培养基上微生物生长特性测定：生长率、选择性与特异性如何评价

培养基质量控制的核心，不只是看培养基有没有凝固、有没有污染、pH是否合格，更重要的是看它能否在规定条件下支持目标菌生长、抑制非目标菌，并呈现应有的典型反应。对食品微生物检验而言，培养基性能直接决定目标菌能否被检出，非目标菌是否被有效抑制，菌落形态是否便于判读。

现行 GB 4789.28-2024《食品安全国家标准 食品微生物学检验 培养基和试剂的质量要求》适用于食品微生物学检验用培养基和试剂的质量控制，其目录中明确包括培养基和试剂的质量要求、性能测试方法、参比培养基质控标准、实验室使用培养基和试剂质量控制标准以及测试菌株等内容。 因此，培养基生长特性测定不应只停留在“长不长菌”的层面，而应围绕生长率、选择性、特异性和批间一致性建立完整评价。

一、培养基性能评价包括哪些内容

培养基性能通常包括三类能力：促生长能力、选择性和特异性。

促生长能力是指培养基能否支持目标菌在规定条件下生长。非选择性培养基，如平板计数琼脂、胰酪大豆胨琼脂等，应尽可能不抑制目标菌；选择性培养基则在抑制背景菌的同时，仍应允许目标菌恢复和形成典型菌落。

选择性是指培养基对非目标菌的抑制能力。例如沙门氏菌选择性平板应尽量抑制部分伴生菌；李斯特菌、弧菌、金黄色葡萄球菌等选择性培养基也都需要证明对目标菌“能放行”、对非目标菌“能限制”。

特异性又称鉴别能力，是指目标菌在培养基上能否表现出规定的典型生理生化特征，如菌落颜色、沉淀圈、透明圈、黑色中心、荧光、气体、浑浊、变色等。对显色培养基和鉴别培养基来说，特异性尤其关键。

二、生长率PR：定量评价目标菌能否正常生长

生长率PR是培养基促生长能力评价中最常用的定量指标。其计算公式为：

PR = NS / N0

其中，NS为待测培养基上得到的菌落总数，N0为规定参比培养基上得到的菌落总数。旧文中写作“NO”，更规范应写为“N0”或“N₀”。参比培养基上的菌落数应处于可计数范围，并满足标准对参比结果的要求；若参比培养基本身不合格，PR值就失去意义。

定量法常用于固体分离培养基和计数培养基。接种量通常应控制在低水平，使菌落能够准确计数。对非选择性培养基，目标菌PR应接近参比培养基；对选择性培养基，目标菌PR可能低于非选择性培养基，但仍应符合相应标准或培养基质量控制表的规定。

需要特别修正的是：旧文中把“非选择性培养基PR最低0.7、选择性培养基PR最低0.1”作为统一规则，这种写法过于简单。实际应用中，不同培养基、不同目标菌、不同用途的判定要求可能不同，应以 GB 4789.28-2024 附录中对应培养基的质控标准为准。GB 4789.28-2024 已将“非选择性分离和计数固体培养基目标菌生长率定量测试方法”“选择性分离和计数固体培养基测试方法”等作为性能测试方法内容列出。

三、定量法的关键不是公式，而是参比体系

PR公式很简单，但真正容易出错的是参比体系和操作一致性。待测培养基和参比培养基应使用同一测试菌株、同一接种悬液、相近接种水平和相同培养条件。若待测平板和参比平板接种量不同、培养时间不同、菌悬液放置过久或计数规则不一致，PR值就不能真实反映培养基性能。

因此，PR评价应保留原始菌落数、稀释度、接种量、培养条件、测试菌株批号和参比培养基批号，不能只写一个比值。

四、半定量法：用生长指数G评价培养表现

半定量法常采用生态测量技术，也称 ecometric 技术。其基本思路是在平板上按规定方式连续划线接种，通过观察不同划线区域是否生长，计算生长指数G。G值反映菌株在培养基上的连续生长能力或被抑制程度。

半定量法比定性划线更有信息量，但比定量PR法更依赖人员操作。划线力度、接种环带菌量、平板表面干湿度、培养时间和判读经验都会影响G值。因此，半定量法应严格统一接种方式和判读规则。

对于目标菌，G值通常用于判断培养基是否支持生长；对于非目标菌，G值则用于判断选择性抑制是否足够。不能简单说“G值越高越好”或“G值不应超过某值”，而要看测试对象是目标菌还是非目标菌。目标菌应达到规定生长要求，非目标菌则应被部分或完全抑制，并符合相应培养基的标准要求。

五、定性法：适合观察，但不能替代定量评价

定性法通常采用划线接种，观察目标菌是否生长、菌落是否典型、非目标菌是否被抑制。它操作简单，适合鉴别培养基、部分液体培养基和日常快速确认，但定性法不能提供精确的回收率信息。

例如，在某选择性显色培养基上，目标菌出现典型颜色，非目标菌不生长或呈非典型反应，可初步说明培养基具备相应特异性。但如果要判断该培养基是否会明显抑制目标菌，仍应采用定量或半定量方法评价。

定性法常用于以下情况：

定性结果应配合阳性对照、阴性对照和必要的参比培养基使用。

六、选择因子SF：评价选择性培养基的抑制能力

选择因子SF用于评价选择性培养基对非目标菌的抑制能力。其计算公式为：

SF = D0 − DS

其中，D0为非目标菌在参比培养基上能生长到规定水平的最高稀释度，DS为非目标菌在待测选择性培养基上仍显示生长的最高稀释度。SF越大，说明待测培养基相对于参比培养基对该非目标菌的抑制越强。

旧文中“非目标菌在选择性培养基上的SF至少为2”的表述，可作为传统理解，但实际判定仍应按对应标准和培养基种类执行。不同选择性培养基对不同非目标菌的抑制要求并不相同。有些培养基要求完全抑制，有些只要求明显降低生长，有些则允许少量非典型菌落出现，但不能干扰目标菌判读。

选择性过强会漏检目标菌，选择性过弱会导致背景菌干扰。合格的选择性培养基不是“抑菌越强越好”，而是在目标菌恢复和非目标菌抑制之间达到平衡。

七、特异性：目标菌应有“该有的表现”

培养基的特异性或鉴别能力，主要通过目标菌和非目标菌在培养基上的典型表现来判断。对不同培养基而言，典型表现可能不同：有的看颜色，有的看溶血，有的看黑色沉淀，有的看气体，有的看荧光，有的看浑浊或沉淀。

例如，某些肠杆菌科选择性培养基需要观察乳糖发酵相关颜色变化；产硫化氢培养基需要观察黑色中心或黑色沉淀；金黄色葡萄球菌相关培养基可能需要观察卵黄反应、透明圈或显色反应；李斯特菌、弧菌、克罗诺杆菌等选择性培养基则有各自规定的典型菌落特征。

特异性评价不能只用一个目标菌。更合理的做法是使用一组测试菌株，包括典型阳性菌、弱阳性或反应较弱菌、近缘非目标菌和常见干扰菌。这样才能判断培养基是否既能检出目标菌，又能避免把非目标菌误判为目标菌。

八、不同类型培养基的评价重点不同

培养基用途不同，性能测试重点也不同。不能用同一套指标评价所有培养基。

GB 4789.28-2024 目录中已将非选择性分离和计数固体培养基、选择性分离和计数固体培养基、非选择性增菌培养基、选择性增菌培养基、选择性液体计数培养基、悬浮培养基和运输培养基、鉴定培养基、实验试剂等分别列出性能测试方法，说明不同类型培养基应采用不同评价逻辑。

九、测试菌株管理决定结果可信度

培养基性能测试必须使用状态可控的测试菌株。测试菌株应来源可靠，编号清楚，代次受控，纯度和典型特性经确认。工作菌株不能无限传代，也不能长期用肉眼观察“还像原来的菌”来替代纯度和特性确认。

菌株管理至少应包括：标准菌株来源、标准储备菌株制备、储备菌株保存、工作菌株制备、传代记录、纯度检查、典型特性确认和销毁记录。GB 4789.28-2024 目录中也单列了“测试菌株的保藏及使用”，并设置了标准储备菌株和工作菌株制备、测试菌株附录等内容。

对培养基企业而言，测试菌株是产品放行的标尺。如果测试菌株本身状态不稳定，培养基评价结果就会波动，研发人员也无法判断问题来自配方、原料、灭菌工艺还是菌株状态。

十、常见质量问题和原因

培养基性能测试失败时，不能只简单判定“不合格”，而应分析原因。培养基促生长不足、选择性过强、选择性过弱、菌落不典型、背景颜色异常、pH漂移、琼脂凝胶异常等，都可能与配方、原料、灭菌、储存和操作有关。

GB 4789.28-2024 附录中也设置了培养基不正确配制出现的质量问题及原因分析，这提示培养基质控应从结果追溯到工艺，而不是只做终点判定。

十一、旧文中的重点修正

十二、对培养基研发和生产的启示

培养基性能测试不是为了“应付标准”，而是研发和质量控制的核心工具。新培养基开发、原料替换、灭菌工艺调整、选择剂浓度优化、平板保存期验证、客户投诉复核，都应使用PR、G值、SF和特异性反应等指标进行判断。

对培养基企业而言，建议建立分层质控策略：

尤其是选择性培养基，不能只追求抑制背景菌。过强的选择性会导致弱损伤目标菌漏检；过弱的选择性又会使背景菌过度生长，干扰目标菌识别。合格培养基应在“恢复目标菌”和“限制非目标菌”之间取得可验证的平衡。

十三、小结

培养基上微生物生长特性测定，是食品微生物培养基质量控制的关键内容。生长率PR用于定量评价目标菌促生长能力，选择因子SF用于评价对非目标菌的抑制能力，生长指数G用于半定量评价培养基支持生长或抑制生长的程度，特异性评价则关注目标菌是否呈现规定的典型生理生化特征。

在现行标准体系下，培养基性能评价应以GB 4789.28-2024为依据，结合具体培养基类型、测试菌株、参比培养基和判定标准执行。对食品检测实验室而言，培养基性能合格是结果可靠的前提；对培养基研发企业而言，PR、SF、G值和特异性反应不仅是质控指标，更是配方优化、工艺验证和客户问题分析的重要工具。