家用多功能生态仪的杀菌效果研究

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丁年平²，杨永强²，杜少平¹，杨冠东¹，黎婉圆¹，周卓为²
（广州市微生物研究所¹  广州工业微生物检测中心²，广东广州  510663）

摘要：目的：研究家用多功能生态仪的杀菌效果。方法： 通过悬液定量杀灭试验、载体定量杀灭试验以及空气消毒试验研究生态仪对水体中、物体表面、空气中微生物的杀灭效果。 结果：采用悬液定量杀灭试验，作用30min，该机对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、白色念珠菌的杀菌率达均达到90%以上，黑曲霉仅32.56%；采用载体定量杀灭试验，作用30min，该机对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、白色念珠菌的杀菌率均达到90%以上，黑曲霉达到90.38%；采用空气消毒试验，作用60min，在1.5m³及 10m³试验舱中，该机对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌率均达到90%以上，而在30m³试验舱中，该机对三种菌的除菌率均在25%以下。结论：多功能生态仪杀灭效果良好。
关键词：消毒学；臭氧；抗菌家电；生态仪；空气净化

1 前言
臭氧技术在家用电器中的应用十分广泛。如应用臭氧技术的电冰箱、洗衣机、空调器、洗碗机，以及小家电产品，如臭氧消毒柜、饮水机、洁身器、水消毒杀菌机、各种场合应用的空气净化器、衣柜和鞋柜防霉器、电子除臭器、果蔬消毒器、鱼缸增氧杀菌器等家用臭氧仪^[1-2]。但目前这些仪器大多数功能单一，而多功能生态仪是一款以还原我们生活生态系统和消毒食物为主打功能的多功能仪器，它主要是利用臭氧和光触媒在超声波的作用下进行食物解毒、空气净化、果蔬清洗、餐具消毒、水源活化等。可替代消毒柜、果蔬清洗机、水源活化机、解毒仪、空气净化机等家用设备，集多种家用设备功能于一身，大大提高了设备的使用效率及降低了生活费用。
目前对各类家用臭氧仪器的杀菌效果研究较多，如臭氧鞋柜，臭氧碗柜，臭氧空气净化器等，但对多功能生态仪的杀菌效果研究较少，且目前的研究也主要集中在水体杀菌、物体表面杀菌、空气消毒中的某一项或两项。因此，本文通过悬液定量杀灭试验和载体定量杀灭试验研究了市售采用臭氧技术的家用多功能生态仪对水体中及物体表面的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、白色念珠菌、黑曲霉的杀菌效果；通过空气消毒试验，研究了该生态仪在1.5m³、10m³、30m³不同大小的实验舱内，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌效果。

2 试验设备与材料
2.1试验设备
立式压力蒸汽灭菌锅 LDZX-50KBS 上海申安医疗器械厂；
恒温恒湿箱 HPX-300BSH-Ⅲ 上海新苗医疗器械制造有限公司；
生化培养箱 SPX-250BSH-Ⅱ上海新苗医疗器械制造有限公司；
漩涡振荡器 MS1 IKA®
气溶胶发生器 PLG-2000H Palas®
六级筛孔空气撞击式采样器  江苏金坛市康华电子仪器制造厂
市售采用臭氧技术的多功能生态仪
2.2试验试剂
营养琼脂、PDA、沙氏琼脂、NB 北京陆桥技术有限公司
无水磷酸氢二钠，广州化学试剂厂，分析纯
无水磷酸二氢钾，广州化学试剂厂，分析纯
无水硫代硫酸钠，广州化学试剂厂，分析纯
2.3菌种
大肠杆菌 ATCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538、白色念珠菌ATCC 10231、绿脓杆菌ATCC 15442、乙型副伤寒沙门氏菌 CMCC 50094、白色葡萄球菌8032、黑曲霉 ATCC 6275

3 试验方法
3.1悬液定量杀灭试验
3.1.1菌液的准备
取大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、乙型副伤寒沙门氏菌、白色葡萄球菌3～14代普通营养琼脂新鲜培养物（18～24h），白色念珠菌5～6代沙氏琼脂新鲜培养物（18～24h），黑曲霉3～14代PDA斜面培养物（7~14d），用PBS分别制成含菌量为10⁸cfu/mL ~10⁹cfu/mL（细菌）或10⁷cfu/mL~10⁸cfu/mL（白色念珠菌，黑曲霉）的菌悬液备用。
3.1.2试验步骤
   往生态仪中注入5L左右的灭菌蒸馏水，并加入制备好的菌悬液10mL，充分混匀，使水中0h细菌回收菌落数达到10⁵cfu/mL ~10⁶ cfu/mL，白色念珠菌、黑曲霉0h回收菌落数达到10⁴cfu/mL ~10⁵ cfu/mL。将机器盖好后开机运行，分别于15min，30min吸取0.5mL菌液混合物加入4.5ml中和液（1%硫代硫酸钠）^[3]内混匀，中和10min,后进行活菌计数，与0h回收的菌落数做为对照计算杀菌率，同时设阴性对照，试验重复三次。
3.2载体定量杀灭试验
3.2.1染菌载片的制备
取3.1.1制备的菌液10ul滴加到载体（10mm×10mm，玻璃片）上，将染菌载片置于37℃培养箱内干燥30min后再放置在灭菌平皿中（每块菌片的回收菌数，按活菌培养计数所得结果，应为5×10⁵cfu/片~5×10⁶cfu/片），备用。
3.2.2试验步骤
将3.2.1制备的染菌载片放置在灭菌平皿中，每个平皿放置4个载片，将3个平皿放在不同的位置，每个菌各12片。将机器盖好后开机运行，分别作用15min、30min后各从每个平皿中取出2片载片，放入5mLPBS中，振荡洗脱，进行活菌计数。同时，将3.2.1制备的相同载片6片放置室温下，分别于15min，30min各取3片进行活菌计数，作为阳性对照，同时设阴性对照。试验重复3次。
3.3空气消毒试验
3.3.1菌液的制备
取3.1.1制备的大肠杆菌、金黄色葡萄球球菌、白色葡萄球菌的菌悬液，用NB稀释至试验所需浓度。
3.3.2试验步骤
（1）将实验用器材一次性分别放入两个相同体积的试验舱（对照组和实验组，试验舱体积包括1.5m³，10m³，30m³），并关闭门，开启高效过滤器净化，同时调节两个试验舱温度为20℃~25℃，相对湿度为50%~70%。
（2）开启微生物气溶胶发生器，喷菌悬液1mL，用风扇搅拌并至喷雾完毕后10min，再静置15min。
（3）同时对试验组和对照组分别用六级筛孔空气撞击式采样器采样，采样体积为4L。
  （4）试验组开启生态仪，将生态仪上面的透明视窗拉至半开合状态，分别在30min、60min采样，对照组也在相应时间段采样。
（5）取未用的同批培养基2份，与试验采样的样本同时进行培养，作为阴性对照。
（6）试验重复3次。

4 结果与分析
4.1悬液定量杀灭试验
由图1可以看出，家用多功能生态仪在悬液定量杀灭试验中，生态仪对水体中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、沙门氏菌、绿脓杆菌的杀灭效果较好，作用15min的杀菌率均在80%以上，其中大肠杆菌更是达到99.12%；作用30min的杀菌率均在90%以上，其中大肠杆菌达到99.99%。生态仪对水体中的黑曲霉杀菌效果较差，作用30min，杀菌率仅为32.56%。这主要是因为，臭氧的主要作用原理是破坏或分解细菌的细胞壁，迅速地扩散透入细胞内部，氧化破坏细胞内酶，致死菌原体，而细菌和霉菌的细胞壁主要成分不同，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，而霉菌细胞壁的主要成分是几丁质，并且，细菌的DNA分子是单独存在的，而霉菌细胞核中的DNA是与蛋白质结合在一起的，这样对DNA起到一定的保护作用，因此，细菌对臭氧更敏感，在较低臭氧浓度和较短的作用时间就具有显著杀菌效果。有研究表明，在相同作用时间和臭氧浓度下，霉菌的杀菌率较细菌低^[4]。

图1悬液定量杀灭试验结果
4.2载体定量杀灭试验

图2载体定量杀灭试验结果
由图2可以看出，家用多功能生态仪在载体定量杀灭试验中，作用15min，生态仪对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、沙门氏菌、绿脓杆菌的杀菌率均达到90%以上，黑曲霉的效果稍差，但亦达到76.84%；作用30min，对黑曲霉的杀菌率达到90.38，对其他五种菌的杀菌率均大于99.99%。载体定量杀灭试验效果较水体杀菌效果好，尤其是黑曲霉，水体消毒中，作用30min杀菌率仅为32.56%，而载体定量杀灭试验中，30min的杀菌率达到了90.38%。这主要与臭氧在水中的溶解度有关，机器在一定时间内产生的臭氧量是一样的，但是水体中只溶解了一部分臭氧。一般来讲，加入臭氧气体量达0.5～1.5 mg/L 时，水中余臭氧质量浓度保持在0.1～0.5 mg/L^[5-6]。
4.3空气消毒试验
空气消毒试验选取了1.5m³、10m³、30m³三个不同体积的试验舱。由图3(a)-(c)可以看出，1.5m³的试验舱中，家用多功能生态仪该机作用15min，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌率均达到90%以上，作用60min，除菌率菌达到99.99%以上。10m³的试验舱中，家用多功能生态仪作用30min，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌率均达到90%以上；作用60min，对大肠杆菌、白色葡萄球菌的除菌率均达到99%以上，对金黄色葡萄球菌达到96.12%。30m³的试验舱中，家用多功能生态仪对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌效果不明显，作用60min，除菌率均在25%以下。这主要是因为生态仪在一定时间内，产臭氧量是一定的，空间越大，相对浓度就越小，臭氧浓度是影响杀菌效果的关键因素之一，当空气中臭氧浓度低于一定值时，几乎没有杀灭作用^[7]。由于家用多功能生态仪主要用于家居室内，而臭氧的浓度一旦超过10mg/L就会对人体产生伤害，因此不能一味地增加臭氧量而达到除菌效果，在实际运用中，可用于小空间的消毒，如衣柜、碗柜、30m³以下的小房间等。


图3空气消毒实验结果

5 结论
试验结果表明，多功能生态仪对水体中、物体表面、空气中的微生物的杀灭效果良好。该机作用30min，对水体中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、白色念珠菌的杀菌率达均达到90%以上，而对黑曲霉效果不明显，杀菌率仅32.56%，对物体表面的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、白色念珠菌的杀菌率达均达到99.99%以上，黑曲霉达到90.38%；在1.5m³及 10m³试验舱中，该机作用60min，对空气中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌的除菌率达到90%以上，而在30m³试验舱中，该机对三种菌的除菌效果较差，均在25%以下。
目前市面上有很多的臭氧消毒仪，部分厂家开始考虑其到对人体的损害，但考虑到优先保证杀菌效果，一般还是会选择较大浓度，因此建议在此类产品的研发过程中，不仅要有臭氧浓度、作用时间等对杀菌效果的研究，还要有臭氧浓度对人体健康影响的研究，结合杀菌效果和对人体健康的影响，得出合适的臭氧浓度。

参考文献
[1] 刘杭生，邓秋农.臭氧技术在家用电器中的应用与开发[J].家用电器科技，2000,7:47-49
[2] 丁年平,黄春喜,周卓为等. 臭氧发生器应用于冰箱的杀菌效果研究[J].家电科技2012,7:73-75
[3] 林爱红，黄惠英.多功能臭氧果菜解毒机杀菌效果的试验观察[J],现代预防医学，2002,29（3），361-363.
[4] 宿秀艳.臭氧对微生物杀菌作用的初步研究[J].微生物学杂志，2004,24(2):54-56
[5] 袁洽匡,凌波. 实用消毒技术. 北京:化学工业出版社,2002. 126.   
[6] 代淑艳，张可畏，王慧明等.臭氧气体与臭氧水灭菌效果分析[J]中国生物制品学杂志,2004,17(5):320-321.
[7] 侯为国. 臭氧技术应用研究. 医学工程设计杂志，2000，21 (6) :255～257.