不同臭氧濃度和暴露時間下臭氧水對豬腸道普通大腸桿菌的抑菌效果

SIG國際愛荷華食品實驗室

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，經測試，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間長度，總共30秒。確定濃度低于1ppm時無顯著的抗e。對大腸桿菌的影響。在1 ppm及以上的情況下，暴露時間為1秒，即可實現顯著殺傷。在1 ppm和高達2.5 ppm時，需要15秒的暴露時間才能達到很大的大腸桿菌殺傷效果，在3 ppm及以上時，需要1秒的暴露時間才能達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個無菌Whirl-Pak取樣袋

- 1.2升無菌巴特菲爾德緩沖液

- 120個通用大腸桿菌的膜板

- 1個10ml無菌刻度瓶

- 1個電子移液管(1ml)

- 120個一次性無菌吸管頭

- 1克刻度

- 1個恒溫箱，溫度設為36攝氏度

- 4個止血鉗(5?")

- 洗豬腸棒

- 180華氏度的水

- 不同濃度的臭氧化水

- CHEMets臭氧濃度測試試劑盒

-蒸餾水

方法:

樣品暴露-提供臭氧化水的設備，從直徑約為1厘米的圓形輸出噴嘴連續流出，流速為3gpm，調整后臭氧濃度低于1ppm。然后，將新鮮收獲的豬腸滑動到一個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，這樣當它從清洗棒中取出時，腸道就會從內到外翻轉。這個過程可以清除腸道內所有可見的污染物。在一個用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照進行分析。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，并根據其暴露時間進行標記。然后將上述所有操作重復2次，以獲得該濃度的3個完整樣本集。然后調整臭氧設備以達到不同的濃度，并進行上述操作，為新濃度生成另外3個完整的樣品。總共使用了8種不同的濃度，在每種濃度下生成3個完整的樣本集。請注意，每個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-每個樣品稱重并添加50ml緩沖液。充分灌胃后，每個樣品按照AOAC官方方法998.08進行電鍍和孵育。所有的盤子都被列舉出來，計算后的結果以每克組織的cfu的對數輸入到表格中。

結果：

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

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

在試驗 C 中，臭氧濃度為 1.5 ppm，與試驗 B 之間幾乎沒有差別。

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

在試驗 E 中，臭氧濃度為 2.5 ppm，與試驗 D 之間幾乎沒有差別。

在試驗 F 中，臭氧濃度為 3 ppm，數據表明，所有暴露的大腸桿菌在暴露 1 秒后均被殺死。

在試驗 G 中，臭氧濃度為 3.7 ppm，數據顯示，所有暴露的大腸桿菌在暴露 1 秒后均被殺死。可以說，暴露時間越長，大腸桿菌數量就會進一步減少，但這種差異可能并不具有統計學意義。

在試驗 H 中，臭氧濃度為 4.4 ppm，其結果與試驗 G 相同，只是在本次試驗中，隨著暴露時間延長，臭氧濃度進一步下降的現象更為明顯（參見本報告的討論部分）。

下圖顯示了實驗中使用的 8 種臭氧濃度的臭氧水暴露在指定秒數后存在的細菌數量。所有樣品的起始細菌數量為 6 到 7.5 個對數 (cfu/克)，圖表中看到的第一個值表示暴露 1 秒后存在的細菌數量。

討論：

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

有必要簡要討論一下暴露時間，因為由于各種原因，給定的臭氧水樣本（而不是連續流動的水）會隨著時間的推移慢慢失去臭氧。一般認為，給定的臭氧水樣本中的臭氧將持續約 20 分鐘。鑒于此，即使暴露時間為 1 秒，在將樣本放入袋中后，臭氧仍會有一些殘留的抗菌作用，直到它被消耗并導致持續的微生物殺滅或從溶液中消散。顯然，水中的臭氧濃度越高，樣本袋中持續的殺滅作用就越強。

結論：

該實驗表明，給定濃度的臭氧需要暴露多長時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菌量減少 1 到 2 個對數。根據這些結果，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傳送帶等應用，其中傳送帶表面上的任何給定點在移動時可能僅被噴灑一秒鐘。

這項實驗表明，濃度低于 1 ppm 的臭氧對大腸桿菌幾乎沒有效果，至少在暴露時間不超過 30 秒的情況下是如此。實驗還表明，濃度為 1 ppm 和 1.5 ppm 時，效果幾乎沒有差別，但濃度為 2 ppm 及以上時，效果會顯著提高。數據顯示，當臭氧濃度為 2 ppm 或更高時，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現 2 個對數級的減少或更高。