浅谈食品微生物检测实验室的设计

芦　云　胡　斌　陈会君　吴玉平

（中国检验检疫科学研究院北京100123）

浅谈食品微生物检测实验室的设计

芦云胡斌陈会君吴玉平

（中国检验检疫科学研究院北京100123）

针对食品微生物检测实验室的组成和功能进行了阐述，并依据无回路原则对实验室的平面布局和重点需要关注的内容进行了讨论，可为食品微生物检测实验室的设计和建设提供实用性的参考。

食品微生物；洁净室；生物安全

1　前言

随着人们生活水平的提高，食品安全已成为影响人民群众生命健康和社会稳定的重大公共安全问题。另一方面，食源性致病菌引起的人类伤害事件频发，严重性日益凸显。如，我国2004年安徽阜阳出现的大头婴儿事件，阪崎肠杆菌被称为其中的隐形杀手；2007年开始，美国先后发生了花生酱、西红柿、开心果以及鸡蛋感染沙门菌事件；2011年，欧洲多国致多人感染和死亡的毒黄瓜事件（肠出血性大肠杆菌O104）；2013年，新西兰恒天然毒奶粉事件（生孢梭菌）。

食源性致病菌事件频发，食品微生物检测责任重大。微生物检测的结果作为食品安全性和卫生学重要指标为政府部门风险评估、安全监督提供了重要依据和技术支持，因此检测结果的客观真实性和准确性显得尤为重要［1］。而微生物实验室是承担微生物检测的重要场所，其设计是否合理，建造是否能满足实验需求，不仅关系到实验效率和使用便捷性，更对实验结果的准确性有着至关重要的影响。

目前食品微生物检测实验室的建造、布局并没有统一标准，本文从食品微生物检测实际经验出发，对食品微生物检测实验室的设计进行了阐述和讨论，希望对需要建造食品微生物实验室的同行和相关从业人员有所帮助。

2　食品微生物检测实验室的分区和功能

按照CNAS-CL09：2013《检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明》“5.3设施和环境条件”规定，微生物实验室的建设、总体布局和设施应能满足从事检验工作的需要，并以能获得可靠的检测结果为重要依据，且符合所开展微生物检测活动生物安全等级的要求。

根据以上原则以及检测工作的需要，检测设施主要包括准备间、高温间、洁净间、培养间、可疑致病菌的鉴定区、污染物处理区以及洗刷间。此外，根据实际需要还应配备样品储存区、标准菌株的储藏间以及仓库。

（1）准备间。功能上应涵盖培养基的称量、制备和保存；天平间、制水间可包含在此区域中。根据功能和面积大小，可再对准备间进行合理划分。

（2）高温间。培养基的湿热灭菌；玻璃器皿的干热灭菌等。此区域应独立，最好有排风设施。

（3）洁净间。样品检测应在洁净区域进行［2］，所有样品的前处理均在此区域操作。

（4）培养间。食品微生物检测需要的培养温度较多，需要专门区域放置培养箱；建议培养所需的水浴锅也放置于此。霉菌的培养应与细菌的培养分开。从事保健食品注册检验的机构需有专门的霉菌实验室。

（5）污染物处理区。经过处理的样品、中间培养物以及可疑菌鉴定接触到的多种废弃物均要经过无害化处理。

（6）洗刷间。经过无害化处理的玻璃器皿在此区域内进行洗刷，烘干和放置。

除了以上主功能区，食品微生物检测实验室还应有试剂耗材储存库，储存流转量较大的玻璃器皿、防护装备以及试剂耗材和培养基等；样品储存区，需要放置已检和未检样品。此外，实验室还需要空间放置中间培养物以及标准菌株。

3　实验室平面布局

过于繁复的平面布局，只能增加使用中的不便，并不能真正起多少实际作用；一些实际工程由于平面布局不合理，不仅影响实验室的有效使用面积，还增加了初投资和管理难度。因此，一个完善合理的布局非常重要［3］。

实验室布局设计宜遵循“单方向工作流程”原则［4］或称为“无回路原则”［5］，减少和避免潜在的污染和生物危害。

微生物实验室应设计成独立区域，按照各个功能区的分布和单方向原则根据场地进行设计。根据“《检验检测实验室设计、建设的技术要求食品检测实验室》征求意见稿”，食品微生物检测实验室典型布局参见图1。

图1食品微生物检测实验室典型布局图

图1中，包含了主要的检测设施。从布局上说，准备间放在中间，与洁净室、培养室、鉴定室及高压灭菌室均相邻，工作流程便利、顺畅；样品先进入洁净室，然后依次是培养间、鉴定室，最后是废弃物的处理，基本满足“单方向工作流程”原则或“无回路原则”。

但是从实验室的功能上来说，样品的前处理需要在洁净区完成，然而图1在此处放置了一台生物安全柜。笔者认为其不是用来进行病原微生物的分离鉴定的：一方面存在使样品污染的可能性；另一方面，鉴定室的建立失去了意义。但若是出于处理低污染样品时防止污染室内空气考虑的话［6］，低污染样品的概念很难定义。此外，进行食品病原微生物的分离鉴定工作应在二级生物安全实验室（Biosafety level 2，BSL-2）进行［2］，此处的鉴定室应理解为BSL-2，生物安全柜应放置在此区域中［5］；高压灭菌室可进一步分为污物高压和非污物高压。调整后的布局图见图2。

图2　食品微生物检测实验室典型布局调整图

此外，检测人员的办公区或休息区应与实验区分开，但不应相距过远。

各个机构在建立食品微生物检测实验室时，可将样品存放间、霉菌实验室、标准菌株存放及仓库等辅助设施根据场地大小合理添加布局。

4　关键区域和注意事项

4.1关键区域

样品检测应在洁净区域进行，超净工作台和洁净室均可以满足要求［2］。超净工作台空间有限，适用于样品量少，操作简单的样品。但在实际检测中，考虑到工作效率，洁净室才是进行微生物检测前处理的最关键场所，可有效防止样品的二次污染。

关于病原微生物的鉴定，依据国家对病原微生物的分类和管理规定，将病原微生物分为四类，第一类、第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物。根据以上生物安全防护水平，对应将实验室分为一级、二级、三级、四级。一级、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动；三级、四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动［7］。食品微生物检测实验室接触的病原微生物一般为第三类和第四类，故建造生物安全二级实验室即可以满足要求。

4.2注意事项

综上所述，洁净室在食品微生物检测中起着至关重要的作用，在进行建设时，有以下几点需要格外关注。

（1）洁净度要求。

我国目前尚无食品微生物洁净室设计规范，对洁净室的洁净度无明确要求。在2014年国家标准委发布的《检验检测实验室设计、建设的技术要求食品检测实验室》征求意见稿中，也未做具体要求。一般来说，在10000级（7级）的洁净室中进行食品微生物检测可以达到要求［1］。根据GB 50073《洁净厂房设计规范》的规定，洁净度等级可选择两种控制粒径。对于生物安全实验室，应选择0.5μm和5μm作为控制粒径。对于二级生物安全实验室，对洁净度并未作要求，但为保护实验环境，延长生物安全柜的使用寿命，建议采用机械通风，并加装过滤装置，并保持一定的负压（不小于-5Pa）［8］。此外，根据使用的频率、样品的洁净度以及日常监控结果，定期安排有资质的机构对洁净室的各项技术参数进行检测。一般检测时间最长间隔为12个月，但浮游菌和沉降菌一般为6个月［9］。

（2）消毒灭菌系统。

在实验室建造时，除了考虑装饰材料的耐腐性以及控温控湿系统滋生细菌的问题外，日常的消毒灭菌也需要考虑。

洁净室常用的灭菌方式有紫外线灯灭菌和气体灭菌。紫外线灯灭菌为表面灭菌，对内部和背阴面不起作用；波长为253.7 nm的紫外线灭菌效果最好［10］，但需要定期检测紫外灯的照度。紫外线表面消毒效果评价方法可参照GB15981《消毒与灭菌效果的评价方法与标准》进行。此外，灯管开关应安装在门外。

紫外线波长短，灭菌效果有限。若考虑对整个洁净间进行彻底灭菌，可采用气体熏蒸，如臭氧熏蒸［11］、过氧乙酸熏蒸［12］等方法，但要注意在人员进入前进行有效通风。

除上述灭菌方式外，实验室常用的用于设备、台面表面消毒的液体消毒剂有次氯酸盐、乙醇、甲醛和戊二醛等。消毒效果可参见GBT 27405《实验室质量控制规范食品微生物检测》，实验室可根据自身情况选择消毒剂的种类。

（3）慎重选择设计和施工单位。

洁净室设计和施工有很强的专业性，如在空调系统中过滤器的选择和送风量（换气次数）的计算、生物安全实验室的空气净化和负压控制系统的设计、计算等，一定要找有设计和施工经验的公司，并令其提供设计案例。有条件的话，最好能对其提供的案例进行拜访并了解效果。前期还要跟设计、施工单位进行很好的沟通，以便让设计施工单位充分了解使用者需求。好的设计公司，不仅能满足使用者的使用要求，更能降低实验室后期的运营成本和维护成本。

（4）重视工程监理和验收。

洁净室建筑装饰的质量在于气密性、不产尘、不积尘、易清洁。实验室建设时，应由具有专业监理资质和经过专业培训的监理机构实行全过程监理。此外，验收是很重要的一个环节，施工验收包含工程验收和使用验收；工程验收又包含分项验收、竣工验收和性能验收3个阶段。在验收前，应由相关各方明确商定验收标准［9］，检测的内容包括实验室的严密程度、房间压差、洁净度、新风量、气流流向、高效过滤器检漏、洁净度级别等多个方面［3］。

5　总结

微生物实验室的合理布局、洁净室环境的控制是微生物检测的基础和保障。除了硬件条件，食品微生物检测从采样、样品前处理、培养、转接到鉴定，是时间跨度长而又连续的过程，微生物实验室人员的责任心、操作的规范性以及实验室质量体系的建立和遵守均对检测结果有着至关重要的影响。作为实验室的工作者，应严格遵循上述每一个环节的操作规程，保证检测结果客观、真实地反映产品质量情况。

［1］颜松.食品微生物无菌室的内部质量控制分析［J］.质量技术监督研究，2013，6 36-40.

［2］GB 4789.1-2010食品安全国家标准食品微生物学检验总则［S］.

［3］王清勤，许钟麟，张益昭，等.生物安全洁净室工程设计和施工中应注意的问题［J］.洁净与空调技术，2004，1：19-22.

［4］CNAS-CL09：2013检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明［S］.

［5］GB 19489-2008实验室生物安全通用要求［S］.

［6］GB 50073-2013洁净厂房设计规范［S］.

［7］国务院.病原微生物实验室生物安全管理条例［A］.中华人民共和国国务院令第424号.

［8］GB 50346-2004生物安全实验室建筑技术规范［S］.

［9］GB 50591-2010洁净室施工及验收规范［S］.

［10］刘照生.生物洁净室的设计特点［J］.设计参考，2000，30（1）：46-47.

［11］GB/T 27405-2008实验室质量控制规范食品微生物检测［S］.

［12］莫炳成，王小林，王珍.用过氧乙酸作室内消毒剂的体会［J］.西北药学杂志，1997，3：143.

Discussion on Design of Food Microbiology Detection Laboratory

LU Yun，HU Bin，CHEN Huijun，WU Yuping
（Chinese Academy of Inspection and Quarantine，Beijing，100123）

This paper expounds the composition of food m icrobiology detection laboratory and its function.Meanwhile，layout of the laboratory based on the principles of no circuit and key content need to pay attention to are discussed.This can provide practical reference value for the design and construction of food m icrobiology detection laboratory.

Food Microbiology；Clean Room；Biology Safety

R446.5

E-mail：luyun@caiqtest.com

2015-10-28