一、指示菌的概念

 指示菌（indicator bacteria）（或稱指標(biāo)菌）是在常規(guī)衛(wèi)生監(jiān)測中，用以指示檢品衛(wèi)生狀況及安全性的指示性微生物。常規(guī)檢驗指示菌的目的，主要是以衛(wèi)生指示菌在檢品存在與否以及數(shù)量的多少為依據(jù)，對照國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對檢品的飲用、食用或使用的安全性做出評價。

依據(jù)目前實際應(yīng)用情況可將其分為三種類型：

第一種類型的指示菌是為了評價被檢樣品的一般衛(wèi)生質(zhì)量、污染程度以及安全性，最常用的是菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)。

第二種類型是特指糞便污染的指示菌，主要指大腸桿菌和大腸菌群，其它還有腸球菌、亞硫酸鹽還原梭菌等。它們的檢出標(biāo)志著檢品受過人、畜糞便的污染，而且有腸道病原微生物存在的可能性。

第三種是其它指示菌，包括某些特定環(huán)境不能檢出的菌類（如特定菌、某些致病菌、或其它指示性微生物），這些指示菌，在不同的樣品中有不同的指示意義，將在后面分別敘述。

二、指示菌的選擇標(biāo)準(zhǔn)

（一）一般衛(wèi)生指示菌的選擇標(biāo)準(zhǔn)

  作為一般衛(wèi)生質(zhì)量和安全性評價的指示菌，依據(jù)不同的樣品有不同的目的要求，總的選擇原則是易于檢出，檢驗方法比較簡單、方便，有一定的代表性等。

（二）糞便污染指示菌的選擇標(biāo)準(zhǔn)

作為理想的糞便污染指示菌，一般認(rèn)為應(yīng)具備下列條件：

1．是人及溫血動物腸道正常菌群的組成部分，而且在數(shù)量上占有優(yōu)勢。

2．在被人或動物糞便污染的樣品中易撿出，未被糞便污染的樣品中無此種菌存在。

3．排出體外后，在外環(huán)境中存活時間與腸道致病茵大致相似或稍長。

4．如作為飲用水的指示菌，對氯的抵抗力應(yīng)不低于腸道致病菌或略強(qiáng)，而且進(jìn)入水中不會再繁殖。

5．檢驗方法簡便，易于檢出和計數(shù)。

實際上，沒有任何一個菌種能完全滿足上述要求，但有少數(shù)細(xì)菌可以接近這些要求。

二、常用的指示菌

一、一般衛(wèi)生狀況指示菌

（一）菌落總數(shù)

1．菌落總數(shù)的概念：菌落總數(shù)（aerobial plate count ）是指被檢樣品的單位重量（g）、容積（ml）、表面積（cm²）或體積（m³）內(nèi)，所含有的能在某種培養(yǎng)基上經(jīng)一定條件培養(yǎng)后生成的細(xì)菌菌落總數(shù)。

 2．菌落總數(shù)的衛(wèi)生學(xué)意義：菌落總數(shù)是判定檢樣被細(xì)菌污染程度的指示菌。在飲用水、水源水、食品、藥品、化妝品、物體表面、室內(nèi)空氣等，以及一些進(jìn)出口貿(mào)易品中，都將菌落總數(shù)的限量規(guī)定作為衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)之一。

 3．菌落總數(shù)的檢驗原則：菌落總數(shù)所用培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間的差異會影響到菌落計數(shù)的結(jié)果。因此，嚴(yán)格遵照國家規(guī)定的檢驗方法中的操作條件很重要，以便獲得始終可比的結(jié)果。檢測時先將固體或液體樣品作10倍系列稀釋，稀釋倍數(shù)視樣品性狀和既往檢測經(jīng)驗而定。標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法多用傾注培養(yǎng)法，但依據(jù)情況和需要也可選用平板表面涂布法及平板表面點滴法。

平板表面涂布法較傾注法的優(yōu)點是，菌落生長在平板表面，便于觀察和識別，同時檢樣中的細(xì)菌不至因傾注融化的熱瓊脂時遭受損傷，從而降低菌落數(shù)；但此法使用的樣品量僅為傾注法的1／10～ l／5，使代表性受到一定影響。平板表面點滴法與涂布法相似，只是用標(biāo)定好的微量滴管（每滴相當(dāng)于0.025ml），將檢樣稀釋液滴加于瓊脂平板表面劃定的區(qū)域內(nèi)，僅需培養(yǎng)6～8h即可計數(shù)，具有決速、節(jié)省人力、物力的優(yōu)點。但因所用檢樣量少，同樣影響到代表性，故含菌量少的樣品，不宜采用此法。

傾注法和表面涂布法在菌落計數(shù)時都選取菌落數(shù)在30～300之間的平板作為菌落總數(shù)計數(shù)之用。

 應(yīng)該說明的是，菌落總數(shù)的測定，一般采用平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，在37℃有氧條件下培養(yǎng)，因此不能測出每克或每毫升檢樣中實際的總活菌數(shù)。因為厭氧菌、微需氧菌、嗜冷菌或嗜熱菌以及有特殊營養(yǎng)要求的細(xì)菌，在此條件下或不能生長或不能很好地生長。因此用目前方法所獲得的結(jié)果，只能包括需氧或兼性厭氧的、嗜中溫的、能在普通平板計數(shù)瓊脂上生長的一群細(xì)菌的菌落數(shù)，它必然低于實際存在的活菌數(shù)，也不能表明污染菌的種類。

又由于檢品中的細(xì)菌細(xì)胞可以是單個、成對、成鏈狀，或成堆的形式存在，因此在瓊脂平板上出現(xiàn)的菌落不一定都是單個菌細(xì)胞形成的菌落，也可能由非單個細(xì)胞形式分裂增殖堆積而成，所以不宜報告為細(xì)菌總數(shù)，而以報告單位重量、容積、表面積或體積內(nèi)菌落形成單位數(shù)（coloy forming  unit，CFU）更科學(xué)合理。

（二）霉菌和酵母菌數(shù)

1．霉菌和酵母菌數(shù)概念：霉菌和酵母菌數(shù)是指檢樣經(jīng)過處理，在一定條件下培養(yǎng)后，所得1g或1ml檢樣中所含的霉菌和酵母菌菌落數(shù)。

2．霉菌和酵母菌數(shù)的衛(wèi)生學(xué)意義：由于霉菌和酵母菌營養(yǎng)要求較低，存活力強(qiáng)，在pH值、濕度、溫度偏低；含鹽、含糖量高；以及含抗生素的環(huán)境中均可生長。可以造成食品、藥品或其它日常用品發(fā)霉變質(zhì)，散發(fā)出難聞的氣味，有些霉菌還可以產(chǎn)生毒素，從而使產(chǎn)品失去食用或使用價值，甚至造成真菌毒素中毒癥。因此一些樣品將霉菌和酵母菌也作為評價衛(wèi)生質(zhì)量的指標(biāo)菌，并以霉菌和酵母菌數(shù)作為判斷檢樣被霉菌和酵母菌污染程度的標(biāo)志，同時制定了相關(guān)檢品的霉菌和酵母菌數(shù)限量標(biāo)準(zhǔn)。

3．檢驗原則：霉菌和酵母菌計數(shù)常用的培養(yǎng)基，我國多采用高滲察氏培養(yǎng)基、加有抗生素的馬鈴薯一葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅（虎紅）培養(yǎng)基。菌落計數(shù)應(yīng)選取菌落數(shù)在15～150之間的平板作為霉菌和酵母菌數(shù)測定計數(shù)之用。目前我國在糕點類和奶油類食品、藥品、化妝品等檢樣中都規(guī)定了霉菌和酵母菌的檢出限量標(biāo)準(zhǔn)。

二、糞便污染指示菌
（一）大腸桿菌和大腸菌群

1885年Escherich分離出大腸桿菌，并認(rèn)為是人和溫血動物腸道中正常菌群的重要組成部分，為其后以該菌作為環(huán)境被糞便污染的指示菌奠定了基礎(chǔ)。1892年Schardinger首先提出以大腸桿菌作為水源中病原菌指示菌的建議。1893年Theobald Smith指出，大腸桿菌因普遍存在于人和動物的腸道內(nèi)，所以若在腸道外的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)，就可以認(rèn)為是被人和動物的糞便所污染。從此便開始應(yīng)用大腸桿菌作為水源被糞便污染的指示菌。1937年Jordan H．E．提議在衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)上用“大腸菌群”代替“大腸桿菌”，這一建議受到了各國學(xué)者的重視，便逐步以“大腸菌群”代替了“大腸桿菌”作為水質(zhì)和食品被糞便污染的指示菌。目前，世界各國仍采用“大腸菌群”作為糞便污染的指示菌。

1． 大腸桿菌

大腸桿菌以具有β-半乳糖苷酶和β-葡萄糖醛酸酶為其特征。多數(shù)菌種可以在44℃～45℃培養(yǎng)條件下生長。具有發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，分解色氨酸產(chǎn)生吲哚等生化特點。

大腸桿菌在人及動物糞便中大量存在，新鮮糞便中可達(dá)每克10⁹，因此大腸桿菌若在環(huán)境樣品中檢出，可以認(rèn)為該樣品受到了人或動物糞便的污染或用以判斷水質(zhì)消毒處理上的效果不佳。

大腸桿菌雖是較理想的糞便污染指示菌，但是由于它的鑒定方法比較復(fù)雜，有些快速檢驗法，也尚未作為標(biāo)準(zhǔn)方法應(yīng)用，所以，直接用其作為糞便污染指示茵的樣品不多。我國在藥品衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗中，口服藥類規(guī)定不得檢出大腸桿菌。

2．大腸菌群（總大腸菌群）

大腸菌群或稱總大腸菌群是指一群能在35℃～37℃條件下24～48h內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，需氧或兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽胞桿菌。大腸菌群不是細(xì)菌分類學(xué)上的一個名稱，而是人為議定的名詞。符合這些條件的腸桿菌科細(xì)菌主要包括4個菌屬：埃希氏菌屬，在此菌屬中與人類生活密切相關(guān)的僅有一個種，即大腸桿菌；其次有檸檬酸桿菌屬，其代表種有弗勞地拘檬酸桿菌；克雷伯氏菌屬，代表種為肺炎克雷伯氏菌；腸桿菌屬，代表種有陰溝桿菌和產(chǎn)氣桿菌。

3.耐熱大腸菌群（糞大腸菌群）

耐熱大腸菌群或糞大腸菌群即能在44℃～45℃發(fā)酵乳糖的大腸菌群。耐熱大腸菌群的主要組成菌屬與總大腸菌群相同，也包括上述4個菌屬，但主要組成是埃希氏菌屬；克雷伯氏菌屬、檸檬酸桿菌屬及腸桿菌屬所占數(shù)量較少，因為其部分菌種（尤其是來自環(huán)境的菌種）不適于在44℃～45℃溫度下生長。

（二）腸球菌

 腸球菌的生物學(xué)特性：腸球菌是人及動物腸道中正常菌群，自然界分布廣泛，常存在于水、土壤、空氣中。在人糞中所占數(shù)量少于大腸桿菌，每克糞便約含108，在動物糞便中所占數(shù)量較高。

（三）亞硫酸鹽還原梭菌

亞硫酸鹽還原梭菌 的代表種是產(chǎn)氣莢膜梭菌，是人和動物特別是食草動物腸道內(nèi)的常住菌，數(shù)量少于大腸桿菌，每克糞便約為10⁵～10⁶，在自然界有廣泛分布，主要在土壤中；污水、糞肥、空氣或塵埃中也有其存在�？杀蛔鳛榧S便污染的指示菌。這類細(xì)菌的特點是厭氧生長、能形成芽胞、能還原亞硫酸鹽為硫化物。對含氯消毒劑及外界不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗力，在外環(huán)境中存活時間較長。所以若檢樣中產(chǎn)氣莢膜梭菌被大量檢出而大腸菌群數(shù)很少時，則表示檢品曾受過糞便污染，但不是新近的污染，而表示有陳舊性污染。故可以與大腸菌群互補監(jiān)測。常被作為水或土壤衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗中的指標(biāo)菌。有些國家在食品中也規(guī)定了該菌檢出的限量標(biāo)準(zhǔn)。

三、其他指示菌
（一）特定菌與不得檢出的致病菌

1．概念特定菌：是指在某些檢品中規(guī)定不得檢出的菌類，規(guī)定的原則是從這些檢品的使用安全性出發(fā)，依據(jù)國內(nèi)情況，參考國際標(biāo)準(zhǔn)而制定的。其中包括非致病菌（或條件致病菌），以及致病菌。例如藥品、化妝品都規(guī)定了特定菌檢驗的限制范圍，而且根據(jù)給藥途徑不同，對不同的藥品都做了具體規(guī)定。

2． 常用的致病菌指標(biāo)菌

（1）金黃色葡萄球菌；

（2）銅綠假單胞菌通稱綠膿桿菌；

（3）沙門氏菌；

（4）志賀氏菌；

（5）鏈球菌。

（二）特殊環(huán)境的衛(wèi)生指標(biāo)菌

除水、空氣、土壤、食品等為了了解其衛(wèi)生狀況和安全性制定了指示菌及其限量標(biāo)準(zhǔn)外，還有一些領(lǐng)域也需要使用指示菌，在消毒滅菌效果的監(jiān)測中指示菌的應(yīng)用尤為重要。如判斷壓力蒸氣滅菌效果，常以嗜熱脂肪桿菌芽胞為指示菌；判斷電離輻射滅菌或消毒效果，常選用抗輻射性強(qiáng)的短小芽胞桿菌為指示菌；判斷環(huán)氧乙烷滅菌或消毒效果，以枯草桿菌黑色變種芽胞為指示菌。通過檢驗上述指示菌的存活情況，來判斷滅菌或消毒效果及被消毒物品的使用安全性。

（三）腸道病毒的指示微生物

由于大腸菌群對氯等飲水消毒劑的耐受力較某些病毒（如柯薩奇病毒、肝炎病毒）弱，因此認(rèn)為大腸菌群不是水中病毒適宜的指示菌。存在于水中的病毒型別很多，不可能逐一檢查，為便于水中病毒污染或消毒的研究工作，很多學(xué)者進(jìn)行了關(guān)于選擇水中病毒指示微生物的工作，理想的條件是：①檢驗方法簡單；②操作安全；③在被人糞腸道病毒污染的環(huán)境中一定存在，其存在數(shù)量應(yīng)等于或大于腸道病毒的數(shù)目；④對于消毒劑和外環(huán)境的抵抗力應(yīng)與腸道病毒一致或稍強(qiáng)。報告較多的是對脊髓灰質(zhì)炎病毒和大腸桿菌噬菌體的研究。