大肠杆菌是一种细菌。它生活在温血动物的肠道里。大多数大肠杆菌没有危害。少数类型的大肠杆菌会让人们生病。它们可能引起腹泻或腹部疼痛。检测大肠杆菌很重要。这能保证我们的食物安全。这能保证我们的饮用水干净。许多实验室都在做这个检测实验。

检测需要准备一些东西。我们需要样品。样品可能是自来水。样品可能是牛奶。样品可能是蔬菜表面洗下来的水。我们需要培养基。培养基是细菌的食物。它帮助细菌生长。常见的培养基是伊红美蓝琼脂。这种培养基有特殊作用。大肠杆菌在上面会长出有金属光泽的菌落。颜色可能是绿色。颜色可能是紫色。我们还需要消毒的工具。我们需要培养箱。培养箱提供合适的温度。大肠杆菌喜欢三十七摄氏度。这个温度和人体内部温度一样。

实验的第一步是收集样品。取一百毫升水样。如果是固体食物，需要先处理。称取二十五克样品。加入二百二十五毫升无菌生理盐水。这是为了把可能有的细菌洗下来。搅拌均匀。这样得到样品液体。

下一步是样品处理。样品里细菌可能很少。我们需要让细菌变多。这个过程叫做增菌。取一部分样品液体。把它加到液体培养基里。液体培养基是营养肉汤。它营养丰富。细菌在里面长得很快。把瓶子放进培养箱。温度调到三十七摄氏度。等待二十四小时。细菌会大量繁殖。这样更容易检测到它们。

时间到了。取出瓶子。下一步是分离细菌。用接种环蘸取增菌后的液体。接种环是金属丝做的圆圈。它在火焰上烧过。这能杀死别的细菌。这叫灭菌。把接种环轻轻点在固体培养基表面。固体培养基在平板里。平板是一个圆圆的塑料盖子。下面是一个圆盘。固体培养基在里面凝固了。我们用接种环在培养基表面划线。划线的动作是来回画线。第一区画几条线。把接种环烧一下冷却。从第一区的线里引出几根线到第二区。再烧一下接种环。从第二区的线里引出几根线到第三区。这样做的目的是让细菌越来越少。最后可能得到单个细菌形成的菌落。一个菌落是成千上万个细菌堆在一起。它来自最初的一个细菌。

划好线的平板放进培养箱。还是三十七摄氏度。等待二十四到四十八小时。时间到了。打开培养箱。取出平板。观察平板的表面。看看有没有菌落生长。大肠杆菌在伊红美蓝琼脂上很特别。它的菌落比较小。菌落是黑色的。仔细看有金属光泽。光照下会反光。别的细菌可能长成粉色的菌落。或者没有光泽的菌落。我们把可疑的菌落标记出来。用笔在平板底面上画个圈。

下一步是确认实验。一个菌落可能还不是大肠杆菌。我们需要更多的证据。用灭菌的接种针挑取一点标记的菌落。把它接种到新的试管里。试管里有另一种培养基。这种培养基叫乳糖发酵管。它含有乳糖和指示剂。大肠杆菌能发酵乳糖。发酵乳糖会产生气体。还会产生酸。指示剂遇到酸会变色。如果试管里的液体从紫色变成黄色。如果试管里的小倒管出现气泡。这说明细菌发酵了乳糖。这是大肠杆菌的一个特点。

乳糖发酵实验阳性还不够。我们还需要做革兰氏染色。这是看细菌样子的方法。用接种环挑一点菌。把它涂在干净的玻璃片上。在火焰上稍微加热。这能让细菌固定在玻璃片上。滴加结晶紫溶液。等待一分钟。用水轻轻冲掉。滴加碘液。等待一分钟。冲掉。滴加酒精脱色。等待三十秒。冲掉。滴加复染液沙红。等待一分钟。冲掉。用纸轻轻吸干水分。把玻璃片放在显微镜下。调好光线。用油镜观察。油镜放大倍数很高。可以看到单个细菌。大肠杆菌是革兰氏阴性菌。染色后是红色的。它们是杆状的。短短的小棍子。它们可能单个存在。它们可能成对出现。

如果染色结果符合。我们还要做最后的测试。这个测试叫IMViC试验。这是四个小实验的合称。它们是吲哚试验。甲基红试验。伏普试验。柠檬酸盐试验。具体做法比较复杂。简单说就是准备四种不同的试管。把细菌接种进去。培养一段时间。看颜色变化。大肠杆菌的典型结果是。吲哚试验阳性。加试剂后出现红色环。甲基红试验阳性。加试剂后变成红色。伏普试验阴性。加试剂后不变红。柠檬酸盐试验阴性。培养基颜色不变蓝。这四个结果组合在一起。基本可以确定是大肠杆菌。

实验做完了。我们要记录结果。在实验本上写下所有步骤。写下观察到的现象。拍下照片。平板的照片。显微镜的照片。试管颜色变化的照片。这些是证据。根据所有结果做出判断。样品中是否检出大肠杆菌。如果检出了。要报告菌落数量。计算每毫升或每克样品里有多少。这个数字很重要。饮用水标准规定大肠杆菌不得检出。食品标准也有严格规定。

这个实验的意义很大。它保护人们的健康。自来水厂天天做这个检测。食品工厂也做这个检测。餐馆的厨师要注意卫生。他们处理生肉后要洗手。生肉可能有大肠杆菌。洗手可以防止污染别的食物。家里做饭也一样。生熟菜板要分开。肉要彻底煮熟。这些好习惯能防止病从口入。

实验也会遇到问题。可能培养基污染了。空气中别的细菌落进去了。结果就不准了。所以要在干净的操作台工作。操作台打开紫外线灯照三十分钟。能杀死表面的细菌。实验者要穿白大褂。要戴手套。动作要快。减少样品暴露在空气中的时间。接种环每次都要烧红。这些细节保证实验可靠。

大肠杆菌检测方法一直在进步。传统方法需要好几天。现在有更快的方法。比如酶联免疫吸附法。几个小时就有结果。比如聚合酶链式反应。这种方法检测细菌的基因。非常灵敏。非常快速。但传统方法仍然是基础。许多实验室还在用。它成本低。结果可靠。教学实验室也用它。学生能亲手操作。能亲眼看到细菌生长。这对学习微生物知识很有帮助。

我们通过这个实验了解看不见的世界。水看起来清澈。可能里面藏着细菌。食物看起来新鲜。也可能不干净。检测实验像一双眼睛。它帮我们看清危险。它让我们生活更安全。科学家继续研究更好的方法。工厂严格执行检测标准。每个人注意个人卫生。大家一起努力。才能有效控制有害细菌。