不同臭氧濃度和暴露時(shí)間下臭氧水對(duì)豬腸道普通大腸桿菌的抑菌效果

SIG國際愛荷華食品實(shí)驗(yàn)室

作者: George Kraft, Kraft Science Consulting, 821 Main Street, Boyden, IA 51234

采集的豬腸，然后將其翻過來，用冷水清洗以去除所有可見的污染物，經(jīng)測(cè)試，每克組織中含有6至7.5 log的普通大腸桿菌。這些組織的樣品用不同濃度的臭氧水處理不同的時(shí)間長度，總共30秒。確定濃度低于1ppm時(shí)無顯著的抗e。對(duì)大腸桿菌的影響。在1 ppm及以上的情況下，暴露時(shí)間為1秒，即可實(shí)現(xiàn)顯著殺傷。在1 ppm和高達(dá)2.5 ppm時(shí)，需要15秒的暴露時(shí)間才能達(dá)到很大的大腸桿菌殺傷效果，在3 ppm及以上時(shí)，需要1秒的暴露時(shí)間才能達(dá)到很大的大腸桿菌殺傷效果。

材料:

- 約600厘米新鮮收獲的豬腸

- 120個(gè)無菌Whirl-Pak取樣袋

- 1.2升無菌巴特菲爾德緩沖液

- 120個(gè)通用大腸桿菌的膜板

- 1個(gè)10ml無菌刻度瓶

- 1個(gè)電子移液管(1ml)

- 120個(gè)一次性無菌吸管頭

- 1克刻度

- 1個(gè)恒溫箱，溫度設(shè)為36攝氏度

- 4個(gè)止血鉗(5?")

- 洗豬腸棒

- 180華氏度的水

- 不同濃度的臭氧化水

- CHEMets臭氧濃度測(cè)試試劑盒

-蒸餾水

方法:

樣品暴露-提供臭氧化水的設(shè)備，從直徑約為1厘米的圓形輸出噴嘴連續(xù)流出，流速為3gpm，調(diào)整后臭氧濃度低于1ppm。然后，將新鮮收獲的豬腸滑動(dòng)到一個(gè)釋放非加熱市政用水的洗滌欄上清洗。清洗棒末端的倒鉤鉤住腸道末端，這樣當(dāng)它從清洗棒中取出時(shí)，腸道就會(huì)從內(nèi)到外翻轉(zhuǎn)。這個(gè)過程可以清除腸道內(nèi)所有可見的污染物。在一個(gè)用180華氏度的水消毒過的工作面上，切下一段25厘米長的腸，然后將這段腸切成5段，每段約5厘米長。立即將其中一塊放入無菌的Whirl-Pak取樣袋中作為未處理的對(duì)照進(jìn)行分析。將剩余4片分別用止血鉗直接置于臭氧化水流下，每次1片，持續(xù)1秒，7秒，15秒，30秒。每次暴露后，立即將組織樣本放入無菌Whirl-Pak袋中，并根據(jù)其暴露時(shí)間進(jìn)行標(biāo)記。然后將上述所有操作重復(fù)2次，以獲得該濃度的3個(gè)完整樣本集。然后調(diào)整臭氧設(shè)備以達(dá)到不同的濃度，并進(jìn)行上述操作，為新濃度生成另外3個(gè)完整的樣品?？偣彩褂昧?種不同的濃度，在每種濃度下生成3個(gè)完整的樣本集。請(qǐng)注意，每個(gè)樣品組之間的工作表面和洗滌條都用180華氏度的水消毒。

樣品制備，電鍍和分析-每個(gè)樣品稱重并添加50ml緩沖液。充分灌胃后，每個(gè)樣品按照AOAC官方方法998.08進(jìn)行電鍍和孵育。所有的盤子都被列舉出來，計(jì)算后的結(jié)果以每克組織的cfu的對(duì)數(shù)輸入到表格中。

結(jié)果：

在試驗(yàn) A 中，臭氧濃度為 0.7 ppm，與對(duì)照組相比，在任何暴露時(shí)間以及本次試驗(yàn)的所有 3 組樣品中，大腸桿菌均未見可檢測(cè)到的減少。

在試驗(yàn) B 中，臭氧濃度為 1 ppm，暴露 1 秒后大腸桿菌數(shù)量顯著減少，15 秒后，暴露于臭氧的大腸桿菌（詳情請(qǐng)參閱本報(bào)告的討論部分）均被有效殺死。

在試驗(yàn) C 中，臭氧濃度為 1.5 ppm，與試驗(yàn) B 之間幾乎沒有差別。

在試驗(yàn) D 中，臭氧濃度為 2 ppm，這與之前的任何試驗(yàn)都有明顯差異。據(jù)觀察，暴露后第一秒，幾乎所有暴露的大腸桿菌都被殺死，7 秒后，根據(jù)數(shù)據(jù)，所有暴露的大腸桿菌似乎都被殺死。

在試驗(yàn) E 中，臭氧濃度為 2.5 ppm，與試驗(yàn) D 之間幾乎沒有差別。

在試驗(yàn) F 中，臭氧濃度為 3 ppm，數(shù)據(jù)表明，所有暴露的大腸桿菌在暴露 1 秒后均被殺死。

在試驗(yàn) G 中，臭氧濃度為 3.7 ppm，數(shù)據(jù)顯示，所有暴露的大腸桿菌在暴露 1 秒后均被殺死。可以說，暴露時(shí)間越長，大腸桿菌數(shù)量就會(huì)進(jìn)一步減少，但這種差異可能并不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在試驗(yàn) H 中，臭氧濃度為 4.4 ppm，其結(jié)果與試驗(yàn) G 相同，只是在本次試驗(yàn)中，隨著暴露時(shí)間延長，臭氧濃度進(jìn)一步下降的現(xiàn)象更為明顯（參見本報(bào)告的討論部分）。

下圖顯示了實(shí)驗(yàn)中使用的 8 種臭氧濃度的臭氧水暴露在指定秒數(shù)后存在的細(xì)菌數(shù)量。所有樣品的起始細(xì)菌數(shù)量為 6 到 7.5 個(gè)對(duì)數(shù) (cfu/克)，圖表中看到的第一個(gè)值表示暴露 1 秒后存在的細(xì)菌數(shù)量。

討論：

將每個(gè)樣品直接放在流速為 3 gpm 的臭氧水流中，持續(xù)指定的時(shí)間。雖然這確保了在指定的時(shí)間內(nèi)完全連續(xù)覆蓋腸道的整個(gè)外表面（實(shí)際上是腸道在翻轉(zhuǎn)之前的內(nèi)粘膜表面），但腸道內(nèi)部仍然很少或完全沒有接觸到臭氧水。根據(jù)收獲程序可以假設(shè)這里會(huì)有一些大腸桿菌污染沒有接觸到臭氧水。這得到了以下事實(shí)的支持：在較高的臭氧濃度下，大腸桿菌的對(duì)數(shù)顯著減少在第一秒之后，每個(gè)樣本中的大腸桿菌數(shù)量都大致相同，且從未接近于零。因此，我們假設(shè)這些細(xì)菌在腸道內(nèi)部，從未暴露在外。這些細(xì)菌會(huì)在胃部進(jìn)入緩沖溶液，因此會(huì)在分析時(shí)被計(jì)數(shù)。在本實(shí)驗(yàn)中，在高濃度下，大腸桿菌似乎持續(xù)減少，盡管減少幅度很小，即使在減少幅度趨于平穩(wěn)之后也是如此。這可以解釋為，在每次樣品處理過程中，一些臭氧水進(jìn)入腸道，但只有在高濃度下才能注意到它所實(shí)現(xiàn)的殺滅作用，即試驗(yàn) G，尤其是試驗(yàn) H。

有必要簡要討論一下暴露時(shí)間，因?yàn)橛捎诟鞣N原因，給定的臭氧水樣本（而不是連續(xù)流動(dòng)的水）會(huì)隨著時(shí)間的推移慢慢失去臭氧。一般認(rèn)為，給定的臭氧水樣本中的臭氧將持續(xù)約 20 分鐘。鑒于此，即使暴露時(shí)間為 1 秒，在將樣本放入袋中后，臭氧仍會(huì)有一些殘留的抗菌作用，直到它被消耗并導(dǎo)致持續(xù)的微生物殺滅或從溶液中消散。顯然，水中的臭氧濃度越高，樣本袋中持續(xù)的殺滅作用就越強(qiáng)。

結(jié)論：

該實(shí)驗(yàn)表明，給定濃度的臭氧需要暴露多長時(shí)間才能顯著殺死普通大腸桿菌。顯著殺死可以定義為大腸桿菌細(xì)菌量減少 1 到 2 個(gè)對(duì)數(shù)。根據(jù)這些結(jié)果，具有足夠濃度的臭氧化水將成為一種良好的消毒劑，適用于固定位置噴桿噴灑移動(dòng)傳送帶等應(yīng)用，其中傳送帶表面上的任何給定點(diǎn)在移動(dòng)時(shí)可能僅被噴灑一秒鐘。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，濃度低于 1 ppm 的臭氧對(duì)大腸桿菌幾乎沒有效果，至少在暴露時(shí)間不超過 30 秒的情況下是如此。實(shí)驗(yàn)還表明，濃度為 1 ppm 和 1.5 ppm 時(shí)，效果幾乎沒有差別，但濃度為 2 ppm 及以上時(shí)，效果會(huì)顯著提高。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)臭氧濃度為 2 ppm 或更高時(shí)，使用流速為 3 gpm 的臭氧水，僅暴露 1 秒，這些 5 厘米長的樣品的外表面就可以實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)的減少或更高。