楊 振,崔志強(qiáng)
(中鹽國本鹽業(yè)有限公司,天津 300459)
在人類膳食結(jié)構(gòu)中,蔬菜和水果是重要的兩大類植物性食物。自20世紀(jì)80年代以來,大量的流行病學(xué)調(diào)查資料顯示,蔬菜、水果的攝入量與心腦血管疾病、Ⅱ型糖尿病以及一些腫瘤的發(fā)病率、死亡率呈負(fù)相關(guān)[1]。有研究表明,增加水果和蔬菜的攝入可有效預(yù)防或緩解心臟病、癌癥、糖尿病等多種疾病,甚至可能降低患抑郁癥的幾率。WHO建議每人每天攝入不少于400 g的水果和蔬菜。然而,新鮮的水果和蔬菜表面寄生了許多致病菌、果木傳染病菌,可直接傳染給人類,造成人類患病甚至大規(guī)模傳染病的流行[2]。
目前,市場(chǎng)上可見的果蔬洗滌劑基本是以表面活性劑、消毒殺菌劑等成分組合制得的果蔬洗滌劑產(chǎn)品,所用的表面活性劑(如烷基苯磺酸鹽ABS)和消毒殺菌劑為化學(xué)合成物品,多數(shù)用于沐浴產(chǎn)品中作為乳化劑和殺菌劑,用于洗滌瓜果蔬菜后,如果沖洗不完全,其殘留又會(huì)對(duì)人的身體造成影響[3]。鹽本身具有較好的消毒、殺菌功效,并且在中國傳統(tǒng)方法上也常用食鹽水浸泡來清洗果蔬,以達(dá)到殺滅微生物和細(xì)菌的功效。該研究所采用的果蔬洗滌鹽是以食用鹽為主料,添加某種堿性物質(zhì),并輔以其他成分進(jìn)行合理配比研制而成,并研究其對(duì)大腸桿菌的殺菌效果。
果蔬洗滌鹽、大腸桿菌8099、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、卵磷脂、甘氨酸、吐溫80等。
根據(jù)堿性物質(zhì)的添加比例不同,配制五種配方的果蔬洗滌鹽,并分別命名為配方1、配方2、配方3、配方4和配方5。
根據(jù)QB/T 2738-2012[4]中7.2.3中和劑鑒定試驗(yàn)方法:為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)所測(cè)樣品對(duì)微生物的殺滅作用,殺菌試驗(yàn)中要求選擇適當(dāng)中和劑。所選中和劑不僅能及時(shí)中止抗菌洗劑對(duì)微生物的抑殺作用,且中和劑本身與所測(cè)樣品的反應(yīng)產(chǎn)物(即中和產(chǎn)物)對(duì)微生物無抑制或殺滅作用,對(duì)培養(yǎng)基無不良影響。
幾種常見的中和劑有:
(1) 硫代硫酸鈉、蒸餾水。
(2) 磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、卵磷脂、甘氨酸、吐溫、蒸餾水。
(3) 磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、卵磷脂、吐溫、蒸餾水。
(4) 吐溫、硫代硫酸鈉、磷酸鹽緩沖溶液。
作用時(shí)間15 min,選擇配方1和配方5,作用濃度分別為0.5%和0.2%,以誤差率為指標(biāo),試驗(yàn)不同中和劑對(duì)果蔬洗滌鹽樣品和大腸桿菌的中和作用。誤差率公式見公式(1),三組平均數(shù)為3組、4組、5組的平均數(shù);中和劑鑒定試驗(yàn)原則見表1;試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。
(1)
表1 中和劑鑒定試驗(yàn)原則Tab.1 Principle of neutralizer identification test
表2 中和劑選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 Test design of nurtralizxer selection
根據(jù)QB/T 2738-2012《日化產(chǎn)品抗菌抑菌效果的評(píng)價(jià)方法》,以大腸桿菌為試驗(yàn)菌種,通過單因素和正交試驗(yàn),評(píng)價(jià)果蔬洗滌鹽的殺菌效果,并篩選出最優(yōu)作用條件組合。根據(jù)QB/T 2738-2012中的7.2.7 抗菌效果評(píng)價(jià)表,殺菌率≥90%,表明樣品具有殺菌作用。
2.3.1 果蔬洗滌鹽對(duì)大腸桿菌殺菌作用條件的單因素實(shí)驗(yàn)
2.3.1.1 配方篩選
在作用濃度1%、0.5%、0.33%,作用時(shí)間15 min條件下,以殺菌率為評(píng)價(jià)指標(biāo),試驗(yàn)五組配方樣品對(duì)大腸桿菌的殺菌效果。殺菌率公式見公式(2)。
(2)
式中:Ⅰ——對(duì)照樣品平均菌落數(shù);Ⅱ——試驗(yàn)樣品平均菌落數(shù)。
2.3.1.2 作用濃度篩選
在作用時(shí)間15 min條件下,試驗(yàn)濃度分別為0.2%、0.5%、1%、1.5%和2%,以殺菌率為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行效果實(shí)驗(yàn)。
2.3.1.3 作用時(shí)間篩選
在作用濃度0.5%和0.2%條件下,作用時(shí)間分別為3 min、5 min、10 min和15 min,以殺菌率為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行效果實(shí)驗(yàn)。
2.3.2 正交試驗(yàn)
選用L9(34)正交表,以配方、作用濃度和作用時(shí)間為三個(gè)因素,以殺菌率為評(píng)價(jià)指標(biāo),篩選樣品對(duì)大腸桿菌殺菌作用的最優(yōu)條件。
大腸桿菌中和劑的選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3,中和劑試驗(yàn)要求誤差率不超15%。由表3可知,1號(hào)中和劑(硫代硫酸鈉)對(duì)樣品幾乎無中和作用,可能是因?yàn)榱虼蛩徕c適合于氯型、強(qiáng)氧化型的消毒劑,說明該果蔬洗滌鹽并非氧化作用殺菌;2號(hào)中和劑(卵磷脂、甘氨酸、吐溫80)由于含有甘氨酸,會(huì)改變混合液的等電點(diǎn),使吐溫80+卵磷脂+PBS的組合作用大大降低,因此2號(hào)中和劑中和效果很差;4號(hào)中和劑(吐溫80)不完全適用于此果蔬洗滌鹽,由于4號(hào)中和劑中含有和1號(hào)中和劑相同的硫代硫酸鈉,并且含有表面活性劑吐溫80,因此可能是表面活性劑吐溫80起主要作用,所以中和劑4號(hào)并不完全適合于此樣品。3號(hào)中和劑(卵磷脂、吐溫80)的中和效果最好,兩組實(shí)驗(yàn)誤差率都在15%以內(nèi),因此最終選擇3號(hào)中和劑。
表3 大腸桿菌殺菌實(shí)驗(yàn)四種中和劑的平均誤差率Tab.3 The average error rate of four neutralizers experiment of E.coil %
3.2.1 果蔬洗滌鹽對(duì)大腸桿菌殺菌作用條件的單因素實(shí)驗(yàn)
3.2.1.1 配方篩選
選擇3號(hào)中和劑為實(shí)驗(yàn)用中和劑,在作用濃度1%,作用時(shí)間15 min條件下試驗(yàn)五組配方的殺菌效果,由于五組實(shí)驗(yàn)平均殺菌率都為100%,因此將樣品濃度進(jìn)行稀釋。在作用濃度1%、0.5%、0.33%,作用時(shí)間15 min條件下,以殺菌率為指標(biāo),進(jìn)行殺菌效果實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
表4 五組配方的殺菌率Tab.4 Bactericidal rate of five groups of formula %
由表4可知,各樣品對(duì)大腸桿菌的殺菌效果都很好,隨著濃度的降低,配方1樣品的殺菌率有降低趨勢(shì),其余樣品平均殺菌率均為100%;此外,在濃度為0.5%條件下,配方1和配方2兩組樣品的溶解性相似,并且優(yōu)于其它三組配方的溶解性。綜合考慮,選擇對(duì)大腸桿菌殺菌效果較好的配方2進(jìn)行后續(xù)的單因素實(shí)驗(yàn)。
3.2.1.2 作用濃度篩選
選擇3號(hào)中和劑,配方2,作用時(shí)間15 min條件下,試驗(yàn)濃度分別為0.2%、0.5%、1%、1.5%和2%,以平均殺菌率為指標(biāo),進(jìn)行殺菌效果實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見表5。由表可知,在濃度為0.5%、1%、1.5%以及2%時(shí),對(duì)大腸桿菌的平均殺菌率為100%,濃度為0.2%時(shí)對(duì)大腸桿菌的平均殺菌率為99.44%。因此,選擇濃度0.2%和0.5%進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
表5 在不同濃度下配方2樣品對(duì)大腸桿菌的平均殺菌率Tab.5 Average bactericidal rate of formula 2 sample to E.coil at different concentrations
3.2.1.3 作用時(shí)間篩選
選擇3號(hào)中和劑,配方2,在濃度0.5%和0.2%條件下,作用3 min、5 min、10 min和15 min,以平均殺菌率為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6和表7。
表6 0.5%濃度條件下的平均殺菌率Tab.6 Average bactericidal rate of 0.5% concentration
表7 0.2%濃度條件下的平均殺菌率Tab.7 Average bactericidal rate of 0.2% concentration
由表6、表7可知,同一樣品,在相同作用濃度下,隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng),殺菌率逐漸增大。在濃度0.5%條件下,作用5 min、10 min和15 min均達(dá)到很好效果;在作用濃度0.2%條件下,作用10min和15 min均能達(dá)很好的效果。
3.2.2 果蔬洗滌鹽對(duì)大腸桿菌殺菌作用條件的正交試驗(yàn)
對(duì)大腸桿菌殺菌作用條件的正交試驗(yàn)選用L9(34)正交表,以配方、作用濃度和作用時(shí)間為三個(gè)因素,殺菌率為評(píng)價(jià)指標(biāo),確定最優(yōu)條件。正交因素水平見表8,正交試驗(yàn)結(jié)果見表9,方差分析結(jié)果見表10。
表8 正交因素水平表Tab.8 Level table of orthogonal factors
表9 正交試驗(yàn)直觀分析表Tab.9 Visual analysis table of orthogonal test
依據(jù)方差分析方法,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯著的因素應(yīng)當(dāng)選擇其最佳水平,其余不具有顯著性的因素應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他因素考慮。從以上分析的差異可以看出,三種因素的變化對(duì)殺菌率均無顯著影響。
依據(jù)直觀的分析方法,極差差異越大,表明該因素的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響越大,反之對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響較小。從以上直觀分析來看,條件的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響從大到小依次為:作用濃度>樣品配方>作用時(shí)間。在正交試驗(yàn)表中,最佳殺菌條件組合為A3B1C3,即配方3,作用濃度1%,作用時(shí)間10 min,經(jīng)驗(yàn)證該條件組合的殺菌率為100%。
表10 方差分析表Tab.10 Analysis of variance
實(shí)驗(yàn)研究開發(fā)的果蔬洗滌鹽產(chǎn)品是以食用鹽為主料,加入某種堿性物質(zhì),并輔以其他成分按一定配比混合制備而成,無添加化學(xué)合成的表面活性劑和殺菌劑,是一種綠色、安全、環(huán)保的果蔬洗滌鹽。經(jīng)單因素和正交試驗(yàn),最終篩選出配方3,作用濃度1%,作用時(shí)間10 min為最優(yōu)作用條件,此條件下,對(duì)大腸桿菌的殺菌率為100%。