导读: 单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)是冷链食品中最危险的食源性致病菌之一,能在4°C冰箱温度下持续增殖,被称为"冰箱杀手"。作为食品微生物检测实验室的必检项目,GB 4789.30、ISO 11290-1和FDA BAM均将其列为重点监控对象。ATCC 19115作为国际公认的标准质控菌株,在方法验证、培养基质控和人员能力比对中发挥着不可替代的作用。本文从实验室实际操作角度出发,系统梳理该菌株的特性、培养要点及在各检测标准中的应用,希望能为同行提供实用参考。
菌株基本信息
| 项目 | 内容 |
|------|------|
| 菌株名称 | 单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes) |
| ATCC编号 | 19115 |
| 生物安全等级 | BSL-2 |
| 形态 | 革兰阳性短杆菌,无芽孢 |
| 最适培养温度 | 37°C |
| 生长温度范围 | 2°C ~ 45°C |
| 推荐培养基 | TSA-YE(胰酪胨大豆琼脂+0.6%酵母膏)、BHI肉汤 |
| 选择性培养基 | PALCAM琼脂、Oxford琼脂、Half-Fraser/Fraser肉汤 |
| 参考用途 | 食品微生物检验阳性对照、培养基质控、方法验证 |
| 保存方式 | 冻干粉保存或-80°C甘油管保存 |
ATCC 19115来源于人类临床标本,是李斯特菌属中最具代表性的模式菌株之一。在我们实验室日常工作中,这株菌的使用频率非常高——无论是新批次PALCAM平板的验收、新员工的操作考核,还是ISO 17025体系下的方法验证,都离不开它。
需要特别强调的是,这株菌属于BSL-2级别病原微生物,操作时必须在生物安全柜内进行,废弃物须经121°C高压灭菌处理。我见过不少新同事因为"觉得李斯特菌没那么毒"而疏忽防护,这是非常危险的习惯。
生物学特性与形态
革兰染色与形态学
单增李斯特氏菌为革兰阳性短杆菌,菌体大小约0.4~0.5 μm × 0.5~2.0 μm。在显微镜下常呈单个或短链状排列,偶尔可见V形或Y形的栅栏状排列——这个特征跟棒状杆菌有点像,初学者容易混淆。需要注意的是,培养时间过长(超过48h)或培养基偏碱性时,菌体可能出现革兰染色不稳定的情况,部分细胞会呈现革兰阴性着色。这一点我在实际染色中反复遇到过,建议对数生长期(18~24h培养物)做染色效果最好。
该菌不产芽孢、不产荚膜,在25°C培养时具有特征性的"翻滚运动"(tumbling motility),而在37°C时运动性明显减弱。伞状运动试验(umbrella motility test)是经典鉴定方法之一——在半固体培养基中,25°C穿刺培养24~48h,可以观察到表面下方约5mm处形成典型的倒伞状扩散带。
菌落形态
在TSA-YE平板上37°C培养24h,菌落呈灰白色、光滑、圆形、凸起,直径约1~2mm,边缘整齐。在45°斜射光下观察,菌落呈现特征性的蓝绿色光泽,这个观察技巧非常实用,是我们初步判定李斯特菌的重要依据。
在选择性培养基上:
PALCAM琼脂:37°C培养24~48h,菌落呈灰绿色,周围有黑色水解圈(甘露醇不发酵,七叶苷水解产黑色产物)。菌落中央常有凹陷,这是李斯特菌的典型特征。
Oxford琼脂:菌落较小,灰绿色,周围有黑色沉淀圈。培养48h后菌落更为明显。
CHROMagar Listeria显色培养基:菌落呈蓝色至蓝绿色,直径约1~2mm。显色培养基的优势在于可以直接与其他李斯特菌种区分。
生化特性
| 生化试验 | 结果 |
|----------|------|
| 触酶(Catalase) | 阳性(+) |
| 氧化酶(Oxidase) | 阴性(-) |
| β-溶血 | 阳性(窄溶血环) |
| CAMP试验(金黄色葡萄球菌) | 阳性(协同溶血) |
| 七叶苷水解 | 阳性(+) |
| 甘露醇发酵 | 阴性(-) |
| 木糖发酵 | 阴性(-) |
| 鼠李糖发酵 | 阳性(+) |
| MR试验 | 阳性(+) |
| VP试验 | 阴性(-) |
| 硝酸盐还原 | 阴性(-) |
| 三糖铁(TSI) | 碱性/碱性,不产H₂S |
CAMP试验是我特别推荐的鉴定方法之一。将待测菌与金黄色葡萄球菌ATCC 25923在血平板上垂直划线,37°C培养过夜后,两线交界处出现箭头状溶血增强区域即为阳性。这个试验操作简单、结果明确,对单增李斯特氏菌的鉴定价值非常高。
嗜冷特性——"冰箱杀手"的由来
单增李斯特氏菌最引人关注的特性就是其嗜冷性。该菌可在2°C~45°C范围内生长,最适温度为37°C,但在4°C冰箱温度下仍能持续增殖,代时约为1~2天(相比之下37°C时代时仅约40分钟)。这意味着即使食品在冷藏条件下保存,如果有单增李斯特氏菌污染,菌量仍会缓慢增加。
这一特性对食品冷链检测意义深远。在我的工作经验中,送检的冷藏即食食品(如切片熟食、烟熏三文鱼、软质奶酪等)如果在保质期末期检测,李斯特菌的检出率明显高于刚生产时的样品。这也是为什么GB 4789.30和ISO 11290对即食食品中的单增李斯特氏菌实行"不得检出"的零容忍标准。
培养条件与操作要点
培养基选择
基础培养基:
实验室日常活化培养,我推荐使用TSA-YE(胰酪胨大豆琼脂+0.6%酵母膏粉)或BHI(脑心浸液)琼脂。TSA-YE是多数国际标准推荐的基础培养基,配制时需注意酵母膏粉的添加量——太少菌落长不好,太多会导致背景浑浊影响观察。
选择性增菌培养基:
选择性分离培养基:
培养温度与时间
| 步骤 | 温度 | 时间 | 培养基 |
|------|------|------|--------|
| 活化培养 | 37°C | 18~24h | TSA-YE或BHI琼脂 |
| 第一步增菌 | 30°C | 24h | Half-Fraser肉汤 |
| 第二步增菌 | 37°C | 24~48h | Fraser肉汤 |
| 分离培养 | 37°C | 24~48h | PALCAM/Oxford琼脂 |
| 确认培养 | 37°C | 18~24h | TSA-YE |
增菌培养温度设定30°C而非37°C,是因为第一步增菌的目的是让可能受损的李斯特菌恢复活力,同时样品中的背景杂菌在这个温度下竞争优势不那么明显。这一点很多新手不理解,经常问我"为什么不直接37°C增菌"。
实用操作经验
冻干粉复溶:收到ATCC 19115冻干管后,在生物安全柜中用无菌BHI肉汤0.5mL复溶,全部转移至5mL BHI肉汤中,37°C培养24~48h。首次活化可能生长较慢,建议培养48h。
工作菌种制备:活化后的培养物用BHI肉汤+15%甘油制成甘油管,-80°C保存。每管标记好日期和代次,建议工作菌种使用不超过5代。
质控菌悬液制备:取18~24h新鲜培养物,用生理盐水或PBS调至0.5麦氏浊度(约10⁸ CFU/mL),再逐级稀释至所需浓度。用于培养基质控时,接种量通常为10~100 CFU/平板。
PALCAM平板观察:培养24h后如果没看到典型菌落,不要急着判阴性——继续培养至48h。我在实际工作中遇到过24h看不到菌落但48h后典型菌落出现的情况,特别是样品中李斯特菌初始数量较少时。
在各标准中的应用
中国国标(GB)中的应用
GB 4789.30-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 单核细胞增生李斯特氏菌检验》
该标准规定了食品中单核细胞增生李斯特氏菌的定性检验方法。标准采用两步增菌法:
前增菌:25g样品加入225mL Half-Fraser肉汤(LB1),30°C培养24h
选择性增菌:取0.1mL前增菌液转入10mL Fraser肉汤(LB2),37°C培养24~48h
分离培养:分别划线接种PALCAM琼脂和Oxford琼脂(或李斯特菌显色培养基),37°C培养24~48h
确认鉴定:革兰染色、触酶试验、溶血试验、生化鉴定
ATCC 19115在该标准中作为阳性对照菌株使用,用于:
培养基质量验证(每批次新配制培养基需接种验证)
检验方法的有效性确认
实验室人员操作能力考核
GB 4789.30-2025(新版标准)已于2025年发布实施,在方法流程上做了部分调整,但ATCC 19115作为质控菌株的地位未变。
ISO标准中的应用
ISO 11290-1:2017《食品和动物饲料微生物学——单核细胞增生李斯特氏菌和李斯特菌属检测的水平方法 第1部分:检测方法》
ISO 11290-1是全球范围内应用最广泛的李斯特菌检测标准。其核心流程同样采用两步增菌法:
初级增菌:Half-Fraser肉汤,30°C,24h
次级增菌:取0.1mL转入Fraser肉汤,37°C,24h(若浑浊则转接平板)或48h
平板分离:Oxford琼脂(必选)+ PALCAM或CHROMagar(可选),37°C培养24h~48h
该标准对ATCC 19115的引用主要体现在培养基性能验证部分。ISO 11290-1要求每个检测实验室至少使用一株李斯特菌阳性对照菌株(推荐ATCC 19115或等效菌株)进行培养基的定期质控。
ISO 11290-2:2017则规定了计数方法,适用于需要定量检测的场景(如生产环境监控),同样使用ATCC 19115作为质控菌。
FDA BAM中的应用
FDA BAM Chapter 10: Detection of Listeria monocytogenes and Listeria species
FDA BAM第10章是食品中李斯特菌检测的重要参考方法,主要用于出口美国的食品检测。与ISO方法相比,FDA BAM方法有以下特点:
增菌培养基不同:使用BLEB(Buffered Listeria Enrichment Broth)或UVM(University of Vermont Medium)系列增菌液
增菌方式:25g样品加入225mL BLEB,30°C培养24h~48h
分离培养基:Oxford琼脂 + PALCAM琼脂或Modified Oxford(MOX)琼脂
确认方法:除生化试验外,还推荐使用API Listeria或VITEK等商业化鉴定系统
FDA BAM对质控菌株的要求更加严格,要求实验室同时使用阳性对照(ATCC 19115)和阴性对照(如粪肠球菌ATCC 29212),以验证培养基的选择性。
其他标准中的应用
USP〈62〉非无菌产品微生物检验:虽然不是食品标准,但USP中控制菌检测部分也涉及李斯特菌的质控要求
NMKL No.136:北欧食品分析标准,方法原理与ISO 11290类似
SN/T 0184:中国出入境检验检疫行业标准,出口食品中李斯特菌检测
食品检测中的实际应用
高风险食品类型
基于我多年的检测经验,以下食品品类是单增李斯特氏菌的高风险载体:
即食肉制品:切片火腿、午餐肉、烟熏肉制品
乳制品:软质奶酪(布里奶酪、卡门贝尔奶酪)、未经巴氏消毒的牛奶
水产品:烟熏三文鱼、冷藏即食海鲜
即食沙拉:预切蔬菜沙拉、凉拌菜
冷冻即食食品:冷冻预制菜肴(加热不充分时风险极高)
检测流程要点
样品前处理:
按照1:9(w/v)比例将25g样品加入225mL Half-Fraser肉汤中,均质器拍打2min。对于冷冻样品,建议先在2~8°C解冻后再均质,避免反复冻融影响细菌活力。
增菌培养的关键点:
第一步增菌(Half-Fraser, 30°C, 24h):这一步目的是"复苏"可能在加工和冷藏过程中受损的李斯特菌,温度不宜过高
第二步增菌(Fraser, 37°C):从第一步增菌液中转移0.1mL到Fraser肉汤中。注意转移量不能太大,否则会将过多杂菌带入。Fraser肉汤变黑(七叶苷水解)是李斯特菌存在的初步指示
分离鉴定要点:
阳性结果的判定
满足以下条件可判定为单核细胞增生李斯特氏菌阳性:
革兰阳性短杆菌
触酶阳性
在血平板上产生窄溶血环
CAMP试验阳性
七叶苷水解阳性
鼠李糖发酵阳性,木糖发酵阴性
25°C有伞状运动
菌种保藏与管理
冻干粉保存(长期)
ATCC 19115冻干管在2~8°C避光保存条件下,有效期通常为5年以上。冻干保存的核心是"不轻易开管"——一旦开管复溶,就不再是长期保存状态了。我的建议是:收到冻干管后,先核对COA(检验报告),确认菌株信息和活性指标合格,然后一次复溶,制备足够数量的工作菌种甘油管。
工作菌种管理
甘油管保存:BHI肉汤培养18~24h后,与无菌甘油混合使终浓度为15~20%,-80°C保存。有效期建议不超过12个月。
传代限制:从ATCC原始冻干管算起,工作菌种传代不应超过5代。这是ISO 11133培养基质控标准中的明确要求。
标识管理:每管甘油管应标注菌株名称、ATCC编号、制备日期、代次编号。建议使用电子台账管理,方便追溯。
定期核查:每季度从库存甘油管中取出一管,验证活性和纯度(革兰染色+生化确认),确保菌种未发生变异或污染。
短期保存
斜面培养基上4°C保存的方法,我强烈不推荐。虽然TSA-YE斜面上4°C可以存活数周,但反复传代会导致菌株活力下降、生化特性漂移,对检测结果的可靠性构成隐患。如果确实需要短期保存(比如本周要多次使用),建议制备浓菌悬液在4°C保存,使用期限不超过7天。
安全注意事项
ATCC 19115属于BSL-2级别病原微生物,在《人间传染的病原微生物名录》中属于第三类病原微生物。操作时需遵循以下安全要求:
必须在BSL-2实验室的生物安全柜(BSC)内操作,严禁在开放台面上进行开管、接种、划线等操作
个人防护:穿实验服、戴一次性手套、必要时佩戴护目镜。操作结束后在生物安全柜内用75%乙醇擦拭台面
废弃物处理:所有接触过菌液的枪头、平板、试管等必须收集后经121°C高压灭菌至少30min
意外暴露处理:若皮肤接触到菌液,立即用流动水和肥皂冲洗至少15min;若溅入眼睛,用洗眼器冲洗15min以上并就医
特殊人群注意:孕妇、免疫功能低下者应避免接触该菌株。单增李斯特氏菌对孕妇和胎儿的危害尤其严重,可导致流产、死胎或新生儿脑膜炎
实验室应在显著位置张贴生物安全警示标识,并确保所有操作人员经过BSL-2操作培训和考核。
常见问题与工程师建议
Q1:PALCAM平板上24h没看到典型菌落,是否可以直接判阴性?
工程师建议:不可以。PALCAM平板上李斯特菌的典型菌落有时需要48h才能充分显现。在24h时菌落可能非常细小,灰绿色特征不明显,黑色水解圈也尚未完全形成。建议24h先观察一次并记录,然后继续培养至48h做最终判读。这也是ISO 11290-1的明确要求。
Q2:增菌过程中Fraser肉汤没有变黑,是否说明没有李斯特菌?
工程师建议:不一定。Fraser肉汤变黑是因为李斯特菌水解七叶苷产生esculetin,与培养基中的铁离子反应生成黑色沉淀。但如果样品中李斯特菌初始数量极少(如<10 CFU/25g),增菌液中菌量可能不足以在短时间内产生可见的变色反应。建议无论是否变黑,都应按规程在48h时转接平板进行分离培养。我曾经遇到过Fraser肉汤不变黑但平板上分离出阳性菌落的情况。
Q3:ATCC 19115做CAMP试验时结果不明显,怎么改善?
工程师建议:CAMP试验结果受多种因素影响。首先确认金黄色葡萄球菌ATCC 25923的活性——用新鲜的18h培养物效果最好。其次,两条划线之间保持约2mm的间距,不要交叉也不要太远。培养温度37°C,时间18~20h为宜。在自然光下用透射光观察溶血增强区域,如果结果不确定,可以用已知阳性菌株同步做对照。另外,使用新鲜配制的血平板(绵羊血,5%~7%添加量)比商品化平板效果更好。
Q4:如何判断工作菌种是否已经退化?
工程师建议:工作菌种退化的表现包括:活化时间延长(正常18~24h,退化后可能需要36~48h)、在选择性培养基上生长不良、生化反应结果不稳定(如触酶弱阳性)。我的做法是每次启用新一批甘油管时,同时做一次完整的生化鉴定面板,与原始COA数据比对。如果关键指标(如溶血性、CAMP反应)出现偏差,这批甘油管就不能再作为质控菌使用了。建议实验室保持"先进先出"的甘油管使用原则,避免库存过久。
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