发表于2011 年 7 月 13 日由主管

介绍

牛奶、黄油、奶油和奶酪等乳制品因其化学成分而易受微生物腐败的影响。牛奶是所有常见腐败生物（包括霉菌和酵母菌）的极好生长培养基。新鲜的、未经巴氏消毒的牛奶通常含有不同数量的微生物，这取决于挤奶、清洁和处理牛奶器具时所采用的护理。在冰箱温度下保存几天的生奶总是显示出以下属的几种或所有细菌的存在：肠球菌、乳球菌、链球菌、明串珠菌、乳杆菌、微杆菌、丙酸杆菌、微球菌、大肠菌、变形杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等。那些不能在通常的低温下生长的人往往数量非常少。巴氏杀菌过程消除了除耐热菌株外的所有菌株，主要是链球菌和乳酸杆菌，以及芽孢杆菌属的孢子形成者（如果原料奶中存在梭状芽孢杆菌）。巴氏杀菌牛奶的变质是由耐热链球菌的生长引起的，该链球菌利用乳糖产生乳酸，从而将 pH 值降低到发生凝结的点（约 pH 4.5）。如果存在，乳酸杆菌能够在低于乳酸乳球菌所需的 pH 值下生长。这些生物体继续发酵活动并可能使 pH 值降至 4.0 或以下。如果存在霉菌孢子，这些微生物开始在酸奶表面生长，并将 pH 值提高到中性，从而允许更多的蛋白水解细菌，如假单胞菌属。生长并导致凝乳液化。

使用平衡良好的清洁和消毒程序将有助于生产具有极高微生物质量的原料奶。拥有从奶牛准备到散装罐清洁的纪律严明和精心组织的卫生计划的农场，很容易达到标准板计数 <10 000/ml 和大肠菌计数 <10/ml 的原料奶——液体巴氏杀菌通常达不到标准南非大多数加工厂生产的牛奶。通常使用化学消毒剂，碘伏（25 ppm 碘）和氯（100 ppm 氯）是最广泛使用的，并且允许最少两分钟的接触时间以获得最佳效果。

最近在南非引入了一种电化学活化水的新方法。在水的电化学活化 (ECA) 过程中，稀释的盐溶液通过一个圆柱形电解池被“活化”，在该电解池中，阳极室和阴极室由渗透膜隔开。产生两股独立的活化水流：pH 范围为 2-9 和氧化还原电位 (ORP) 为 +400 mV 至 +1200 mV 的阳极液。由于自由基的混合物，阳极液是一种氧化剂，并具有抗菌作用。阴极电解液，pH 值为 12 至 13，ORP 约为 -900mV，具有还原性和表面活性剂特性，是一种抗氧化剂。在电化学活化过程中，会产生三大类产品：

l 稳定的产品——这些是酸（在阳极液中）和碱（在阴极液中），它们会影响相关溶液的 pH 值，以及其他活性物质。

l 高活性不稳定产品——这些产品包括自由基和其他活性离子物质，典型寿命小于 48 小时。这里包括电和化学活性的电解气体微气泡，其直径为 0,2-0,5 微米，浓度高达 107 ml-1，均匀分布在溶液中。所有这些物质都用于提高阳极液的氧化还原电位 (ORP)。

l 准稳定结构——这些结构是在电极表面处或附近形成的结构，这些结构是由于这些区域中的非常高的电压降 (107 V cm-1) 造成的。这些是离子、分子、自由基和原子周围水合膜的自由结构复合物。这些水簇的大小减少到每个簇大约 5-6 个分子。所有这些特征都增强了水的扩散、催化和生物催化性能。

ECA 溶液的化学成分可以通过利用连接电解池模块的各种液压装置以及其他辅助装置来改变，以最佳地满足特定应用领域的要求。其他一些变量是流速；液压; 电极上的电流密度和电压。对于 ECA 过程机制的研究人员来说，最重要的问题之一是在单极电化学暴露后发现自己处于状态亚稳态水和稀释水溶液的性质。到目前为止，这个问题还没有得到令人满意的解决，但这并不妨碍电化学活化液体的广泛实际应用。问题在于，很难评估电化学效应的纯化学和纯物理成分对副电极环境的活化贡献。在阳极电化学处理过程中，水的酸度增加。由于形成稳定和不稳定的酸（硫酸、盐酸、次氯酸、过硫酸）以及过氧化氢、过氧硫酸盐、过氧碳酸盐、在指示物质的自发分解和相互作用过程中产生的含氧氯化合物和不同的中间体化合物。此外，由于阳极电化学处理表面张力有所降低，电导率升高，溶解氯和氧的含量也升高，氢和氮的浓度降低，水的结构发生变化。有一系列杀菌物质，通常称为杀菌剂或杀微生物剂，它们的试剂声称所有这些物质都可以定量杀死水系统中的细菌。然而，不同的细菌对杀菌剂的反应不同，要么是由于不同的细胞壁特性 6，要么是由于其他耐药机制，无论是固有的还是可诱导的 7、8、9。

细菌细胞膜为细胞提供渗透屏障并催化物质主动转运到该细胞中。由电子供体或电子受体因子的作用引起的跨膜电位变化与强大的电渗过程相关，伴随着水对 ORP 梯度的扩散，导致膜破裂和细菌细胞内容物流出。细菌膜本身带有电荷。阳极液中的阴离子作用于该膜。阳极液还可以破坏电池的其他功能。与高等生物不同，细菌等单细胞生物从细胞外的环境中获取能量。小分子通过电化学梯度穿过细胞膜。因此，直接环境的 ORP 的任何显着变化都会对细胞产生严重后果。即使没有发生细胞的瞬时死亡，膜中的所有酶功能都会受到影响，这也会导致细胞活力丧失。

材料和方法

消毒后每天分析三个挤奶站（每天相同）。每天对三个站点中每个站点的四个不同表面进行采样。取样的四个不同表面是 (1) 乳头簇的内部，(2) 乳头簇顶部（嘴），(3) 浮动控制流量传感器内部和 (4) 浮动控制流量传感器盖。使用无菌拭子对每个表面进行取样，并在营养琼脂平板上划线。将平板在 37oC 下培养 48 小时，然后计算每个平板上形成的菌落数。

孢子体检测

细胞悬浮液是从在乳品消毒实验中提供吊具的平板制备的。通过向板中加入 5 ml 无菌蒸馏水并使用无菌环悬浮菌落来悬浮菌落。将悬浮液转移到试管中，并将试管在 80oC 下孵育 10 分钟。将1ml的每种细胞悬浮液铺在营养琼脂板上。将板在 37oC 下孵育 48 小时。

散货船清洗

用通常的消毒剂（对照）清洗牛奶罐，然后使用 Rodac 板对罐内的不同表面进行取样。对于实验，用 ECA 溶液清洗罐。第一次用阴极液清洗，然后用自来水冲洗槽，最后用阳极液冲洗槽。作为对照对罐的内部进行取样。对于使用的每种消毒剂，实验进行了五天。将平板在 37oC 下培养 24 小时，然后计数菌落形成单位的数量。

结果与讨论

表 1 和表 2 中的结果是定性的而不是定量的，因为由于采样表面的性质，不可能对完全相同的表面积进行采样。通常使用的消毒方法（在结果中表示为对照）确实具有一定程度的微生物控制（表1）。在大多数情况下，里面的乳头簇的污染程度最低。然而，大多数表面没有得到令人满意的消毒，如撒布机所示（表 1），在一些表面上，微生物数量超过了盘子上可以计数的最大数量。浮动控制流量传感器盖和奶嘴簇顶部的微生物数量相对较多，这是由于这些表面未暴露于消毒剂溶液（表 1 和表 2）。然而，阳极液消除了这些采样点上的散布器。当阳极液用作消毒剂时，结果通常更好。这在比较 FSI 采样点的结果时尤为明显（表 1 和表 2）

所有吊具均能抵抗 80oC 的加热（表 3）。这表明所有的传播者都是产孢微生物生长的结果，这些微生物污染了挤奶厅

在整个实验期间，用对照消毒剂清洗水箱时的 cfu/cm2 数量高于用 ECA 溶液清洗时的 cfu/cm2 数（表 4）。对照消毒剂对散装罐的消毒无效，因为大多数计数都高于 300 cfu/cm2 和传播者（经常遇到孢子形成者（表 4）。然而，使用随后的阴极液清洗实现了牛奶罐的有效消毒通过对大多数表面进行消毒的阳极液消毒（表 4）。

结论

l 消毒剂与待消毒表面之间的接触对于去除微生物数量是必不可少的。

l 所有的传播者都被确定为孢子形成生物

l 阳极液消除了孢子形成细菌

l 总体而言，阳极液的消毒效果优于对照消毒剂

l 在阳极液与表面接触的地方，消毒处于可接受的水平，大多数表面都经过消毒

l 阴极电解液和阳极电解液消毒步骤的组合对于散装罐的消毒是有效的。

安柯孚莱（北京）环保技术有限公司