大腸菌群作為一群在一定條件下能發(fā)酵乳糖、產(chǎn)酸產(chǎn)氣的需氧或兼性慶氧革蘭氏陰性無(wú)芽胞桿菌,可用于評(píng)價(jià)食品衛(wèi)生狀況和推斷食品中腸道致病菌污染的可能。據(jù)其定義，其最重要的生化特性莫過(guò)于發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，則在檢驗(yàn)中，便有了MPN計(jì)數(shù)法和CFU平板計(jì)數(shù)法兩種不同方法。關(guān)于各類食品的大腸菌群限量值，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)多以MPN單位給出，但近年頒布實(shí)施的一些標(biāo)準(zhǔn)中，則多以CFU單位給出限值，如乳粉、速凍面米制品等。本文將結(jié)合兩種計(jì)數(shù)方法的原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)人員和質(zhì)量管理人員普遍關(guān)心的MPN與CFU相關(guān)性做初步探討。

      1、MPN計(jì)數(shù)法原理淺析

       MPN是Most Probable Number的簡(jiǎn)寫，即最大可能數(shù)，是基于泊松分布的一種間接計(jì)數(shù)法.1915年，McCrady首次發(fā)表了用MPN最大可能數(shù)法來(lái)估算細(xì)菌濃度的方法，這是一種應(yīng)用概率理論來(lái)估算細(xì)菌濃度的方法.經(jīng)過(guò)近百年的完善與發(fā)展，MPN最大可能數(shù)法己成為大腸菌群、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽胞桿菌、阪崎腸桿菌等多種項(xiàng)目的計(jì)數(shù)方法。

       MPN是利用多個(gè)連續(xù)稀釋度(一般采用十倍系列稀釋)，每個(gè)稀釋度有多個(gè)平行發(fā)酵管進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)其結(jié)果的陽(yáng)性管數(shù)分布情況(如0-0-0、2-0-0、3-1-0等)，查MPN表從而得出報(bào)告結(jié)果的一種計(jì)數(shù)方式。各種管數(shù)對(duì)應(yīng)的MPN值和MPN表都是通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分布公式，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算過(guò)程得出的。每個(gè)濃度稀釋液接種的平行管數(shù)可以說(shuō)3、5、10或者更多，平行樣品的數(shù)量越多，精確度越高。其中最常用的是接種3個(gè)稀釋度，每個(gè)稀釋度接種3管平行樣，共計(jì)9管，俗稱九管法。

       過(guò)仔細(xì)閱讀MPN檢索表可知每個(gè)常見(jiàn)管數(shù)均列出了95%可置信區(qū)間，即下限值與上限值。如3-3-0管數(shù)情況，查表可知最大可能數(shù)為240，其下限為42，上限為1000?？梢?jiàn)，MPN單位僅間接的推算出了菌數(shù)的最可能數(shù)和其可信限，其實(shí)質(zhì)為菌數(shù)的范圍值。

      2、MPN計(jì)數(shù)法的局限性

       2.1平行性和重現(xiàn)性不佳

       本實(shí)驗(yàn)室曾將帶菌樣品同時(shí)進(jìn)行多個(gè)“九管發(fā)酵”試驗(yàn)，但得出的MPN結(jié)果卻不盡相同甚至差異較大。正是由于其間接計(jì)數(shù)只反映范圍的原理，導(dǎo)致了同一已知樣品平行計(jì)數(shù)卻結(jié)果不一致的情況。

       2.2相同MPN值不一定可信限相同，相同可信限MPN值也不一定相同

       如同樣是llMPN，不同管數(shù)所得到的可信限并不一致，管數(shù)1-0-2的可信限為3.6-38，管數(shù)1-2-0的可信限為3.6-42。反之，同樣是可信限8.7-94，卻可出現(xiàn)28、29、35、36等多種MPN值。

       2.3數(shù)值不連續(xù)

       通過(guò)MPN查到的結(jié)果全部是不連續(xù)的結(jié)果，這在日常檢驗(yàn)和質(zhì)量控制中將帶來(lái)不便。如部分產(chǎn)品的限量值為lOOMPN，但表中卻沒(méi)有此數(shù)(也沒(méi)有1、10、1000)。如產(chǎn)品出廠標(biāo)準(zhǔn)是240MPN(管數(shù)3-3-0)，想要實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的內(nèi)部控制，則只能通過(guò)陽(yáng)性管數(shù)降低而難以直接控制到某確切的MPN數(shù)值。

      3、CFU計(jì)數(shù)法原理淺析

      CFU是Colony Forming Units的簡(jiǎn)寫，即菌落形成單位。菌落指微生物在固體培養(yǎng)基上經(jīng)培養(yǎng)后生長(zhǎng)繁殖而形成的能被肉眼所識(shí)別的生長(zhǎng)物集落，它往往是由一個(gè)或一團(tuán)微生物生長(zhǎng)為數(shù)以萬(wàn)計(jì)的相同微生物集聚而成的。可見(jiàn)，CFU的實(shí)質(zhì)就是菌落個(gè)數(shù)。

      4、MPN與CFU相關(guān)性初探

       由以上論述可知，CFU實(shí)質(zhì)是一個(gè)確定的個(gè)數(shù)即一個(gè)“點(diǎn)”，MPN的實(shí)質(zhì)是一個(gè)最可能數(shù)和一個(gè)范圍，即一個(gè)“區(qū)間”。一個(gè)“點(diǎn)”被包括在多個(gè)“區(qū)間”內(nèi)，而一個(gè)“區(qū)間”又涵蓋了很多個(gè)“點(diǎn)”，所以，MPN值與CFU值無(wú)法也不可能一一對(duì)應(yīng)。但其原理與相關(guān)性可對(duì)我們?nèi)粘z驗(yàn)及質(zhì)量控制工作提供以下指導(dǎo)。

       4.1 MPN的使用

       我們了解MPN的實(shí)質(zhì)后應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的過(guò)程控制盡量確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在報(bào)告結(jié)果環(huán)節(jié)上要重視相應(yīng)管數(shù)而非只關(guān)心MPN值本身。同時(shí)，我們應(yīng)該了解常規(guī)樣品最常出現(xiàn)的管數(shù)情況(如0-0-0、1-0-0、2-0-0、3-0-0、3-1-0、3-2-0等)，而不應(yīng)將MPN檢索表中的各種管數(shù)情況視為同概率情況(極低概率的管數(shù)情況在最新版大腸菌群國(guó)標(biāo)中已經(jīng)刪除)，若出現(xiàn)0-0-2、0-3-1、3-0-3等不常見(jiàn)管數(shù)情況，應(yīng)開(kāi)展樣品調(diào)查和試驗(yàn)自查而非盲目報(bào)告結(jié)果。

       4.2 CFU值與MPN值

       同一樣品，CFU值難以與MPN值相同，但一般而言，CFU值應(yīng)該至少落在MPN的5%可信限范圍之內(nèi)，如果不在，即出現(xiàn)了概率小于5%的小概率事件，有理由相信試驗(yàn)操作或樣品本身可能存在一定問(wèn)題。

       4.3合理利用上下限

       通過(guò)本實(shí)驗(yàn)室的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)MPN值的上下限來(lái)對(duì)應(yīng)控制CFU是相對(duì)合理的，如某產(chǎn)品要求小于lOCFU/g，我們知道當(dāng)管數(shù)為0-0-0時(shí)其上限為9.5CFU/g，故實(shí)踐中可以認(rèn)為檢驗(yàn)結(jié)果0-0-0可滿足lOCFU/g的控制要求。當(dāng)然，這還要受到具體稀釋倍數(shù)、試驗(yàn)操作、培養(yǎng)條件、樣品本身、培養(yǎng)基質(zhì)量等多種因素影響，只適合實(shí)驗(yàn)操作人員在大量數(shù)據(jù)支持下對(duì)MPN上下限的合理利用。