不同臭氧浓度和暴露时间下臭氧水对猪肠道普通大肠杆菌的抑菌效果

SIG国际爱荷华食品实验室

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

采集的猪肠，然后将其翻过来，用冷水清洗以去除所有可见的污染物，经测试，每克组织中含有6至7.5 log的普通大肠杆菌。这些组织的样品用不同浓度的臭氧水处理不同的时间长度，总共30秒。确定浓度低于1ppm时无显著的抗e。对大肠杆菌的影响。在1 ppm及以上的情况下，暴露时间为1秒，即可实现显著杀伤。在1 ppm和高达2.5 ppm时，需要15秒的暴露时间才能达到很大的大肠杆菌杀伤效果，在3 ppm及以上时，需要1秒的暴露时间才能达到很大的大肠杆菌杀伤效果。

材料:

- 约600厘米新鲜收获的猪肠

- 120个无菌Whirl-Pak取样袋

- 1.2升无菌巴特菲尔德缓冲液

- 120个通用大肠杆菌的膜板

- 1个10ml无菌刻度瓶

- 1个电子移液管(1ml)

- 120个一次性无菌吸管头

- 1克刻度

- 1个恒温箱，温度设为36摄氏度

- 4个止血钳(5½")

- 洗猪肠棒

- 180华氏度的水

- 不同浓度的臭氧化水

- CHEMets臭氧浓度测试试剂盒

-蒸馏水

方法:

样品暴露-提供臭氧化水的设备，从直径约为1厘米的圆形输出喷嘴连续流出，流速为3gpm，调整后臭氧浓度低于1ppm。然后，将新鲜收获的猪肠滑动到一个释放非加热市政用水的洗涤栏上清洗。清洗棒末端的倒钩钩住肠道末端，这样当它从清洗棒中取出时，肠道就会从内到外翻转。这个过程可以清除肠道内所有可见的污染物。在一个用180华氏度的水消毒过的工作面上，切下一段25厘米长的肠，然后将这段肠切成5段，每段约5厘米长。立即将其中一块放入无菌的Whirl-Pak取样袋中作为未处理的对照进行分析。将剩余4片分别用止血钳直接置于臭氧化水流下，每次1片，持续1秒，7秒，15秒，30秒。每次暴露后，立即将组织样本放入无菌Whirl-Pak袋中，并根据其暴露时间进行标记。然后将上述所有操作重复2次，以获得该浓度的3个完整样本集。然后调整臭氧设备以达到不同的浓度，并进行上述操作，为新浓度生成另外3个完整的样品。总共使用了8种不同的浓度，在每种浓度下生成3个完整的样本集。请注意，每个样品组之间的工作表面和洗涤条都用180华氏度的水消毒。

样品制备，电镀和分析-每个样品称重并添加50ml缓冲液。充分灌胃后，每个样品按照AOAC官方方法998.08进行电镀和孵育。所有的盘子都被列举出来，计算后的结果以每克组织的cfu的对数输入到表格中。

结果：

在试验 A 中，臭氧浓度为 0.7 ppm，与对照组相比，在任何暴露时间以及本次试验的所有 3 组样品中，大肠杆菌均未见可检测到的减少。

在试验 B 中，臭氧浓度为 1 ppm，暴露 1 秒后大肠杆菌数量显著减少，15 秒后，暴露于臭氧的大肠杆菌（详情请参阅本报告的讨论部分）均被有效杀死。

在试验 C 中，臭氧浓度为 1.5 ppm，与试验 B 之间几乎没有差别。

在试验 D 中，臭氧浓度为 2 ppm，这与之前的任何试验都有明显差异。据观察，暴露后第一秒，几乎所有暴露的大肠杆菌都被杀死，7 秒后，根据数据，所有暴露的大肠杆菌似乎都被杀死。

在试验 E 中，臭氧浓度为 2.5 ppm，与试验 D 之间几乎没有差别。

在试验 F 中，臭氧浓度为 3 ppm，数据表明，所有暴露的大肠杆菌在暴露 1 秒后均被杀死。

在试验 G 中，臭氧浓度为 3.7 ppm，数据显示，所有暴露的大肠杆菌在暴露 1 秒后均被杀死。可以说，暴露时间越长，大肠杆菌数量就会进一步减少，但这种差异可能并不具有统计学意义。

在试验 H 中，臭氧浓度为 4.4 ppm，其结果与试验 G 相同，只是在本次试验中，随着暴露时间延长，臭氧浓度进一步下降的现象更为明显（参见本报告的讨论部分）。

下图显示了实验中使用的 8 种臭氧浓度的臭氧水暴露在指定秒数后存在的细菌数量。所有样品的起始细菌数量为 6 到 7.5 个对数 (cfu/克)，图表中看到的第一个值表示暴露 1 秒后存在的细菌数量。

讨论：

将每个样品直接放在流速为 3 gpm 的臭氧水流中，持续指定的时间。虽然这确保了在指定的时间内完全连续覆盖肠道的整个外表面（实际上是肠道在翻转之前的内粘膜表面），但肠道内部仍然很少或完全没有接触到臭氧水。根据收获程序可以假设这里会有一些大肠杆菌污染没有接触到臭氧水。这得到了以下事实的支持：在较高的臭氧浓度下，大肠杆菌的对数显著减少在第一秒之后，每个样本中的大肠杆菌数量都大致相同，且从未接近于零。因此，我们假设这些细菌在肠道内部，从未暴露在外。这些细菌会在胃部进入缓冲溶液，因此会在分析时被计数。在本实验中，在高浓度下，大肠杆菌似乎持续减少，尽管减少幅度很小，即使在减少幅度趋于平稳之后也是如此。这可以解释为，在每次样品处理过程中，一些臭氧水进入肠道，但只有在高浓度下才能注意到它所实现的杀灭作用，即试验 G，尤其是试验 H。

有必要简要讨论一下暴露时间，因为由于各种原因，给定的臭氧水样本（而不是连续流动的水）会随着时间的推移慢慢失去臭氧。一般认为，给定的臭氧水样本中的臭氧将持续约 20 分钟。鉴于此，即使暴露时间为 1 秒，在将样本放入袋中后，臭氧仍会有一些残留的抗菌作用，直到它被消耗并导致持续的微生物杀灭或从溶液中消散。显然，水中的臭氧浓度越高，样本袋中持续的杀灭作用就越强。

结论：

该实验表明，给定浓度的臭氧需要暴露多长时间才能显著杀死普通大肠杆菌。显著杀死可以定义为大肠杆菌细菌量减少 1 到 2 个对数。根据这些结果，具有足够浓度的臭氧化水将成为一种良好的消毒剂，适用于固定位置喷杆喷洒移动传送带等应用，其中传送带表面上的任何给定点在移动时可能仅被喷洒一秒钟。

这项实验表明，浓度低于 1 ppm 的臭氧对大肠杆菌几乎没有效果，至少在暴露时间不超过 30 秒的情况下是如此。实验还表明，浓度为 1 ppm 和 1.5 ppm 时，效果几乎没有差别，但浓度为 2 ppm 及以上时，效果会显著提高。数据显示，当臭氧浓度为 2 ppm 或更高时，使用流速为 3 gpm 的臭氧水，仅暴露 1 秒，这些 5 厘米长的样品的外表面就可以实现 2 个对数级的减少或更高。