什么是 CFU？微生物计数中最常见单位的真正含义

在药品、医疗器械、化妆品、食品和培养基质控中，微生物检验报告里常见 “CFU/g”“CFU/mL”“CFU/皿”“CFU/100 cm²” 等单位。很多人会把 CFU 直接理解为“菌数”或“细胞数”，这并不准确。CFU 的全称是 colony-forming unit，即菌落形成单位，表示在规定培养基、培养温度、培养时间和操作条件下，能够形成一个可见菌落的微生物单位。

CFU 的本质是估算，不是显微镜下逐个数细胞。它反映的是“可培养、可增殖并能形成可见菌落”的微生物数量，而不是样品中所有微生物细胞的绝对数量。

一、CFU 为什么不是“一个细胞”

理论上，如果样品中每个活细胞都能充分分散，并且每个细胞都能在培养基上生长，那么一个活细胞可以形成一个菌落，也就是 1 CFU。但在真实样品中，这种理想状态很少完全成立。

很多微生物天然会成团、成链或附着在颗粒上。例如葡萄球菌容易成簇，链球菌容易成链，霉菌孢子可能聚集，芽胞可能附着在粉体或纤维上。这些多个细胞如果落在同一个位置，最终可能只形成一个菌落。因此，1 CFU 可能对应一个细胞，也可能对应多个细胞组成的一个“可形成菌落的单位”。

另一方面，样品中有些细胞虽然仍具有一定活性，但受到干燥、加热、消毒剂、防腐剂、低 pH、高渗、加工应激等影响，未必能在当前培养条件下形成菌落。这类细胞不会被 CFU 计数反映出来。

二、CFU 反映的是“可培养微生物”

CFU 计数依赖培养过程。只有能在所选培养基和培养条件下生长的微生物，才可能形成可见菌落。换句话说，CFU 不是“所有活菌”的数量，而是“在该方法条件下可培养菌”的数量。

这也是为什么同一份样品用不同培养基、不同温度、不同培养时间，可能得到不同 CFU 结果。CFU 是方法相关结果，而不是脱离方法存在的绝对值。

三、CFU/g、CFU/mL、CFU/皿有什么区别

CFU 后面的单位表示结果换算到哪个基准上。

例如，某平板上计得 45 个菌落，这只是 45 CFU/皿。若该平板来自 10⁻² 稀释液，且接种体积为 1 mL，则需按稀释倍数和取样量换算为原样品中的 CFU/g 或 CFU/mL。

四、为什么需要梯度稀释

样品中微生物数量可能很低，也可能很高。若直接接种原液，可能没有菌落，也可能菌落多到无法计数。因此，微生物计数通常需要进行梯度稀释，使其中某个稀释度的平板落入可计数范围。

在食品菌落总数检测中，GB 4789.2—2022 规定菌落计数以 CFU 表示，并通常选取菌落数在 30～300 CFU 之间、无蔓延菌落生长的平板进行计数。 FDA BAM 的需氧平板计数方法也说明，适宜计数范围会随方法版本和规则不同而变化，2025 版中适宜范围从原 25～250 更新为 15～300/皿。

因此，“30～300”是常见经验和部分标准要求，但不是所有微生物计数方法的通用规则。霉菌酵母、膜过滤法、倾注法、涂布法、螺旋接种法、测试片法等，可能采用不同计数范围和报告规则。

五、CFU 结果受哪些因素影响

CFU 计数看起来只是数菌落，实际上影响因素很多。

所以，CFU 数据必须和方法条件一起理解。只写“100 CFU/mL”而不说明检测方法、培养基、温度、时间和稀释条件，其技术含义是不完整的。

六、CFU 与“个/g”“个/mL”有什么差别

部分标准或产品资料中会看到“个/g”“个/mL”这样的表述。严格来说，如果结果来自平板培养计数，更规范的单位应写为 CFU/g 或 CFU/mL，因为它表示菌落形成单位，而不是逐个细胞计数。

“个”更像是广义数量单位，可能来自显微计数、流式细胞计数、颗粒计数、孢子计数或其他直接计数方法。直接计数可能包括死细胞、活细胞、不能培养细胞或颗粒干扰，因此与 CFU 不能简单互换。

因此，定量菌株若标示为 CFU，通常表示其数量是通过培养计数体系赋值；若采用流式细胞仪、显微计数或颗粒计数赋值，则应明确其计数对象和方法，不宜直接与 CFU 等同。

七、CFU 为什么会低估真实活菌数

CFU 常常低估样品中的真实活细胞数，原因主要有三类。

第一，多个细胞形成一个菌落。例如菌团、链状菌、霉菌孢子团或附着在粉末颗粒上的微生物，可能只形成一个菌落。

第二，部分活菌不能在当前条件下生长。培养基营养不合适、温度不合适、氧条件不合适、培养时间不足，都会导致某些微生物不形成菌落。

第三，受损菌恢复失败。食品加工、药品防腐剂、干燥、冷冻、热处理、消毒剂残留等会使微生物受损。如果稀释液、复苏条件或培养基不适合，受损菌可能不被计入。

这也是为什么方法适用性、培养基促生长能力和中和剂验证非常重要。尤其在药品、化妆品、消毒后环境样品和含抑菌成分产品中，CFU 偏低不一定代表污染少，也可能代表方法回收能力不足。

八、CFU 为什么也可能偏高

CFU 也可能偏高。常见原因包括外源污染、培养基或稀释液污染、操作过程污染、平板暴露时间过长、样品混匀不当、稀释错误、重复计数、把杂质或气泡误判为菌落等。

对霉菌和蔓延菌，计数尤其容易出现误差。蔓延菌可能覆盖大片平板，导致无法准确计数；霉菌菌丝可能扩散，难以判断原始菌落数；色素样品或颗粒样品也可能干扰菌落识别。

因此，CFU 计数不仅是数学换算，也需要专业判读。

九、CFU 的计算逻辑

最基本的计算思路是：

原样品中 CFU = 平板菌落数 × 稀释倍数 ÷ 接种量

例如，10⁻³ 稀释液接种 1 mL，平板计数 80 个菌落，则原样品约为：

80 × 10³ ÷ 1 = 8.0 × 10⁴ CFU/mL

如果接种体积为 0.1 mL，则还要除以 0.1 mL，相当于再乘以 10：

80 × 10³ ÷ 0.1 = 8.0 × 10⁵ CFU/mL

实际报告时还要按对应标准处理平行平板、相邻稀释度、低于可计数范围、高于可计数范围、无菌落生长、蔓延菌落和检出限等情况。

十、CFU 与 MPN 的区别

CFU 是基于平板上形成的可见菌落进行计数；MPN 是最可能数法，通过多个稀释度、多个管或孔的阳性/阴性组合，利用统计表或软件估算样品中微生物数量。

两者都是估计方法，不能简单认为 MPN 比 CFU 更准确或 CFU 比 MPN 更真实。应根据样品类型和标准方法选择。

十一、定量菌种中的 CFU 怎么理解

定量菌种、质控菌株或菌悬液常标示某一范围的 CFU。例如某定量菌株标示为 50～150 CFU/支，表示在规定复苏、稀释和接种条件下，预期可形成该范围的菌落数。

这不是说明该支产品中恰好只有 50～150 个细胞，而是说明其经培养计数赋值后，按规定方法可获得相应 CFU 范围。不同培养基、操作人员、复苏时间、混匀方式和接种体积，都可能影响实际回收值。

因此，使用定量菌株时应关注：

十二、自动计数和手机计数能否替代人工

菌落计数可以使用人工计数、菌落计数器、图像识别软件或自动化系统。自动计数能提高效率，减少部分主观差异，但不能无条件替代人工判读。

自动计数对边界清晰、颜色对比明显、菌落分布均匀的平板效果较好；对蔓延菌、霉菌、重叠菌落、背景颗粒多、颜色干扰明显或显色培养基复杂反应的平板，仍需要人工复核。

用于正式检验时，任何自动计数软件或设备都应经过适用性确认，包括准确性、重复性、不同菌落类型识别能力、数据保存和审计追踪等。手机软件可用于教学或辅助观察，但不宜未经验证直接用于正式放行检验。

十三、常见误区

第一，把 CFU 当成细胞数。CFU 是菌落形成单位，不是细胞绝对数量。

第二，认为 1 CFU 一定来自 1 个细胞。菌团、链状菌和孢子团都可能只形成 1 CFU。

第三，认为没有 CFU 就没有活菌。某些活菌可能处于不可培养或受损状态。

第四，认为 CFU 越精确越好。微生物计数本身具有统计波动，结果应按标准规则报告。

第五，所有方法都用 30～300 计数范围。不同标准和方法的适宜计数范围可能不同。

第六，把 CFU/g 和 个/g 混用。CFU 是培养法结果，“个”可能来自直接计数或其他方法。

第七，只看平板数，不看样品前处理。均质、稀释、混匀和中和过程会显著影响结果。

第八，自动计数结果不复核。图像识别可能误判杂质、气泡、重叠菌落或蔓延菌。

十四、小结

CFU 是微生物培养计数中最常用的结果单位，表示在规定条件下能够形成可见菌落的微生物单位。它是对可培养活性微生物的估算，而不是样品中所有细胞的直接计数。一个 CFU 可能来自一个细胞，也可能来自多个聚集细胞；未能在当前方法下生长的活细胞不会被计入。理解 CFU 时，必须同时关注样品均质、稀释倍数、接种体积、培养基、培养温度、培养时间、计数范围和报告规则。对药品、食品、化妆品和培养基质控而言，正确理解 CFU，才能正确解释微生物限度、菌落总数、环境监测和定量菌株结果。