鸡蛋是全球消费最广泛的动物源性食品之一,在家庭饮食、食品服务和食品加工业中扮演着重要角色。尽管蛋壳表面有一层天然角质层提供了一定程度的保护,但其多孔且粗糙的特性使其在生产、分选、运输和储存过程中极易受到微生物污染。在各种微生物污染物中,金黄色葡萄球菌(S. aureus)是一种常见的机会性病原体,近年来在蛋壳上的检出率有所上升——范围从5%到15%,某些地区甚至更高(Zhang, Wang等人,2023年)。这种细菌具有很强的环境适应性,并能在蛋壳表面形成生物膜,从而增强其对不利条件的抵抗力(Ran等人,2025年)。一旦侵入蛋壳膜,它可能会产生耐热性肠毒素,这些毒素难以通过常规烹饪方法消除,从而带来严重的食源性疾病风险(Bose等人,2025年;Zhang, Wang等人,2023年)。
在实际应用中,常用的消毒方法包括基于氯的处理、乙醇擦拭和紫外线(UV)照射等,但这些方法对S. aureus等顽固病原体效果有限,如杀菌效果不佳、会产生化学残留物以及操作要求严格等。因此,开发一种更有效、安全且环保的消毒方法对于确保鸡蛋安全至关重要。微酸性电解水(SAEW)因其强氧化能力、低毒性和环保特性而受到关注。SAEW通常通过电解稀释后的盐水或盐酸制备,pH值介于5.5到6.5之间。次氯酸(HOCl)是其主要活性成分(Liu等人,2022年),具有广谱抗菌作用。然而,有机物的存在会显著降低其杀菌效果(Zang等人,2019年),因此人们对其与其他消毒技术结合使用以提升整体效果表现出浓厚兴趣(Li等人,2022年)。
近期研究表明,将SAEW与UV照射结合使用可以增强杀菌效果。例如,Zhang, Zang等人(2023年)报告称,使用70 mg/L有效氯浓度(ACC)的SAEW和254 nm波长、10.2 mW/cm2强度的UV处理可在70秒内将S. aureus的数量减少6.7个对数单位,显著优于单独使用任何一种方法。这种增强效果可能是由于UV诱导的HOCl光解产生了高氧化性的活性氧物种(ROS),如羟基自由基(•OH),这些物质会促进细菌细胞中的脂质过氧化和核酸损伤(Yuan等人,2023年)。然而,•OH在提高细胞内ROS水平方面的确切作用及其对细菌代谢途径的潜在影响仍需进一步研究。
从应用角度来看,已有研究初步评估了SAEW-UV组合在鸡蛋消毒中的应用效果。Bing等人(2019年)报告称,使用20 mg/L SAEW-UV处理4分钟后,清洁蛋壳上的沙门氏菌(Salmonella enteritidis)数量减少了6.54个对数单位;在含有粪便的情况下,30 mg/L SAEW-UV处理可减少3.02个对数单位。Sheng等人(2020年)发现,该组合可以减少微生物并延缓储存过程中的品质下降。然而,目前尚无全面研究评估SAEW-UV对含有有机物的蛋壳上S. aureus的杀菌效果。另一方面,某些消毒剂可能会损害蛋壳角质层,削弱保护屏障,增加微生物入侵的风险。Yuan等人(2022年)指出,SAEW虽然能减少表面细菌,但可能会削弱膜结构,使细菌的二次入侵风险增加36.7%(P < 0.05)。因此,有必要研究SAEW-UV是否会对角质层造成损害并促进S. aureus的再次污染。
总之,本研究旨在系统探讨SAEW-UV在灭活蛋壳表面S. aureus方面的效果及其潜在机制。具体目标如下:(1)评估SAEW-UV对S. aureus悬浮液的杀菌效果,并分析有效氯(ACC)、有机物干扰和温度的影响;(2)通过ROS检测、羟基自由基清除实验和非靶向代谢组学方法探索潜在机制;(3)在不同条件下评估SAEW-UV对蛋壳上S. aureus的杀菌效果;(4)利用扫描电子显微镜(SEM)和染色技术检测蛋壳角质层的结构变化;(5)验证角质层损伤是否增加了S. aureus的渗透和再感染风险。