热水处理在降低编织输送带表面单核细胞增生李斯特氏菌污染方面优于UV-C及商用清洁剂与消毒剂

时间:2026年5月20日
来源:Food Control

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输送带被公认为食品加工环境中单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)持久性污染的常见生态位。本研究评估了24种市售清洁与消毒(cleaning and disinfection, C&D)剂、UV-C辐照及热处理对编织输送

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输送带被公认为食品加工环境中单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)持久性污染的常见生态位。本研究评估了24种市售清洁与消毒(cleaning and disinfection, C&D)剂、UV-C辐照及热处理对编织输送带材料上实验室生物膜的杀灭效能,并选取部分处理方式进一步在来自食品工业的、携带持久性暴发菌株的在用输送带上进行验证。在实验室生物膜模型中,按制造商推荐浓度进行清洁后消毒,暴露10 min仅能实现有限的菌体减少(1.2–2.5 log)。在实验室模型中提高清洁剂至极端浓度可提升效果,但无法将在用输送带上的该病原菌完全清除。所有C&D剂在推荐浓度下对不锈钢表面干燥的单核细胞增生李斯特氏菌悬液均实现了>3.8 log的减少。UV-C处理呈剂量依赖性,但减少幅度有限(≤2.4 log);C&D与UV-C联用在实验室模型中提升了效果,但在食品工业来源的在用输送带上仍未能彻底清除该菌。60 °C水浴加热1 h可在两类输送带中完全消除单核细胞增生李斯特氏菌(>4 log减少,富集后为阴性),而热干空气效果较差。延长富集时间揭示了受胁迫细胞的滞后期延长,突显了采用标准检测方案时存在假阴性风险。总体而言,研究结果强调了热水处理作为一种有效策略的潜力,可用于消除化学C&D和UV-C处理难以触及部位的单核细胞增生李斯特氏菌。
研究背景与意义
单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)是一种食源性致病菌,尤其对易感人群致死率高,常与即食(RTE)食品相关。该菌常在食品加工厂内形成持久性污染,特别是在排水沟、地板及编织输送带等多孔或难以清洁的部位形成生物膜(biofilm)。尽管食品工业依赖清洁与消毒(C&D)程序,但由于多孔材料的屏障作用及生物膜的防护,常规卫生措施往往难以彻底清除隐蔽部位的病原菌。目前关于商用C&D剂在实际工业场景中对多孔材料上生物膜的杀灭效果数据匮乏,且替代性策略如UV-C和热处理的适用性尚不明晰。为此,研究人员开展此项研究,旨在系统评估多种C&D剂、UV-C及热处理对编织输送带这一典型难清洁表面上单核细胞增生李斯特氏菌的去除效能,以期为控制食源性病原体提供科学依据。该研究发表于《Food Control》期刊。
主要技术方法
研究构建了两种实验模型:一是新输送带上的实验室混合菌株生物膜模型,二是来自烟熏三文鱼生产线的、自然污染了ST121型暴发株且已使用4年的在用输送带模型。研究人员测试了24种市售C&D剂(涵盖碱性、酸性、含氯、过氧乙酸、季铵盐(QAC)、二胺类等),分别评估了其在推荐浓度及极端浓度下的杀菌效果。同时,研究采用UV-C辐照(波长253.7 nm)及热处理(水浴与干热空气)进行干预。此外,还设置了C&D与UV-C的联合处理组。微生物学评价结合了定量平板计数与定性富集培养,并在数据分析中考虑了受胁迫细胞导致的生长延迟现象。
研究结果
3.1 清洁与消毒的效果
在实验室生物膜模型中,按推荐浓度使用的C&D剂仅能实现1.20–2.57 log的减少,且单一清洁步骤效果更弱(0.75–1.54 log)。不同类型的消毒剂(如QAC、过氧乙酸)与碱性清洁剂联用时效果略有提升,但整体差异不显著。相比之下,在不锈钢光滑表面进行的欧洲表面测试(NS-EN 13697)显示,所有C&D剂在推荐浓度下均能达到>3.8 log的高效杀灭。这表明C&D剂的失效并非由于药剂本身活性不足,而是多孔编织结构阻碍了药剂的渗透。将清洁剂浓度提高至约10倍并延长暴露时间至30 min,在实验室模型中可实现>4 log的减少(8/10方案表现优异),但在在用输送带上,即便使用极端浓度,富集检测仍为阳性,仅表现为富集变黑时间延后。
3.2 UV-C处理的减菌效果
UV-C处理对不锈钢表面的生物膜效果显著(最高可达≥3.7 log减少),但对编织输送带上的生物膜效果甚微(最高仅2.4 log减少,低剂量下仅0.2–0.9 log)。这种差异归因于输送带粗糙多孔结构产生的阴影效应保护了细菌。然而,若将生物膜细胞从输送带上洗脱下来再进行UV-C照射,则能实现≥4 log的完全杀灭,证明悬浮态细菌对UV-C敏感。
3.3 C&D与UV-C联用的效果
在实验室模型中,先经碱性清洁剂和次氯酸盐消毒剂处理,再辅以高剂量UV-C(6.0 J/cm²),获得了4.3 log的减少,显著高于单独UV-C处理。但在在用输送带模型中,即便是联合处理,富集检测依然为阳性,仅延长了富集检出时间。
3.4 热处理的效果
热处理结果显示出明显的介质依赖性。60 °C热水浴处理1 h可完全消除实验室生物膜(>4.0 log减少,富集阴性)及在用输送带(10/10样品阴性)上的单核细胞增生李斯特氏菌。相比之下,50 °C热水处理无效,而80 °C干热空气处理24–28 h后仍能在9/10的在用品上检出活菌。这归因于水的热传导效率远高于空气。此外,研究观察到经热、C&D及UV-C处理后的样品,其富集培养基变黑时间显著延长(最长达6天),提示受亚致死损伤的细胞存在较长的生理滞后期。
讨论与结论总结
讨论部分指出,C&D在多孔材料上的局限性主要源于物理屏障限制了机械作用和化学渗透,而非药剂本身效力问题。即便是在用输送带曾经历过刷洗和高压冲洗,仍无法清除深层藏匿的细菌。热水处理之所以优于干热,是因为水的高热容和高导热系数能更有效地穿透材料微结构并破坏细胞膜。UV-C的局限性在于无法作用于被遮蔽的细菌,一旦生物膜被分散,其杀菌效率极高。值得注意的是,研究中发现的富集时间延长现象对食品安全检测具有重要警示意义,标准检测流程若未给予足够的恢复期,极易导致假阴性结果。
结论重申,按推荐浓度使用的C&D和UV-C对编织输送带上的单核细胞增生李斯特氏菌效果有限;极端浓度的清洁剂虽能提升效果但仍不足以根除在用设备上的持久性污染;60 °C热水处理1小时可有效根除污染,是应对化学和物理方法难以触及部位的有力替代策略,但在实际应用中需权衡材料耐受性及运营成本。

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