根據微生物的營養類型
每種微生物對碳、氮源的需求不一樣,分布也有差異。若需要篩選代謝合成某種化合物的微生物,從大量使用、生產或處理這種化合物的工廠附近采集樣品,容易得到滿意的效果。不少微生物對碳源的利用是不完全專一的,如以油脂為碳源的某些脂肪酶產生菌同樣也可以分解淀粉獲得能源而生長。
2.跟據微生物的生理特性
三、特殊環境下采樣
1.局部環境條件的影響
2.極端環境條件的影響
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