文章
在 EMB 琼脂上读取 E. coli 和其他菌落外观

一名学生将未知样品划线接种到伊红美蓝琼脂(EMB agar)上,培养过夜后,看到一块带有绿色闪光的深色菌落平板。笔记中写着“E. coli,已确认”。这个结论超出了该平板能够支持的范围。该平板显示的是特定条件下的生长和发酵表型。物种身份是另一个需要独立证据支持的结论。
本指南将 EMB 琼脂结果视为一种解读任务。它解释其基本原理,通过带有对照的示例性平板图谱进行说明,并指出教科书式图像可能产生误导的情况。
平板背后的原理
EMB 琼脂同时具有选择性和鉴别性。染料伊红 Y 和亚甲蓝会抑制许多革兰氏阳性菌,因此该培养基更适合革兰氏阴性菌生长。同样的染料也充当指示剂:当微生物发酵可用糖类并产生足够的局部酸时,菌落会大量吸收染料,变为深紫色至蓝黑色。强烈产酸时,菌落表面可能显示出金属绿色虹彩。ASM 关于伊红美蓝琼脂平板的实验方案描述了这种选择和鉴别的结合,并提供了用于教学的参考照片。
在读取任何结果之前,有一个细节很重要:确认所使用的配方。较旧的 Holt Harris Teague 配方含有乳糖和蔗糖,而 Levine EMB 仅含乳糖。能够发酵蔗糖但不能发酵乳糖的微生物,例如许多 Serratia marcescens 分离株,在两个版本上的表现可能不同。EMB 培养基制造商文档明确说明了这一配方差异。在笔记中记录制造商和配方,并与结果一起保存。
未接种的制备型 EMB 琼脂通常呈红棕色至红紫色,有时带有绿色调或细小沉淀。这种背景颜色不是生长。将每次观察结果与未接种平板或记录的基线进行比较,并在 35 至 37 C 下有氧培养约 18 至 24 小时后读取主要平板,除非教学方案另有规定。延长培养时间可能会改变发酵外观。
如何观察平板
使用两种光线。首先在反射光或斜射光下检查平板并倾斜观察:金属光泽具有虹彩效果,可能会随观察角度出现或消失。然后使用透射光观察菌落颜色和深色中心。从充分分离的菌落开始观察,因为菌落拥挤和相邻菌落会改变局部酸积累,并可能抑制或增强颜色。ASM 图像集直接展示了这一点:混合培养中的 E. coli 可能失去预期光泽,因为周围微生物改变了酸性环境。
在条件允许时加入对照。常见教学组合包括用于显示蓝黑色和金属光泽表型的 E. coli ATCC 25922,用于显示无色表型的非发酵菌(如 Salmonella Typhimurium ATCC 14028 或 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853),以及作为抑制控制的革兰氏阳性菌(如 Enterococcus faecalis 或 Staphylococcus aureus),这些均列于 EMB 培养基标准 QC 表中。如果阳性对照缺少光泽,应先怀疑培养条件、菌落拥挤或配方问题,而不是先怀疑未知样品。
示例性平板图谱
下面的平板为生成的示意图,并非真实培养物照片。它们展示的是需要观察的模式,而不是任何单一菌株的精确颜色。请将其与 ASM 参考照片以及教学实验室中的真实平板进行比较。
平板 1:EMB 琼脂上的 Escherichia coli,高效乳糖发酵菌

EMB 琼脂上的 E. coli 通常呈深紫色至蓝黑色,常带有深色中心,并因强烈产酸而显示金属绿色光泽。光泽是学生寻找的经典现象,但应将其视为支持性证据,而不是定义性特征。光泽强度会因菌株、培养时间、菌落密度和观察角度而变化。没有光泽并不能排除 E. coli,而没有光泽的深色菌落也可能来自其他发酵菌。对于任何后续工作,应选择充分分离的菌落,而不是从拥挤区域读取结果。
平板 2:EMB 琼脂上的 Klebsiella pneumoniae,黏液性发酵菌

EMB 琼脂上的 Klebsiella pneumoniae 通常形成大型、有光泽、黏液状的菌落,颜色从粉紫色到棕紫色,常有深色中心,但通常没有明显金属光泽。类似形态也会出现在相关发酵菌(如 Enterobacter)中。黏液质地和菌落大小都是观察内容的一部分:一个小而扁平的粉色菌落,与一个大型隆起的黏液菌落,其判断意义不同。与 E. coli 一样,该平板显示的是发酵表型,而物种级别命名需要下文所述的生化确认。
平板 3:EMB 琼脂上的 Salmonella 和其他非发酵菌,无色菌落

EMB 琼脂上的 Salmonella 以及相关非乳糖发酵菌,包括 Shigella 和许多 Pseudomonas 分离株,通常生长为无色至半透明或浅琥珀色菌落。某些配方和条件可能产生轻微粉色调,因此浅粉色菌落并不自动表示为发酵菌。EMB 不能区分 Salmonella、Shigella 或其他非发酵菌;这种区分需要依靠后续检测。还需注意,已有文献记录乳糖阳性的 Salmonella 菌株可形成类似 E. coli 的金属菌落,这进一步说明单个平板无法得出最终结论。
平板 4:Serratia marcescens 与配方陷阱
Serratia marcescens 需要单独讨论,因为学生经常期待看到红色菌落,随后错误解读平板。大多数临床分离株不发酵乳糖,因此在 Levine EMB 上通常呈浅色至轻微着色。由于许多分离株能够发酵蔗糖,含蔗糖配方可能产生更深颜色或与产酸相关的反应。在 35 至 37 C 下也不要期待经典的红色灵菌红素(prodigiosin)色素;在培养箱温度下色素产生并不可靠。当方案在 EMB 琼脂上提到 Serratia marcescens 时,应确认该描述所采用的配方。关于 Serratia 代谢的综述总结了导致这一陷阱的乳糖阴性和蔗糖可变模式。
平板 5:对照和受抑制微生物

革兰氏阳性菌,例如 Staphylococcus、Enterococcus、Streptococcus 和 Bacillus,通常会在 EMB 琼脂上受到抑制或明显减少生长,但这种抑制并非对每个菌株都绝对有效。对照组使结果解读更加可靠:E. coli 对照应显示良好生长、蓝黑色和光泽,非发酵菌对照应显示无色生长,而抑制对照应显示少量或无生长。如果抑制对照生长良好,说明选择性步骤失败,该批次上的所有其他结果都应受到质疑。染色方法回答的是不同问题;关于实验室载玻片染色方面,请参阅亚甲蓝染色图谱。
有限比较
| EMB 琼脂上的观察结果 | 可能含义 | 它不能证明的内容 |
|---|---|---|
| 斜射光下带绿色光泽的深蓝黑色菌落 | 强烈发酵,E. coli 是主要候选者 | 物种身份;其他强发酵菌也可能产生光泽 |
| 大型黏液状粉紫色菌落,无光泽 | 具有荚膜特征的发酵菌,Klebsiella 是候选者 | 特定为 Klebsiella pneumoniae;Enterobacter 外观相似 |
| 无色或半透明菌落 | 非乳糖发酵菌,例如 Salmonella、Shigella、Pseudomonas | 哪一种非发酵菌;Salmonella 与 Shigella 需要其他检测区分 |
| 预期应为红色但出现浅色菌落 | 可能是 37 C 下仅含乳糖 EMB 上的 Serratia | Serratia 缺失;检查配方和温度 |
| 无生长或仅有微小受抑制菌落 | 可能是革兰氏阳性菌抑制 | 无菌性或身份;某些菌株可逃避抑制 |
三个句子可以概括这些误导性外观。深色不等于 E. coli,因为 Klebsiella、Enterobacter 和其他发酵菌也会形成没有光泽的深色中心。粉色不等于 Klebsiella,因为中等或缓慢发酵菌以及某些名义上的非发酵菌也会呈现粉色或淡紫色。光泽不等于确定的 E. coli,因为其他强发酵菌也可能产生光泽。教学方案及其中的混合培养图展示了这些情况。
确认限制
EMB 琼脂报告的是表型,而不是物种。不同微生物可能具有相同的菌落外观,而同一种微生物也可能因菌株、培养时间、拥挤程度、配方和培养条件不同而偏离教科书描述。因此,教学和临床流程通常将 EMB 形态视为推定性结果。
可靠的学生工作流程是:描述分离菌落(大小、颜色、中心、斜射光下的光泽、黏液特征),记录配方、培养时间和温度以及对照;然后将充分分离的菌落重新培养至纯培养,再进行任何确认检测。常见后续检测包括革兰氏染色加 IMViC 反应,用于推定 E. coli 和大肠菌群鉴定;肠道菌可使用 TSI 或 KIA 以及针对性的生化检测组合;根据任务要求,还可使用血清学、MALDI TOF 或其他经过验证的鉴定方法。关于 EMB 在选择性和鉴别性肠道培养基中的作用背景,请参阅肠道培养基介绍以及 革兰氏染色后续检测。关于蓝色载玻片染色能够证明和不能证明什么的相关问题,亚甲蓝染色图谱以相同原则区分观察结果和结论。
先记录观察结果,再写结论。“在 Levine EMB 上培养 24 小时后观察到深蓝黑色菌落,绿色光泽随角度变化,符合强烈乳糖发酵特征”是合理的。“E. coli,已确认”则需要平板本身无法提供的确认步骤。