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1、用电解氧化电位水作为响应曲面造型的清洗和消毒材料使用于挤奶系统中通直流电流到低浓度氯化钠溶液中产生 电解氧化（EO）水，同时导致碱性和酸性电解氧化（EO）水。这项研究的目标是，以确定电解氧化（EO ）水是否可以用来作为一个可接受的清洗和消毒的材料，这种材料能够使用在管道中挤奶系统。使用在挤奶系统中常用的小件材料被污染，在原料奶 接种 4 个类似于原料奶中发现的的细菌， 然后在不同的时间和温度条件下，先在碱性 EO 水浸泡，接着在酸性EO 水浸泡。响应面的设计温度范围 25-60 C 和一个 5-20 分钟的时间范围来测定有效的时间和温度组合。通过菌落计数和 ATP 生物发光来评估 EO 水的清

2、洗和消毒的有效性。多数在 60 C 也有一些在较低的温度下成功删除所有检测到的细菌和 ATP，通过这些可以进行材料的评价。总的来说，这项研究的结果 指出，“EO水有作为用于挤奶系统的清洗和消毒材料的潜力。关键词 电解氧化水，雇佣水，响应面模型，卫生。引言 全脂牛奶含有蛋白质，脂肪，乳糖，钙 和一些其他营养，并成为一个理想的细菌生长的介质。由于在二十世纪初人类爆发的疾病，生产 良好的优质奶源成为一个公共健康 关注。因此，在美国的原料奶的生产和加工是受 美国食品和药物管理局的公共健康 服务，以及由国家和地方有时 监管的。原料奶的生产的一级的标准和要求记录 在 甲级“巴氏杀菌奶条例” 中（PHS /

3、美国 FDA 1999）。本条例规定单一的农产品原料奶的微生物负载 巴氏杀菌要少于 100 万个/毫升。 此外，许多奶处理器为得到较高的优质奶源花费更多，差的清洗实践花费 牛奶生产者数千美元一个月。 在美国，挤奶系统 通常清洗分四个步骤的过程：一个温暖的 用水冲洗干净，具有高度碱性溶液冲洗， 一个酸性溶液冲洗，最后一个在下一次 使用前 快速用消毒剂冲洗先。氯化碱性清洁剂 含有钠或高浓度 氢氧化钾。这些化学物质是高度 腐蚀性，可能会导致严重地灼伤皮肤和 眼睛。此外，如果不慎混入酸冲洗精矿，氯化清洗剂 可以释放氯气。电解氧化（EO）水是一种新型的 在日本开发的清洗和消毒剂。 EO 水是由弱食盐电解

4、 （氯化钠）形成钠和氯从而产生的，用电极之间的膜来分离对方的离子，产生碱性溶液和酸性溶液。碱性溶液 pH 值为 11.5 的和氧化还原电位 （ORP）为 - 850 毫伏，而酸性水 pH 值为 2.6 的，ORP 为 1150 mV，和 50-80 PPM 游离氯（金 等 。 2000 年）。作为 EO 水 有碱性和酸性成分，它在接受四步洗涤过程中应可轻松地放入 就地清洗处（CIP）清洗 挤奶系统。用于清洗的化学品是有毒的， 危险。他们也代表了一个持续的费用，为奶制品生产。使用 EO 水就地清洗挤奶系统，消除了许多与存储和使用化学品有关的危险。EO 水比传统的清洁剂也可以更有效益。一旦开始投资

5、购买制造 EO 水的仪器，只有持续耗费水，氯化钠（普通食盐）和电力运行。这项研究的目的是证明 EO 水作为清洁和消毒剂的潜在效益，这种普通材料使用在兴建挤奶系统中，并制定了统计模型，纳入三个重要参数：在碱性溶液中的处理时间，在酸性溶液中的处理时间，以及这些条件下的温度。材料与方法 牛奶的制备 这项研究的原料奶是直接从 宾夕法尼亚州立大学的乳腺炎研究散装罐 中心（大学园区，PA， USA）获得的。一个含有四种常见的原料奶细菌的鸡尾酒被用作接种，以增加微生物种群。这些细菌是假单胞菌荧光 （B2，博士 S. Doores 获得， 在宾夕法尼亚州立大学）， 藤黄微球菌（ ATCC 10240）， 肠球

6、菌 粪肠球菌（ATCC51299） 大肠杆菌 大肠杆菌 （ATCC25922 ）。每一种细菌是生长在 10 毫升的胰蛋白酶大豆肉汤（ TSB）培养 20 h，（DIFCO，火花， MD，USA）他们的最佳温度为：体育荧光 和 M. luteus 是 30 C 和粪肠球菌 和 大肠杆菌是 37 C。每一种细菌肉汤取一毫升转移到一个单一的离心孔在 4400 离心克离心 4 分钟。然后把细菌细胞上清液倒掉， 在 40 毫升原料奶中悬浮振荡 1分钟。使用菌落计数（APC）的方法，以确保 混合物的数量为 10 8 CFU /毫升，从而来评价原料奶。 标本的制备 五个常见的挤奶系统材料小件在实验中使用。这

7、种被选择进行评估的材料是不锈钢卫生 管，PVC 牛奶软管，橡胶衬里，橡胶垫片 材料和聚砜塑料。每种材料标本被切成小块，每一块 10cm2。 每个表面做有标记的标本沉积在 0.1 mL 接种的原料奶中并且蔓延在整个标记的区域，用吸管尖。标本在一个层流罩中干燥大约 15分钟，然后 0.1 毫升接种的原料奶将被存放和蔓延。受污染的标本在一个层流罩中干燥至少 1.5h，直到所有可见的液体蒸发，这将导致可收回数量达 10 7 cfu/10cm2 ，擦拭未经处理的标本再进行测量。EO 水的制备 EO 水是通过 EO 水生成器 （ROX20 模型，星崎电器有限公司， 荣，丰明市，爱知县，日本）产生的。一个连

8、续供应的软化自来水，12的 NaCl 溶液在室温下注入到设备中， 这个操作是在 19A 和 10 V 下进行的，EO 水生成器自动混合NaCl 和自来水形成的溶液提供了一个 0.1的 NaCl 在电解室的浓度。收集 EO之前, 生成器运行约 15 分钟直到稳定。据文献报道，酸性 EO 水的 pH 值约 2.6，氧化还原电位 1150 mV 和 50-80 ppm 的游离氯，而 碱性 EO 水 pH 值约 11.3 和氧化还原电位- 850 毫伏（Venkitanarayanan 等 。 1999 年，金 等 。 2000B）。pH 值和氧化还原电位能用 pH / ORP 计检查测计进行检测（型

9、号为 445，康宁公司，大单位，纽约州，美国）， 和酸性 EO 水游离氯含量的测试能够通过滴定 ， - diethylp - 对苯二胺有色金属乙烯二铵 硫酸 DPD（FEAS）检测试剂盒（哈希公司，拉夫兰 CO，美国）来测定。该溶液用加热板进行加热，然后放置在预热水浴以确保一致的处理温度。 响应面法 为了有效地减少实验次数， 一箱 Benken 响应曲面设计（Devore 2000 年 NIST / SEMATECH 联盟 2003 年）是用来选择在碱性 EO 水和酸 EO 水的处理时间以及热处理温度处理时间的组合（见表 1）。一个标准箱 Benken 三个变量的设计要求总共 16 个实验的试

10、验，包括重复实验四次。最好是，响应面设计实验应 以随机顺序进行，但是尽量减少在这项研究中的实验水浴所需的温度变化要求对温度进行排序。一系列在室温下进行的初步实验是用来选择 5-20 分钟的处理时间限制和在25-60 C 温度范围，它比目前用于传统乳制品清洁工的使用温度（70-75 C）更低。这响应面设计适用于每种材料的使用。 要单独确定温度的影响， 响应面设计用不锈钢进行，使用软化自来水代替碱性和酸性 EO 水溶液。 表1 箱Benken响应面设计碱性 时间 酸性 时间 序号 EO water (min) EO water (min) 温度 . (C) 1 12.5 5.0 25 2 5.0

11、12.5 25 3 20.0 12.5 25 4 12.5 20.0 25 5 12.5 12.5 42 6 12.5 12.5 42 7 20.0 20.0 42 8 5.0 20.0 42 9 20.0 5.0 42 10 5.0 5.0 42 处理 在 600 毫升烧杯中进行所有的治疗，包含约 400 毫升没有任何躁动的溶液（碱性或酸性 EO 水）。为了模拟一个最坏环境下挤奶系统中的流动状况，溶液在处理过程中不能摇动。在规定的温度条件下，碱性 EO 水治疗处理后，标本转移到另一个装有酸性 EO 水的烧杯中。 在酸性 EO 水指定的处理时间后，标本被取回并立即擦洗进行电镀列举细菌 水平或擦

12、洗三磷酸腺苷进行生物荧光分析以评估清洁度。被污染但未经处理的标本擦洗后进行 APC 分析以初步判断细菌种群。要单独确定温度的影响， 软化自来水被用作处理溶液并用不锈钢标本重复操作。这些处理在其他方面都是相同，包括在一指定的处理次数后将样品从一个烧杯转移到另一个烧杯中。表2 根据响应面设计 EO水处理后ATP 响应ATP (RLU) 碱性 EO 水 (min) 酸性 EO 水 (min) 温度 . (C) 不 锈钢 橡胶衬板PVC牛奶软管聚砜塑料 橡胶O形圈12.5 5.0 25 53 959 11 884 37 528 629 11 12.5 12.5 42 12 12.5 12.5 42 1

13、3 12.5 5.0 60 14 5.0 12.5 60 15 20.0 12.5 60 16 12.5 20.0 60 540 5.0 12.5 25 21 890 39 062 7 552 1416 6 532 20.0 12.5 25 1 181 511 15 802 3880 6 350 12.5 20.0 25 10 246 3 698 14 673 26 6 369 12.5 12.5 42 408 11 133 0 0 0 12.5 12.5 42 4 118 14 570 0 0 40 125 20.0 20.0 42 0 4 728 0 0 0 5.0 20.0 42 8 7

14、88 4 828 5 578 0 15 257 20.0 5.0 42 1 992 1 953 0 0 280 5.0 5.0 42 180 393 11 729 43 750 9441 586 12.5 12.5 42 2 400 1 632 0 0 0 12.5 12.5 42 5 517 2 680 0 0 5 004 12.5 5.0 60 0 0 0 0 0 5.0 12.5 60 0 24 326 0 0 0 20.0 12.5 60 0 0 0 0 1 150 12.5 20.0 60 0 0 0 0 0 一个件不同材料的小件沾了接种的原料奶先浸种处理，然后清洗，其次是一个在酸性

15、EO 水浸种处理再在碱性EO水J浸泡。清洗效果是衡量一个ATP 生物发光器件和相对光单位（RLU）分析 使用 APC 确定微生物的灭活和/或清除 （消毒）和一个 ATP 生物发光法的标本进行了评估来评估整体清洁从而来评价标本。对于 APC，一块 10cm2 面积上的标本用两个无菌钙海藻酸钠拭子仔细擦拭。因为标本上的土壤数额，所以未经处理的标本要求四棉签。接着把试管拭子含放置在 9 毫升的无菌蛋白胨缓冲 水（DIFCO ）中来确定 pH 值的影响，使用旋涡混合器混合 30 秒。溶液用 0.1蛋白胨 水连续稀释并且在表面镀上标准平板计数 （SPC）琼脂。在 30C 孵育 36 小时后菌落将被数出来

16、。 为了评估使用三磷酸腺苷生物发光的牛奶土壤，通过制造商的说明使 PocketSwab擦拭标本约 6 秒。拭子包含萤火虫荧光素酶的酶，造成了拭子上的 ATP 发光，通过 LUMinator - T 便携式分析仪的分析，这将会被检测和量化为“相对光单（RLU）。 ATP 是存在于细菌和牛奶中，而且被商业地用作为一个表面清洁的指标。RLU 值为零代表的检测不到 ATP 的水平，因此可以清洁不锈钢表面。在一个商业化设置中，多孔材料，如橡胶被视为可以接受的干净，即使少量 ATP 被检测到。 表 3 根据响应面设计经 EO 水处理后细菌的响应log10 减少量 碱性 EO 水 (min) 酸性 EO 水(min) 温度 . (C) 不 锈钢 橡胶衬板PVC牛奶软管聚砜塑料橡胶O形圈12.5 5.0 25 3.7 2.8 *6.3 *6.6 3.3 5.0 12.5 25 3.9 2.3 3.4 1.8 *6.4 20.0 12.5 25 *7.