微酸性電解水對人員手部和即食蔬菜消毒效果的研究

陳清艷 上海旺旺食品集團有限公司，上海 201103

微酸性電解水(slightly acidic electrolyzed water, SAEW) 是利用有隔膜或無隔膜電解槽將鹽酸和(或)氯化鈉水溶液電解，生成以次氯酸(有效氯含量為40 mg/L～80 mg/L)為主要殺菌成分的酸性水溶液(pH 5.0～6.5)。微酸性電解水適用于衛生手、皮膚和黏膜的消毒，食飲具、食品加工器具及瓜果蔬菜的消毒，一般物體表面和環境表面的消毒，織物類物品的消毒，口腔綜合治療臺水路的消毒[1]。關于酸性電解水的殺菌機理，趙莉推測，酸性電解水之所以能夠殺滅微生物，是因為作用后細菌細胞膜的通透性改變，蛋白合成能力的改變，一些能量代謝過程也因此發生改變，包括ATP能量合成途徑、糖酵解途徑[2-3]。

微酸性電解水因其具有其他消毒產品無可替代的廣譜、安全、環保的優良特性，在國內外相關領域具有廣泛的推廣和應用價值[4]。國內各研究單位、醫療機構及院校也對電解水的殺菌機理、安全性、消毒殺菌效果、穩定性等進行了大量研究，微酸性電解水對果蔬類、水產品類、肉源性生鮮食品的保鮮作用[5-15]，在食品加工行業的生產環境、冷卻水、人員手部衛生、加工設備、工器具及運輸工具的微生物消毒控制方面的研究和應用效果也得到認可[16-17], 同時也證實了SAEW在畜牧業環境微生物控制和表面微生物殺滅效果的有效性[18-20]。微酸性電解水在臨床領域如空氣消毒、物體表面消毒的應用研究也取得了一定的進展，特別是內窺鏡、口腔醫療器械、醫務人員手及皮膚的消毒、創面及炎癥治療等進行了大量試驗，并顯示出良好的效果[21-24]。另外，微酸性電解水在農業領域，可能通過抑制基質中有害微生物的生長來促進番茄幼苗生長[25]。利用SAEW能夠有效控制豆芽菜發制過程中的微生物污染，避免微生物污染導致的爛根問題[26-27]。本研究參考《消毒技術規范》(2002版)[28]和《GB/T 38502-2020 消毒劑實驗室殺菌效果檢驗方法》[29]驗證了SAEW實驗室殺菌效果和對人員手部、黃瓜和生菜現場試驗的消毒效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1試驗菌株 大腸桿菌8099、金黃色葡萄球菌ATCC6538：中國工業微生物菌種保藏管理中心。

1.1.2試劑培養基 稀釋液(0.1%吐溫80的0.03 mol/L磷酸鹽緩沖液)、吐溫-80、硫代硫酸鈉、卵磷脂、0.3%牛血清白蛋白(BSA)、胰蛋白胨大豆瓊脂培養基(TSA)。

1.1.3微酸性電解水 自制(水神?HD-240L型次氯酸水發生器，上海富強旺衛生用品有限公司)。

1.2 方法

1.2.1中和劑鑒定試驗 參考《日化產品抗菌抑菌效果的評價方法》[30]配置兩種中和劑：中和劑1(含1%硫代硫酸鈉的磷酸鹽緩沖液)、中和劑2(含1%硫代硫酸鈉、0.3%卵磷脂、2%吐溫-80的磷酸鹽緩沖液)進行了六組試驗，試驗流程參考《消毒技術規范》(2002版)2.1.1.5.4[28]。

1.2.2細菌懸液定量殺滅實驗 以大腸桿菌8099、金黃色葡萄球菌ATCC6588 24 h新鮮培養物制備試驗用菌懸液。試驗用SAEW為現制現用。試驗前先對試驗用SAEW的有效氯濃度和pH進行測定。參考《消毒技術規范》(2002版)2.1.1.7[28],菌懸液分別為不添加有機干擾物和添加0.3%BSA，選擇1.2.1中和劑鑒定試驗合格的中和劑來中和殺菌作用。試驗重復3次，計算殺滅對數值。

1.2.3手部消毒實驗 實驗前，先將微酸性電解水發生器所產出的SAEW指標設定為40 mg/L, pH在5.0～6.5范圍內，并趨于穩定。每次實驗隨機選定30位志愿者，每天進行一次試驗。讓受試者先雙手相互充分搓擦，按照潤洗、洗手液洗手、清水沖洗,洗手流程計時1 min，甩掉手上殘留的水，左手指并攏，用浸濕的無菌棉拭在五指屈面指尖至指根，往返涂擦2遍，每涂擦一遍，將棉拭轉動一次。采樣后，以無菌操作方式將棉拭采樣端擰斷于含有10 mL中和劑試管內，作為陽性對照組樣本。再讓受試者于SAEW發生器出水口沖洗1 min，抖掉手上殘留的水，右手手指并攏，按上述方法涂抹SAEW消毒后的五指屈面，作為實驗組樣本。30個陽性對照組樣本和30個實驗組樣本，分別進行10倍稀釋。每個樣本兩個稀釋度，每個稀釋度接種2個平皿，傾注TSA培養基，放置37 ℃培養箱中培養48 h觀察計數。試驗結束后，將用過的同批次中和劑、稀釋液各1.0 mL接種培養基，作為陰性對照組樣本。重復3次實驗。根據計數結果計算每次實驗的平均殺滅對數值。

1.2.4黃瓜和生菜的消毒實驗 分別將黃瓜和生菜正常清洗流程洗凈后，于80 mg/L SAEW中浸泡30 min(SAEW用量：正好完全淹沒試驗黃瓜、生菜)，參照《消毒技術規范》(2002版)2.1.2.10[28]分別涂抹消毒前30個黃瓜樣本和30個生菜樣本作為陽性對照組樣本、SAEW浸泡消毒后，分別涂抹30個黃瓜和30個生菜樣本作為消毒組樣本。每個樣本兩個稀釋度，每個稀釋度接種2個平皿，傾注TSA培養基，放置37 ℃培養箱中培養48 h觀察計數。試驗結束后，將用過的同批次中和劑、稀釋液各1.0 mL接種培養基，作為陰性對照組樣本。重復3次實驗。根據計數結果計算每次實驗的平均殺滅對數值。

2 結果與討論

2.1 中和劑鑒定試驗結果

2.1.1對于試驗菌株大腸桿菌8099，中和劑1鑒定實驗的第3、4、5組間誤差率為4.42%；中和劑2鑒定實驗的第3、4、5組間誤差率為3.28%。六組試驗結果如表1。

表1 兩種中和劑鑒定試驗結果

2.1.2對于金黃色葡萄球菌ATCC6588，中和劑1鑒定實驗的第3、4、5組間誤差率為32.43%；中和劑2鑒定實驗的第3、4、5組間誤差率為2.23%。六組試驗結果如表2。

表2 兩種中和劑鑒定試驗結果

中和劑鑒定試驗表明含1%硫代硫酸鈉、0.3%卵磷脂、2%吐溫-80的磷酸鹽緩沖液的中和劑，對于80 mg/L微酸性電解水微生物殺滅試驗，符合《消毒技術規范》(2002版)2.1.1.5.7[28]的規定。

2.2 菌懸液定量殺滅實驗

2.2.1大腸桿菌8099菌懸液不添加有機干擾物和添加0.3%BSA有機干擾物，與有效氯濃度為35 mg/L的SAEW作用后，殺滅試驗結果如下表3，即使作用時間縮短一半，對于不添加有機干擾物的菌懸液的作用效果顯著優于添加0.3%BSA的菌懸液的作用效果。79 mg/L～82 mg/L，pH 5.65～6.50的SAEW對添加0.3%BSA的大腸桿菌8099菌懸液，分別作用時間0.5 min、1 min和2 min后均無菌落生長，殺滅試驗結果見表4。

表3 SAEW*對不添加和添加有機干擾物的 大腸桿菌8099菌懸液殺滅結果對照表

表4 有效氯濃度79～82 mg/L的SAEW*對添加 0.3%BSA的大腸桿菌8099菌懸液殺滅結果

2.2.2金黃色葡萄球菌ATCC6588懸液不添加有機干擾物和添加0.3%BSA有機干擾物，與有效氯濃度為35 mg/L的SAEW作用后，對不添加有機干擾物的菌懸液的殺滅對數值顯著高于對添加0.3%BSA菌懸液的殺滅對數值，結果見下表5。有效氯濃度77～81 mg/L，pH5.83～6.28的SAEW對添加0.3%BSA的金黃色葡萄球菌ATCC6588懸液，分別作用時間1 min、2 min、3 min，殺滅試驗結果如表6。

表5 SAEW*對不添加和添加有機干擾物對金黃 色葡萄球菌ATCC6588懸液殺滅結果對照表

表6 77～81 mg/L的SAEW對添加0.3%BSA的 金黃色葡萄球菌ATCC6588懸液殺滅對數值

從表3、表5 SAEW對不添加有機干擾物和添加0.3%BSA的菌懸液對照實驗結果可見SAEW對不添加有干擾的菌懸液的消毒效果顯著優于對添加0.3%BSA有機干擾物的菌懸液的消毒效果。

表4實驗結果說明，80 mg/L微酸性電解水對添加0.3% BSA的107CFU/mL大腸桿菌作用1 min，殺滅對數值為>6.62～>6.67；表6實驗結果說明對添加0.3%BSA的107CFU/mL金黃色葡萄球菌作用2 min殺滅對數值為5.00～6.24;依《消毒技術規范》判定80 mg/L微酸性電解水微生物對大腸桿菌作用1 min，對金黃色葡萄菌作用2 min消毒合格。

2.3 微酸性電解水對手部消毒效果

3次試驗，SAEW沖洗手部前后皮膚菌落數及每次對30位受試者的手上自然菌的平均殺滅對數值達到1.77～1.86，見表7。

表7 三次手部消毒前后皮膚表面菌落數及殺滅對照值

90人次手部消毒試驗表明，按照正常流程洗手后再用40 mg/L微酸性電解水沖洗1 min對手部皮膚表面自然菌殺滅對數值達1.77～1.86，依《消毒技術規范》(2002版)2.1.2.6.4[28]判定40 mg/L微酸性電解水沖洗清洗后的手部1 min消毒效果合格。

2.4 微酸性電解水對黃瓜消毒效果

SAEW浸泡30 min，3次實驗，30個樣本浸泡前后涂抹100 cm2菌落數及每次對黃瓜表面自然菌的平均殺滅對數值達到1.04～1.41，見表8。

表8 三次黃瓜浸泡消毒前后表面菌落數及殺滅對照值

2.5 微酸性電解水對生菜消毒效果

SAEW浸泡30 min，3次實驗，30個樣本浸泡前后涂抹100 cm2菌落數及每次對黃瓜表面自然菌的平均殺滅對數值達到1.89～2.89，見表9。

表9 三次生菜浸泡消毒前后表面菌落數及殺滅對照值

對于黃瓜和生菜食材樣本，經過80 mg/L微酸性電解水浸泡30 min有較好的消毒效果，對生菜的消毒效果顯著優于對黃瓜的消毒效果，可能因黃瓜帶刺并且表面較粗糙，不利于微酸性電解水對其表面微生物的作用。黃瓜和生菜樣本，經過正常清洗后含菌量仍很高，黃瓜表面含菌量最高可達8.7×106CFU/100 cm2，生菜表面含菌量最高可達7.3×105CFU/100 cm2。80 mg/L微酸性電解水對黃瓜和生菜消毒試驗表明，浸泡30 min對清洗后的黃瓜平均殺滅對數值為1.04～1.41，對生菜平均殺滅對數值為1.89～2.89，具有優于黃瓜的消毒效果。

3 結論

菌懸液殺滅試驗中，SAEW對不添加有干擾的菌懸液的殺滅對數值顯著高于對添加0.3%BSA有機干擾物的菌懸液的殺滅對數值，可見有機物顯著干擾SAEW的消毒作用。對添加的有機干擾物為0.3% BSA，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌消毒合格。實驗證明80 mg/L微酸性電解水，適用于被消毒對象先經過清洗后的消毒。對于大腸桿菌8099作用1 min的消毒效果優于對金黃色葡萄菌ATCC6588作用2 min的消毒效果。因此，對于抗性較強的殺滅對象，需相應地延長作用時間，以達到較好的消毒作用。

手部消毒試驗表明清洗后的手部經過40 mg/L微酸性電解水沖洗1 min有較好的消毒效果，可使人員手部表皮自然菌去除92%～96%。使用微酸性電解水進行衛生手消毒時，應嚴格按照先清洗手部再用微酸性電解水沖洗消毒的方法，以確保手部殘留菌量降低到較低水平。手部衛生對于食品行業特別是餐飲業從業人員尤為重要。

黃瓜和生菜經過80 mg/L微酸性電解水浸泡30 min后含菌量平均下降1～2個對數值。生食前先對果蔬食材進行清洗，再使用微酸性電解水進行浸泡消毒，才能達到良好的品質。本實驗的數據為即食食材的洗消方式提供了參考。

微酸性電解水具有廣譜高效、對環境友好、腐蝕性小、制造成本低等優點，值得在消毒領域推廣應用。本研究也驗證了其對微生物滅活以及實際應用的有效性。通過不添加和添加有機干擾物的菌懸液的對照試驗，表明有機物顯著降低了微酸性電解水的消毒效果，故在消毒前，有必要徹底清除消毒對象的有機物。另外，SAEW應現配現用，貯存時要避光、密閉、陰涼干燥處不超過3 d。SAEW對不銹鋼以外的金屬物品有一定的腐蝕性，應根據消毒對象的材質，判定其適用性。電解水生成時會產生氯氣，故安裝電解水發生器的空間要保證通風良好，避免造成不適。因此，正確使用微酸性電解水非常重要。