《International Journal of Food Microbiology》：Development of selective medium for rapid pre-enrichment of
Bacillus cereus from infant formula powder
编辑推荐：
•通过响应面法（RSM）优化的培养基使 6 小时内 蜡状芽孢杆菌 的计数比商业培养基提高了 37%。•头孢他啶完全抑制革兰氏阴性菌群，而不抑制微量 蜡状芽孢杆菌。•仅需 6 小时富集，与快速检测工作流程兼容。•MALDI-TOF 验证了来自加标婴幼儿配方奶粉的纯目标菌株。引言
- •
通过响应面法（RSM）优化的培养基使 6 小时内 蜡状芽孢杆菌 的计数比商业培养基提高了 37%。
- •
头孢他啶完全抑制革兰氏阴性菌群，而不抑制微量 蜡状芽孢杆菌。
- •
仅需 6 小时富集，与快速检测工作流程兼容。
- •
MALDI-TOF 验证了来自加标婴幼儿配方奶粉的纯目标菌株。
引言
蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）是一种普遍存在的革兰氏阳性产芽孢细菌，广泛分布于土壤、乳制品原料及食品加工环境中。其内生孢子表现出对热应激的极强抵抗力；先前研究证实，乳制品工厂采用的标准巴氏杀菌和常规高温灭菌无法完全灭活 蜡状芽孢杆菌 芽孢，这些芽孢在温暖、营养丰富的复水条件下极易萌发为增殖的营养细胞（Dai et al., 2024; Tirloni et al., 2022）。矛盾的是，常规热处理步骤可能会消除竞争性革兰氏阴性菌群，从而间接为存活的 蜡状芽孢杆菌 芽孢创造选择性富集生态位，并加速病原体从工厂环境储库向终端消费者传播（Liu et al., 2025）。污染可发生在从原奶采集、原料混合到成品包装的任何环节（Maktabdar et al., 2024）。
婴幼儿配方奶粉（PIF）是非母乳喂养新生儿的唯一营养来源，其不成熟的免疫系统使他们极易受到食源病原体感染。2026 年，多起由产生 cereulide 毒素的 蜡状芽孢杆菌 菌株引发的跨国大规模召回涉及多个主流 PIF 品牌，将全球注意力引向这一隐藏的乳制品安全隐患，受污染批次分发至近 50 个国家。临床观察证实，六个月以下的婴儿在摄入受毒素污染的配方奶粉后，容易出现严重脱水和电解质紊乱，严重情况甚至引发住院，凸显了对婴幼儿配方奶粉原料和成品中快速、可靠的 蜡状芽孢杆菌 筛查策略的迫切需求（Sonji et al., 2026）。
近几十年来，包括实时聚合酶链反应（PCR）、生物传感器和微流控芯片在内的分子快速检测技术大大缩短了食源性病原体的鉴定周期，然而几乎所有这些高灵敏度平台都依赖于目标细菌的充分预富集，以克服低初始芽孢负荷和复杂食品背景菌群的干扰（Zhou et al., 2023）。传统的通用预富集培养基，如胰大豆胨肉汤（TSB）和脑心浸液肉汤（BHI），支持广谱微生物生长且不添加选择性抑制剂，允许 沙门氏菌、克罗诺杆菌 及其他在 PIF 中禁止的肠杆菌科细菌共同增殖。标准的选择性固体培养基，如甘露醇卵黄多粘菌素（MYP）琼脂，需要较长的孵育时间，且无法直接与微流控检测系统耦合，严重限制了整体检测通量。现有的 蜡状芽孢杆菌 选择性富集肉汤往往存在营养比例次优和抑制剂浓度不平衡的问题，需要 prolonged 培养才能达到可检测的细菌浓度，无法满足微流控和分子筛查工作流程的快速响应需求。
为解决上述技术缺陷，本研究开发了一种用于婴幼儿配方奶粉中 蜡状芽孢杆菌 检测的新型选择性短时预富集培养基，以支持微流控和 PCR 快速检测前的预富集程序。初始阶段对包括 TSB、BHI、营养肉汤（NB）和 MYP 肉汤在内的商业基础肉汤进行了筛选。随后，采用响应面法（RSM）优化了快速预富集培养基配方的关键营养成分。接着进行了选择性抑制剂的系统筛选，以获得能够完全抑制 沙门氏菌、克罗诺杆菌 和肠杆菌科细菌，同时对 蜡状芽孢杆菌 生长影响微乎其微的配方。最后，建立了一种适用于下游微流控快速检测的高效率液体预富集系统。该优化培养基缩短了目标微生物的增殖周期，消除了背景病原体干扰，为婴幼儿配方产品的高通量、快速安全筛查提供了简化的预处理方案。
章节片段
菌株与培养基
本研究使用的非标准菌株 蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）A 分离自南通金海特生物科技发展有限公司（Kinghunt）的生产车间。该分离株的种级身份通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS, Kinghunt i4000）进行了验证，得出鉴定得分为 2.28（≥2.00，可靠的种级鉴定），并通过全基因组测序（WGS）进一步确认，
不同基础培养基短期富集效果比较
图 2 展示了 蜡状芽孢杆菌 在 0–6 小时内四种基础培养基中的生长动态。尽管该菌株能在所有培养基中生长，但观察到增殖效率存在明显差异。短期富集能力对于快速病原体检测至关重要。在本研究中，蜡状芽孢杆菌 的快速生长阶段发生在 5–6 小时孵育期。生长曲线比较显示，NB 培养基表现出最好的促生长能力。在 6 小时静止培养内，NB 培养基支持
讨论
蜡状芽孢杆菌 芽孢具有极强的耐热性，能存活于常规乳制品灭菌工作流程中，并在生产和包装过程中轻易污染婴幼儿配方奶粉（PIF）（Yuan et al., 2025）。免疫系统尚未发育完全的婴儿在摄入受 cereulide 毒素污染的配方奶粉后面临严重的健康风险，这可能引发需要住院治疗的严重胃肠道疾病，使得对微量 蜡状芽孢杆菌 的监测成为全球食品安全法规的 essential
结论
在本研究中，开发了一种添加 1.0 mg/100 mL 头孢他啶的快速选择性预富集肉汤，用于婴幼儿配方奶粉中微量 蜡状芽孢杆菌 的检测。通过响应面法优化了基础培养基的关键营养成分，将目标富集时间缩短至仅 6 小时，突破了传统培养方法的长期孵育瓶颈。选择性抑制剂验证表明，头孢他啶完全抑制了 大肠杆菌 的生长，
CRediT 作者贡献声明
Xinzhang Li: 撰写 – 初稿，可视化，方法论，调查，数据管理，概念构思。Huiling Chen: 撰写 – 审阅与编辑，可视化，调查，形式分析。Xiaoli Wang: 监督，方法论。Yuting Zhang: 监督，方法论，经费获取。Nandi Zhou: 监督，资源，经费获取。
利益冲突声明
作者声明无竞争性经济利益且无利益冲突。
致谢
本工作得到 国家重点研发计划（2023YFF1105300）和 国家自然科学基金（62301234）的支持。
Xinzhang Li|Huiling Chen|Xiaoli Wang|Yuting Zhang|Nandi Zhou
