MPN法测微生物数量
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发布时间：2022-04-25 09:58
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时间：2023-10-11 17:14
1. MPN法的原理
因为细菌在样本内的分布是随机的，所以检测细菌时，可按概率理论计算菌数。如果每份接种样的细菌数平均值为Vl，每个接种管中进入k (k＝0、1、2……)个菌的概率Pn接近于泊松分布。
(1)
式中 V— 样本体积；
l — 样品中的细菌浓度，cfu/ml(g)；
当接种管全部为阴性时，即k = 0，则 Pn =
当取t组稀释度， 每组管数为ni (i = 1, 2, 3, ….) 时，细菌存在的概率为：
(2)
式中 pi — 第i组稀释度中的阳性管数。
例：当取3个稀释度，每组管数为3管时，细菌存在的概率为：
(3)
由(2)式求 ，并令 =0
此条件下求得的l值即为最大可能数(MPN)，对应的P为最大概率。
例：当取3个稀释度，每组管数为3管时，稀释度1 ml(g)，0.1 ml(g)，0.01ml(g)时，阳性
管数分别为2-0-0时，代入(3)式得：
(4)
P对l作图可得：
由(4)式求 ，并令 =0
得l ＝ 90 cfu/100 ml(g)，即MPN值为90 MPN/100 ml(g)；Pmax = 31.9 %；其95%的可置信区间为10~360 cfu/100 ml(g)。
具体含义：当阳性管数为2-0-0时，菌落浓度为90 cfu/100 ml(g)的可能性最大，其概率(P值)为31.9%；当置信度为95 %时，对应的菌落浓度区间为10~360 cfu/100 ml(g)。
3个连续稀释度，每组3个管，不同阳性管数组合对应的MPN值，最大概率值，95%可信区间见附录1。由附录1可见，部分阳性管数并没有列出对应的95%可信区间，是因为这些阳性管数对应的Pmax较小，95%可信区间范围过大，已失去了实际意义[2]。
2.2 MPN法的局限性
相同MPN值，但含义不同
阳性管数 MPN Pmax(%) 95%置信区间
1 ml(g)×3 0.1ml(g)×3 0.01 ml(g)×3 100 ml(g) 下限 上限
0 0 3 90 0.00000 － －
0 1 2 90 0.00035 － －
0 3 0 90 0.00417 － －
2 0 0 90 31.91613 10 360
例如，MPN值为90时，有四种不同情况的阳性管数。阳性管数为“0-0-0”“0-1-2”对应的最大概率(Pmax)极小，此时的MPN值 90 MPN/100 ml(g)无意义，所以在《FDA细菌学手册》中，已删除了这两种情况。阳性管数为“0-3-0” 对应的最大概率(Pmax)为0.00417%，而国标中并没有列出相应的95%置信区间，是考虑到该置信区间过广，已没有很大的指导意义。而阳性管数为“2-0-0”的最大概率(Pmax) 为31.91613%，表明实际的菌落数在10~360 cfu/100 ml(g)之间。
所以，测定MPN值时，要考虑阳性管数。相同的MPN值，代表的实际菌落数范围却有很大的差别。假如你的产品标准为100 MPN/100 g，实测值为90 MPN/100 g (阳性管数“0-3-0”)，那么很难判定你的产品是否合格。
MPN值非连续
在附录1的MPN表中，可见MPN值是不连续的。例如我国某些产品的大肠菌群标准为100 MPN/100 ml(g)或 450 MPN/100 ml(g)，但在MPN表中却没有相应的阳性管数。
MPN值的准确度随Pmax的减小而减小
在附录1的MPN表中，可见不同MPN值对应的Pmax值不同，且随着Pmax值的减小，MPN值的准确度也明显下降，所以在《FDA细菌学手册》中已删除了极低Pmax值(<0.004%)的情况，因为这些Pmax值对应的MPN值没有实际的指导意义[2]。
MPN法检测的隐性成本
MPN法是一种采用数学理论推算，用置信区间描述菌落浓度的一种间接计数法。虽然实验结果以MPN值表示，但MPN值并不能表示实际菌落数，而实际菌落数落在置信区间内的任何一点。
假如你产品的大肠菌群标准为30 MPN/100 g，而当你某个样品的检测结果为90 MPN/100 g，那么你可能会认为你的产品不合格。但是，让我们看一下90 MPN/100 g的置信区间，为10 ~ 360 cfu/100g，也就是说有部分结果为90 MPN/100 g的产品，且实际菌落数在10~30 cfu/100g之间，会被当作不合格产品处理。
另外，30 MPN/100 g的置信区间为<5~90 cfu/100 g (阳性管数0-0-1)或<5~130 cfu/100 g (阳性管数0-1-0)。也就是说部分实际菌落数为30~130 cfu/100g的产品，会被当作合格产品，从而微生物风险增加。
3. 直接计数法
MPN法是一种常见的间接计数法，但其存在一定的局限性。目前，以Petrifilm纸片法[3]、VRB(Violet Red Bile)平板法等直接计数法正越来越得到人们的广泛使用。
MPN法:适用于检测带有大量竞争菌的食品及其原料和未经处理的含少量金*葡萄球菌的食品.
CFU(Colony Forming Units):1ml水样在营养琼脂培养基中,于37°C培养24h后所生长出来的细菌菌落总数. 指示被检水源水受有机物污染的程度，无菌要求高，时间长
两者都是检测的活菌数，但是CFU通过数据直接求数学期望，平均值和方差 MPN是通过极大似然估计，求出分布函数中的参数，置信区间，再估计
