气体二氧化氯对枯草芽孢杆菌的杀菌效果研究

气体二氧化氯对枯草芽孢杆菌的杀菌效果研究 第 16 卷 第 5 期 安 全 与 环 境 工 程 Vol . 16 No . 5 2 0 0 9 年 9 月 Sep . 2 0 0 9 Saf et y a nd Envi ro nme nt al Engi neeri ng 气体二氧化氯对枯草芽孢杆菌的杀菌效果研究 申小静,胡双启 ,晋 日亚 ()中北大学化工与环境学院 ,太原 030051 摘 要 : 以玻璃作为枯草芽孢杆菌的载体 ,研究了二氧化氯浓度 、杀菌时间及温度 3 个因素对枯草芽孢杆菌杀菌 效果的影响 。试验结果明 :随着气体二氧化氯浓度的增加和杀菌时间的延长 ,杀菌效果明显增强 ,当气体二氧化 3 3 ( ( ) 氯浓度从 0 . 2 mg/ m升高到 1 . 2 mg/ m时 ,枯草芽孢杆菌的杀菌量由 2 . 12 ?0 . 20lo g cuf / mL 增加到 7 . 02 ? (( ) ) ) 0 . 20lo g cf u/ mL ,当杀菌时间从 5 min 延长到 35 min 时 ,杀菌量由 3 . 07 ?0 . 20lo g cf u/ mL 增加到 7 . 08 ?0 . 20 lo g cf u/ mL ;杀菌温度对杀菌效果的影响不大 。 关键词 : 枯草芽孢杆菌 ;气体二氧化氯 ;杀菌效果3 () 文章编号 :167121556 20090520045203 中图分类号 : X56 ; R15 文献标识码 : A Study on the Steril ization of Chlorine Dioxide Ga s on B a ci l l us S ubt i l is S H EN Xiao2ji ng , H U Sh ua ng2qi ,J IN Ri2ya ( )Col l e ge o f C hem i c a l & E n v i ron m e nt al E n g i nee ri n g , N o rt h U ni v e rs i t y o f C h i n a , T ai y u a n 030051 , C hi n a Abstract : Ta ki ng t he gla ss a s t he ca r rie r of B aci l l us s ubt i l is , t hi s p ap er st udie s t he bact e ricidal eff ect of t hree f acto r s of chlo ri ne dio xide ga s co nce nt ratio n , st erilizi ng ti me a nd t e mp e rat ure o n B aci l l us s ubt i l is . The e xp e ri me nt re sult s sho w t hat t he bact erici dal eff ect i ncrea se s ma r ke dl y a s t he chlo ri ne dio xi de ga s co n2 ce nt ratio n i ncrea se s a nd t he st e rilizi ng ti me e xt e nds. Whe n t he co nce nt ratio n of ClOga s i ncrea se s f ro m 0 .2 3 3 2 mg/ mto 1 . 2 mg/ m, t he st erilizatio n i ncrea se s f ro m 2 . 12 ?0 . 20 lo g c uf / mL to 7 . 02 ?0 . 20 lo g c uf /mL , a nd w he n t he st e rilizi ng ti me e xt e nds f ro m 5 mi n ut e s to 35 mi nut e s , st e rilizatio n i ncrea se s f ro m 3 . 07 ?0 . 20 lo g cuf / mL to 7 . 08 ?0 . 20 lo g c uf / mL . St e rilizi ng t e mp e rat ure ha s relativel y lit t le eff ect o n t he st e rilizatio n . Key words : B aci l l us s ubt i l is ;c hlo ri ne dio xi de ga s ; bact erici dal eff ect 处理 。 0 引 言 ( ) 枯草芽孢杆菌 B aci l l us s ubt i l is是食品中常见 ( ) 的污染菌 ,尤其存在于传统的发酵制品中 。枯草芽 二氧化氯 ClO2 是一种安全高效 、应用广泛的 杀菌剂 ,其杀菌效力是氯气的 2 . 5 倍 。它不仅能杀 孢杆菌在孢子状态下稳定性好 ,在 120?C 温度下能死微生物 ,而且能分解残留的细胞组织 ,具有持续的 存活 20 mi n , 耐挤压 , 耐高温 , 耐 酸碱 。因此 , 笔 者 ( ) 杀菌力 ,是联合国世界卫生组织 W HO 确认的 A1 [ 1 ] 以枯草芽孢杆菌为试验材料 ,研究二氧化氯对其的 级消毒剂。由于液态二氧化氯只能用于液体和较 杀菌效果 ,具有典型性和代表性 。 小固体表面的杀菌和消毒处理 ,而不能适用于较大 [ 2 ] 空间环境微生物的防治 ,因此其应用受到限制;而 气体二氧化氯不会产生有毒 、有害的氯化物 ,且较之 1 试验材料与 液态二氧化氯具有更好的扩散性 、穿透性和使用均 匀性 ,特别适用于大面积环境微生物的杀菌和消毒 试验菌种1 . 1 ( ) 枯草芽孢杆菌 B aci l l us s ubt i l is A TCC 63531 3收稿日期 :2009204228 修回日期 :2009205226 ( ) 基金项目 :国家自然科学基金项目 50774068资助 。 ( ) 作者简介 :申小静 1982 —,女 ,硕士研究生 ,主要研究方向为食品安全 。E2mail : xiaoji ng8682 @126 . co m 购于中国医学菌种保藏中心 。 片是以加于 10 mm ×10 mm 的玻璃载体上制成 ,取 1 . 2 培养基及培养方法1 份菌悬液 ,加入 9 份稀释液中 ,混合均匀 , 使其中 7 8 ( 的含菌量约为 2 ×10,1 ×10cf u/ mL ,将菌液放人 密固体培养基 : 营养肉汁琼脂 牛肉膏 0 . 5 % , 蛋 ) 白胨 1 . 0 % ,氯化钠 0 . 5 % ,琼脂 1 . 7 %。 闭容器中 ,通入不同浓度的气体二氧化氯进行杀 ( 菌 。杀菌前后进行平板菌落计数 ,计算杀菌效率 。 液体培养基 : 营养肉汁 牛肉膏 0 . 5 % , 蛋白胨 ) 1 . 0 % ,氯化钠 0 . 5 %。 菌种 经 活 化 后 , 接 入 液 体 培 养 基 , 37 ?、140 2 试验结果与分析 r/ mi n震荡培养 48 h 。 2 . 1 气体二氧化氯浓度对杀菌效果的影响 1 . 3 试验仪器和设备 3 3 (试验仪器和设备有 :电热式蒸汽消毒器 山东新 采用浓度分别为 0 . 2 mg/ m、0 . 4 mg/ m、0 . 6 3 3 3 3 ) 华医疗器械股份有限公司; L R H2250A 型生化培 mg/ m、0 . 8 mg/ m、1 . 0 mg/ m、1 . 2 mg/ m的气 ( ) 养箱 广 东 省 医 疗 器 械 厂 ; GB204 型 分 析 天 平 ( ) 体二氧化氯 对接 菌 量 为 7 . 32 ?0 . 20 lo g cf u/ mL ( ) ( ) M E T TL ER;普通光学显微镜 Ol ymp u s;净化工 的玻璃载体上的枯草芽孢杆菌分别进行处理 ,杀菌 () 作台 济南空气净化消毒设备厂。 时间为 10 mi n 、杀菌温度为 25 ?, 杀菌效果如图 1 1 . 4 试验方法所示 。 1 . 4 . 1 菌种培养由图 1 可知 :随着气体二氧化氯浓度的增加 ,杀 3 菌种培养方法是 :在无菌操作下 ,将购买的菌种 菌量会大幅度增加 ,1 mg/ m的气体二氧化氯可将 纯化 ,接种到固体培养基中置 37 ?培养 24 h ,反复 接种的枯草芽孢杆菌完全杀死 ; 气体二氧化氯浓度 三次 ;然后用接种环取枯草芽孢杆菌到液体培养基 3 3 由 0 . 2 mg/ m升 高 到 1 . 2 mg/ m时 , 杀 菌 量 由 试管中 ,置 37 ? 培养 18,24 h ; 取菌样少许涂于玻 (( ) ) 2 . 12 ?0 . 20lo g cf u/ mL 增加到 7 . 02 ?0 . 20lo g cf 片上 ,固定后以改良 芽孢 染 色法 染色 , 并 在显 微 镜 () 油镜下进行镜检 ;当枯草芽孢杆菌形成率达 95 % u/ mL 。采用 SPSS 对数据进行分析 ,得出气体二 以上时 ,才可用于试验 。 氧化氯杀菌效果随气体二氧化氯浓度的变化曲线的 2 1 . 4 . 2 气体二氧化氯的制备( ) 多项式回归方程和相关系数的平方 R分别为 2 气体二氧化氯采用 Na C1O与 H C1 反应产生 3 y = - 1 . 700 9 x+ 7 . 849 8 x + 0 . 367 2 的混合气体经过 Na C1O过滤后 ,得到高纯度的气2 R= 0 . 969 1 体二氧化氯 。反应原理如下 : Na ClOϖ 2ClOξ + Na ClO 3+ 2 H Cl + 22 ()2Na Cl + HO1 2 1 . 4 . 3 试验设计和试验方法 [ 3,5 ] 根据相关文献的研究成果, 确定以气体二 氧化氯浓度 、杀菌时间以及杀菌温度为杀菌效果的 主要影响因素 ,以杀菌效率的对数来表示杀菌效果 。 试验参数设计如表 1 所示 。 表 1 试验参数设计 图 1 气体二氧化氯浓度对杀菌效果的影响 Table 1 Te st pa ra meter s of inf l uencing f acto r s Fig. 1 Eff ect of ClOga s co ncent ratio n o n sterilizatio n2 - 3 ) ( 杀菌时间 t/ mi n 杀菌温度 T/ ? ClO浓度 C/ mg ?m 2 2 0 . 2 5 15 由 R= 0 . 969 1 可知数据相关性较好 , 因此气 0 . 4 10 20 体二氧化氯浓度对枯草芽孢杆菌菌量的减少有重要 0 . 6 20 25 影响 。 0 . 8 25 30 1 . 0 30 35 2 . 2 杀菌时间对杀菌效果的影响 3 1 . 2 35 40 采用浓度为 0 . 6 mg/ m的气体二氧化氯对接 ( ) 菌量为 7 . 32 ?0 . 20lo g cf u/ mL 的玻璃载体上的 试验时将枯草芽孢杆菌悬液置于无菌离心管 枯草芽孢杆菌分别进行了 5 mi n 、10 mi n 、20 mi n 、25 内 ,以 3 000 r/ mi n 速度离心 30 mi n ,试验所用的菌 mi n 、30 mi n 、35 mi n 的处理 ,杀菌温度为 25 ?,杀菌 第 5 期 申小静等 :气体二氧化氯对枯草芽孢杆菌的杀菌效果研究 47 效果如图 2 所示 。 3 可知 ,杀菌温度由 15 ?升高到 40 ?,杀 由图 ( ) 由图 2 可知 :随着杀菌时间的延长 ,杀菌量大幅 菌量的增加不明显 ,由 6 . 06 ?0 . 20lo g cf u/ mL 增 (( () ) 度增加 ,由 3 . 07 ?0 . 20lo g cf u/ mL 增加到 7 . 08 ? 加到 7 . 10 ?0 . 20lo g cf u/ mL 。采用 S PSS 对数据 ) 0 . 20lo g cf u/ mL ;20 mi n 可将接种的枯草芽孢杆菌 进行分析 ,得出气体二氧化氯杀菌效果随杀菌温度 2 完全杀死 。采用 SPSS 对数据进行分析 , 得出气体 的变化曲线的多项式回归方程和 R分别为 2 y = - 0 . 003 1 x+ 0 . 218 1 x + 3 . 267 6 二氧化氯杀菌效果随杀菌时间的变化曲线的多项式 2 2 R= 0 . 363 5 回归方程和 R分别为 2 2 y = - 0 . 122 x+ 1 . 730 6 x + 1 . 201 由 R= 0 . 363 5 可知数据相关性不好 , 因此杀 2 菌温度对枯草芽孢杆菌菌量的减少影响不大 。 R= 0 . 966 7 2 由 R= 0 . 966 7 可知数据相关性较好 ,因此杀 菌时间对枯草芽孢杆菌菌量的减少也有重要影响 。 3 结 论 () 1气体二氧化氯的浓度和杀菌时间对枯草芽 孢杆菌杀菌效果具有重要影响 ,而且杀菌效果明显 , 总体上随着浓度和时间的增加杀菌量级不断增加 , 3 当浓度为 1 mg/ m、时间达到 25 mi n 时 ,可将含菌 7 8 量约为 2 ×10,1 ×10cf u/ mL 的枯草芽孢杆菌全 部 杀死 ,随后杀菌量级也不再增加 ;温度对杀菌效果 的 影响不明显 。 () 2枯草芽孢杆菌是食品中的常见污染菌 ,故 气体二氧化氯作为食品保鲜剂有很好的应用前景 。 图 2 杀菌时间对杀菌效果的影响 参考文献 : Fig. 2 Eff ect of sterilizi ng time o n sterilizatio n ( ) [ 1 ] 白莲. 二氧化氯的制备与应用 [ J ] . 科技信息 , 2006 , 4 1 : 56 - 57 . 2 . 3 杀菌温度对杀菌效果的影响 [ 2 ] Gat e s , D. J . T he Chl ori ne D i o x i de H an d book [ M ] . A merica n 3 Wat er Wo r k s A ssociatio n ,1998 . 采用浓度为 0 . 6 mg/ m的气体二氧化氯对接 [ 3 ] Du ,J . H . , Y. Ha n , R. H . Li nto n . Inacti vatio n by chlo ri ne dio xide ( ) 菌量为 7 . 32 ?0 . 20lo g cf u/ mL 的枯草芽孢杆菌 ( ) ga s C1O of Li st eria Mo nocyto gene s spo t t ed o nto apple sur2 2 在 15 ?、20 ?、25 ?、30 ?、35 ?、40 ?分别进行了处 ( ) f ace s[J ] . Foo d M ic robi ol o g y ,2002 ,19 4: 481 - 491 . 理 ,杀菌时间为 25 mi n ,杀菌效果如图 3 所示 。[ 4 ] Ha n , Y. , R. H . Li nto n , S. S. Niel sen , et a1 . A co mp a ri so n of met ho ds fo r reco ver y of chlo ri ne dio xide2i nj ured Echerichia coli O157 : H7 a nd Li st eria mo nocyto gene s [ J ] . Foo d M i c robi ol o g y , ( ) 2002 ,19 1:201 - 210 . [ 5 ] Du ,J . , Y. Ha n , R. H . Li nto n . Efficacy of chlo ri ne dio xide ga s i n reduci ng Escherichia coli O157 : H7 o n apple surf ace s [ J ] . Foo d ( ) M i c robi ol o g y , 2003 ,20 12:583 - 591 . 图 3 杀菌温度对杀菌效果的影响 Fig. 3 Eff ect of sterilizing temp erat ure o n sterilizatio n