过氧乙酸与硫酸-表面活性剂复合消毒剂降低整瓜表面单核细胞增生李斯特菌污染的效果研究

本研究针对甜瓜屡次引发食源性疾病的问题，评估了过氧乙酸(PAA)与专利硫酸-表面活性剂(SS)复合物(PAA-SS)对整瓜表面单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)的杀菌效果。结果表明，PAA-SS复合消毒剂（尤其是250 ppm PAA-SS）在0.5-5分钟暴露时间内可实现3.2至>4.9 log CFU/瓜的显著杀菌效果，其效力优于或等同于40 ppm氯处理，为果蔬采后消毒提供了氯替代方案。

　　

甜瓜，这种清甜多汁的水果，竟然是食源性病原体的“温床”？近年来，由单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）等病原体引起的食源性疾病爆发屡次与甜瓜相关联。其中最严重的一次是2011年发生在美国的疫情，由受污染的整瓜引发，导致了跨28州的147例病例、143例住院、33例死亡和1例胎儿流产，成为美国有记录以来最致命的一次与农产品相关的李斯特菌病爆发。甜瓜生长在地面，其粗糙、网状的瓜皮容易附着来自土壤、肥料和灌溉水中的细菌，而瓜皮上的裂缝和缝隙更为病原微生物提供了理想的藏身之所，使其难以被常规清洗去除。这给公共卫生安全带来了持续挑战。

目前，在采后处理中，氯基消毒剂被广泛用于果蔬的清洗。然而，氯消毒的效果易受水质硬度、温度、pH值和有机质含量的影响而大打折扣，并且可能产生有害的副产物。因此，寻找高效、安全的替代消毒方案成为果蔬加工业的迫切需求。过氧乙酸（Peroxyacetic acid, PAA）作为一种潜在的替代品，其杀菌效果在不同研究中存在差异。此外，对于甜瓜这类表面具有疏水蜡质层的果蔬，在消毒剂中添加表面活性剂（Surfactant）有望帮助微生物污染物从产品表面脱离，从而可能增强消毒剂的杀菌效果。

为了应对这一挑战，科罗拉多州立大学动物科学系的研究团队在《Journal of Food Protection》上发表了一项研究，系统评估了一种由过氧乙酸和一种专利的硫酸-表面活性剂（Sulfuric acid-surfactant, SS）混合而成的消毒剂（PAA-SS）在减少整瓜表面单核细胞增生李斯特菌污染方面的效力。

为了回答上述问题，研究人员设计了一项严谨的浸泡实验。他们使用包括2011年甜瓜疫情菌株在内的五种L. monocytogenes混合菌株，以高浓度（约8 log CFU/瓜）人工污染整瓜表面。随后，将甜瓜分别浸泡在水中、40 ppm有效氯（CL）、单独的SS（pH 1.8）、不同浓度的PAA（40, 80, 250 ppm）以及相应浓度的PAA-SS复合物（pH 1.8）中，处理时间分别为0.5、1和5分钟。每个处理组和每个时间点使用6个重复甜瓜。处理后，通过使用含有中和剂的缓冲液冲洗甜瓜表面，并在选择性培养基（PALCAM agar）上培养计数，以确定存活的李斯特菌数量，计算杀菌效果（log CFU/瓜减少量）。研究还检测了处理液本身是否含有存活的细菌，以评估交叉污染风险。数据采用统计学方法进行分析，比较不同处理组之间的差异显著性。

微生物负载分析

对经过乙醇喷雾预处理、水洗和风干的未接种甜瓜进行分析，其表面总好氧微生物负载为5.2至5.9 log CFU/瓜，未检测到天然存在的李斯特菌属（检测限2.7 log CFU/瓜）。这表明后续实验中回收的细菌主要来自接种的L. monocytogenes菌株。

L. monocytogenes的物理去除**

未经处理的对照甜瓜在1小时附着期后的L. monocytogenes接种水平为7.9 ± 0.4 log CFU/瓜。单纯用水浸泡甜瓜0.5、1或5分钟，病原菌减少量仅在0.3至0.5 log CFU/瓜之间，证实了单靠水洗无法有效去除紧密附着在瓜皮表面的细菌。

单一消毒剂溶液的杀菌效果

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  氯（CL）处理：40 ppm有效氯（pH 6.5）处理0.5、1和5分钟，分别使L. monocytogenes减少2.1、2.7和3.3 log CFU/瓜，效果显著优于水处理。
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  硫酸-表面活性剂（SS）处理：单独的SS（pH 1.8）处理0.5和1分钟，杀菌效果（约0.9 log CFU/瓜）与水处理无显著差异；处理5分钟时，减少量达到1.8 log CFU/瓜，但仍显著低于氯处理。
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  过氧乙酸（PAA）处理：三种浓度的PAA（40, 80, 250 ppm）均表现出显著的杀菌效果，减少范围分别为3.1至>3.6 log CFU/瓜（PAA40）、3.0至4.2 log CFU/瓜（PAA80）和4.1至>4.6 log CFU/瓜（PAA250）。其中，250 ppm PAA在所有处理时间点的效果均显著优于40 ppm氯处理。值得注意的是，部分经PAA40（1个样本）和PAA250（2个样本）处理5分钟的甜瓜上未检测到存活的病原菌。

PAA-SS复合消毒剂的杀菌效果

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  PAA与SS复合物（PAA-SS）在所有测试浓度下都表现出强大的杀菌能力。PAA40-SS、PAA80-SS和PAA250-SS的杀菌效果范围分别为3.2至3.7 log CFU/瓜、4.4至>4.5 log CFU/瓜和>4.6至>4.9 log CFU/瓜。
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  总体而言，在相同浓度和处理时间下，PAA-SS复合物的杀菌效果与单独使用PAA相比，无统计学显著差异。然而，一个重要的发现是，经PAA250-SS处理0.5分钟和5分钟的样本中，各有2个（33.3%）未检测到存活菌；处理1分钟的样本中，有4个（66.7%）未检测到存活菌。这提示，PAA与硫酸-表面活性剂结合可能在极短的处理时间内就具有更强的抗菌潜力，但由于检测限（2.7 log CFU/瓜）的存在，无法精确量化其优势。研究也指出，使用选择性培养基可能无法恢复受消毒剂亚致死损伤的细菌细胞，从而可能低估了存活菌量。

L. monocytogenes在消毒剂溶液中的存活情况**

对处理液的分析显示，水处理液中存活菌量随处理时间延长而增加。SS处理液中有少量存活菌被检出，但数量很低。而在氯（CL）、PAA40和PAA40-SS处理液中，所有样本均未检测到存活菌（检测限1.0 log CFU/mL），表明这些消毒剂能在溶液内有效灭活细菌，降低了交叉污染的风险。

本研究得出结论，在实验条件下，40 ppm有效氯以及所有测试浓度的PAA和PAA-SS复合物均能有效降低整瓜表面的L. monocytogenes污染水平。其中，250 ppm PAA和所有浓度的PAA-SS复合物（除5分钟PAA40-SS外）的杀菌效果均显著优于40 ppm氯处理。尽管从统计上看，PAA-SS复合物的效果与相同浓度的单独PAA处理大体相当，但PAA250-SS处理样本中多次未检出存活菌的现象，强烈暗示了PAA与硫酸-表面活性剂结合可能产生协同或增强效应。

这项研究的意义在于为果蔬采后清洗提供了除氯消毒剂之外的有效替代方案。PAA，特别是其与表面活性剂的复合物，展现出了高效、快速的杀菌潜力，且受有机质影响较小，对于控制甜瓜等高风险农产品中的L. monocytogenes污染、预防食源性疾病爆发具有重要的应用价值。研究结果支持将PAA-SS复合消毒剂纳入果蔬消毒体系中进行进一步评估。未来研究可结合细胞损伤修复培养方法，更准确地评估消毒剂的实际杀菌效果，并考察这些消毒处理对甜瓜色泽、质地和货架期等品质指标的影响。