微酸性电解水对人员手部和即食蔬菜消毒效果的研究

陈清艳 上海旺旺食品集团有限公司，上海 201103

微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water, SAEW) 是利用有隔膜或无隔膜电解槽将盐酸和(或)氯化钠水溶液电解，生成以次氯酸(有效氯含量为40 mg/L～80 mg/L)为主要杀菌成分的酸性水溶液(pH 5.0～6.5)。微酸性电解水适用于卫生手、皮肤和黏膜的消毒，食饮具、食品加工器具及瓜果蔬菜的消毒，一般物体表面和环境表面的消毒，织物类物品的消毒，口腔综合治疗台水路的消毒[1]。关于酸性电解水的杀菌机理，赵莉推测，酸性电解水之所以能够杀灭微生物，是因为作用后细菌细胞膜的通透性改变，蛋白合成能力的改变，一些能量代谢过程也因此发生改变，包括ATP能量合成途径、糖酵解途径[2-3]。

微酸性电解水因其具有其他消毒产品无可替代的广谱、安全、环保的优良特性，在国内外相关领域具有广泛的推广和应用价值[4]。国内各研究单位、医疗机构及院校也对电解水的杀菌机理、安全性、消毒杀菌效果、稳定性等进行了大量研究，微酸性电解水对果蔬类、水产品类、肉源性生鲜食品的保鲜作用[5-15]，在食品加工行业的生产环境、冷却水、人员手部卫生、加工设备、工器具及运输工具的微生物消毒控制方面的研究和应用效果也得到认可[16-17], 同时也证实了SAEW在畜牧业环境微生物控制和表面微生物杀灭效果的有效性[18-20]。微酸性电解水在临床领域如空气消毒、物体表面消毒的应用研究也取得了一定的进展，特别是内窥镜、口腔医疗器械、医务人员手及皮肤的消毒、创面及炎症治疗等进行了大量试验，并显示出良好的效果[21-24]。另外，微酸性电解水在农业领域，可能通过抑制基质中有害微生物的生长来促进番茄幼苗生长[25]。利用SAEW能够有效控制豆芽菜发制过程中的微生物污染，避免微生物污染导致的烂根问题[26-27]。本研究参考《消毒技术规范》(2002版)[28]和《GB/T 38502-2020 消毒剂实验室杀菌效果检验方法》[29]验证了SAEW实验室杀菌效果和对人员手部、黄瓜和生菜现场试验的消毒效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1试验菌株 大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6538：中国工业微生物菌种保藏管理中心。

1.1.2试剂培养基 稀释液(0.1%吐温80的0.03 mol/L磷酸盐缓冲液)、吐温-80、硫代硫酸钠、卵磷脂、0.3%牛血清白蛋白(BSA)、胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)。

1.1.3微酸性电解水 自制(水神®HD-240L型次氯酸水发生器，上海富强旺卫生用品有限公司)。

1.2 方法

1.2.1中和剂鉴定试验 参考《日化产品抗菌抑菌效果的评价方法》[30]配置两种中和剂：中和剂1(含1%硫代硫酸钠的磷酸盐缓冲液)、中和剂2(含1%硫代硫酸钠、0.3%卵磷脂、2%吐温-80的磷酸盐缓冲液)进行了六组试验，试验流程参考《消毒技术规范》(2002版)2.1.1.5.4[28]。

1.2.2细菌悬液定量杀灭实验 以大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌ATCC6588 24 h新鲜培养物制备试验用菌悬液。试验用SAEW为现制现用。试验前先对试验用SAEW的有效氯浓度和pH进行测定。参考《消毒技术规范》(2002版)2.1.1.7[28],菌悬液分别为不添加有机干扰物和添加0.3%BSA，选择1.2.1中和剂鉴定试验合格的中和剂来中和杀菌作用。试验重复3次，计算杀灭对数值。

1.2.3手部消毒实验 实验前，先将微酸性电解水发生器所产出的SAEW指标设定为40 mg/L, pH在5.0～6.5范围内，并趋于稳定。每次实验随机选定30位志愿者，每天进行一次试验。让受试者先双手相互充分搓擦，按照润洗、洗手液洗手、清水冲洗,洗手流程计时1 min，甩掉手上残留的水，左手指并拢，用浸湿的无菌棉拭在五指屈面指尖至指根，往返涂擦2遍，每涂擦一遍，将棉拭转动一次。采样后，以无菌操作方式将棉拭采样端拧断于含有10 mL中和剂试管内，作为阳性对照组样本。再让受试者于SAEW发生器出水口冲洗1 min，抖掉手上残留的水，右手手指并拢，按上述方法涂抹SAEW消毒后的五指屈面，作为实验组样本。30个阳性对照组样本和30个实验组样本，分别进行10倍稀释。每个样本两个稀释度，每个稀释度接种2个平皿，倾注TSA培养基，放置37 ℃培养箱中培养48 h观察计数。试验结束后，将用过的同批次中和剂、稀释液各1.0 mL接种培养基，作为阴性对照组样本。重复3次实验。根据计数结果计算每次实验的平均杀灭对数值。

1.2.4黄瓜和生菜的消毒实验 分别将黄瓜和生菜正常清洗流程洗净后，于80 mg/L SAEW中浸泡30 min(SAEW用量：正好完全淹没试验黄瓜、生菜)，参照《消毒技术规范》(2002版)2.1.2.10[28]分别涂抹消毒前30个黄瓜样本和30个生菜样本作为阳性对照组样本、SAEW浸泡消毒后，分别涂抹30个黄瓜和30个生菜样本作为消毒组样本。每个样本两个稀释度，每个稀释度接种2个平皿，倾注TSA培养基，放置37 ℃培养箱中培养48 h观察计数。试验结束后，将用过的同批次中和剂、稀释液各1.0 mL接种培养基，作为阴性对照组样本。重复3次实验。根据计数结果计算每次实验的平均杀灭对数值。

2 结果与讨论

2.1 中和剂鉴定试验结果

2.1.1对于试验菌株大肠杆菌8099，中和剂1鉴定实验的第3、4、5组间误差率为4.42%；中和剂2鉴定实验的第3、4、5组间误差率为3.28%。六组试验结果如表1。

表1 两种中和剂鉴定试验结果

2.1.2对于金黄色葡萄球菌ATCC6588，中和剂1鉴定实验的第3、4、5组间误差率为32.43%；中和剂2鉴定实验的第3、4、5组间误差率为2.23%。六组试验结果如表2。

表2 两种中和剂鉴定试验结果

中和剂鉴定试验表明含1%硫代硫酸钠、0.3%卵磷脂、2%吐温-80的磷酸盐缓冲液的中和剂，对于80 mg/L微酸性电解水微生物杀灭试验，符合《消毒技术规范》(2002版)2.1.1.5.7[28]的规定。

2.2 菌悬液定量杀灭实验

2.2.1大肠杆菌8099菌悬液不添加有机干扰物和添加0.3%BSA有机干扰物，与有效氯浓度为35 mg/L的SAEW作用后，杀灭试验结果如下表3，即使作用时间缩短一半，对于不添加有机干扰物的菌悬液的作用效果显著优于添加0.3%BSA的菌悬液的作用效果。79 mg/L～82 mg/L，pH 5.65～6.50的SAEW对添加0.3%BSA的大肠杆菌8099菌悬液，分别作用时间0.5 min、1 min和2 min后均无菌落生长，杀灭试验结果见表4。

表3 SAEW*对不添加和添加有机干扰物的 大肠杆菌8099菌悬液杀灭结果对照表

表4 有效氯浓度79～82 mg/L的SAEW*对添加 0.3%BSA的大肠杆菌8099菌悬液杀灭结果

2.2.2金黄色葡萄球菌ATCC6588悬液不添加有机干扰物和添加0.3%BSA有机干扰物，与有效氯浓度为35 mg/L的SAEW作用后，对不添加有机干扰物的菌悬液的杀灭对数值显著高于对添加0.3%BSA菌悬液的杀灭对数值，结果见下表5。有效氯浓度77～81 mg/L，pH5.83～6.28的SAEW对添加0.3%BSA的金黄色葡萄球菌ATCC6588悬液，分别作用时间1 min、2 min、3 min，杀灭试验结果如表6。

表5 SAEW*对不添加和添加有机干扰物对金黄 色葡萄球菌ATCC6588悬液杀灭结果对照表

表6 77～81 mg/L的SAEW对添加0.3%BSA的 金黄色葡萄球菌ATCC6588悬液杀灭对数值

从表3、表5 SAEW对不添加有机干扰物和添加0.3%BSA的菌悬液对照实验结果可见SAEW对不添加有干扰的菌悬液的消毒效果显著优于对添加0.3%BSA有机干扰物的菌悬液的消毒效果。

表4实验结果说明，80 mg/L微酸性电解水对添加0.3% BSA的107CFU/mL大肠杆菌作用1 min，杀灭对数值为>6.62～>6.67；表6实验结果说明对添加0.3%BSA的107CFU/mL金黄色葡萄球菌作用2 min杀灭对数值为5.00～6.24;依《消毒技术规范》判定80 mg/L微酸性电解水微生物对大肠杆菌作用1 min，对金黄色葡萄菌作用2 min消毒合格。

2.3 微酸性电解水对手部消毒效果

3次试验，SAEW冲洗手部前后皮肤菌落数及每次对30位受试者的手上自然菌的平均杀灭对数值达到1.77～1.86，见表7。

表7 三次手部消毒前后皮肤表面菌落数及杀灭对照值

90人次手部消毒试验表明，按照正常流程洗手后再用40 mg/L微酸性电解水冲洗1 min对手部皮肤表面自然菌杀灭对数值达1.77～1.86，依《消毒技术规范》(2002版)2.1.2.6.4[28]判定40 mg/L微酸性电解水冲洗清洗后的手部1 min消毒效果合格。

2.4 微酸性电解水对黄瓜消毒效果

SAEW浸泡30 min，3次实验，30个样本浸泡前后涂抹100 cm2菌落数及每次对黄瓜表面自然菌的平均杀灭对数值达到1.04～1.41，见表8。

表8 三次黄瓜浸泡消毒前后表面菌落数及杀灭对照值

2.5 微酸性电解水对生菜消毒效果

SAEW浸泡30 min，3次实验，30个样本浸泡前后涂抹100 cm2菌落数及每次对黄瓜表面自然菌的平均杀灭对数值达到1.89～2.89，见表9。

表9 三次生菜浸泡消毒前后表面菌落数及杀灭对照值

对于黄瓜和生菜食材样本，经过80 mg/L微酸性电解水浸泡30 min有较好的消毒效果，对生菜的消毒效果显著优于对黄瓜的消毒效果，可能因黄瓜带刺并且表面较粗糙，不利于微酸性电解水对其表面微生物的作用。黄瓜和生菜样本，经过正常清洗后含菌量仍很高，黄瓜表面含菌量最高可达8.7×106CFU/100 cm2，生菜表面含菌量最高可达7.3×105CFU/100 cm2。80 mg/L微酸性电解水对黄瓜和生菜消毒试验表明，浸泡30 min对清洗后的黄瓜平均杀灭对数值为1.04～1.41，对生菜平均杀灭对数值为1.89～2.89，具有优于黄瓜的消毒效果。

3 结论

菌悬液杀灭试验中，SAEW对不添加有干扰的菌悬液的杀灭对数值显著高于对添加0.3%BSA有机干扰物的菌悬液的杀灭对数值，可见有机物显著干扰SAEW的消毒作用。对添加的有机干扰物为0.3% BSA，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌消毒合格。实验证明80 mg/L微酸性电解水，适用于被消毒对象先经过清洗后的消毒。对于大肠杆菌8099作用1 min的消毒效果优于对金黄色葡萄菌ATCC6588作用2 min的消毒效果。因此，对于抗性较强的杀灭对象，需相应地延长作用时间，以达到较好的消毒作用。

手部消毒试验表明清洗后的手部经过40 mg/L微酸性电解水冲洗1 min有较好的消毒效果，可使人员手部表皮自然菌去除92%～96%。使用微酸性电解水进行卫生手消毒时，应严格按照先清洗手部再用微酸性电解水冲洗消毒的方法，以确保手部残留菌量降低到较低水平。手部卫生对于食品行业特别是餐饮业从业人员尤为重要。

黄瓜和生菜经过80 mg/L微酸性电解水浸泡30 min后含菌量平均下降1～2个对数值。生食前先对果蔬食材进行清洗，再使用微酸性电解水进行浸泡消毒，才能达到良好的品质。本实验的数据为即食食材的洗消方式提供了参考。

微酸性电解水具有广谱高效、对环境友好、腐蚀性小、制造成本低等优点，值得在消毒领域推广应用。本研究也验证了其对微生物灭活以及实际应用的有效性。通过不添加和添加有机干扰物的菌悬液的对照试验，表明有机物显著降低了微酸性电解水的消毒效果，故在消毒前，有必要彻底清除消毒对象的有机物。另外，SAEW应现配现用，贮存时要避光、密闭、阴凉干燥处不超过3 d。SAEW对不锈钢以外的金属物品有一定的腐蚀性，应根据消毒对象的材质，判定其适用性。电解水生成时会产生氯气，故安装电解水发生器的空间要保证通风良好，避免造成不适。因此，正确使用微酸性电解水非常重要。