评估的有效质量控制氯化生成采后洗水

文摘

采后生产卫生条件是一个重要的考虑因素在减少食品安全风险。评估当前应该提高卫生实践可能揭示影响因素的有效性当前消毒液与水果和蔬菜。本研究的目的是确定和验证商用质量控制采后冲洗水支持小农场。在这项研究中,我们评估和比较两个商用便携式氧化还原电位(ORP毫伏)米和三种类型的游离氯测试条作为农业质量控制工具来监控过程洗水卫生设施。质量控制评估使用不同类型的合成过程洗水(土壤、植被、土壤和植被/和挑战水)在不同浊度浓度,接种E。O157: H7大肠杆菌。结果表明,不同类型的洗水解决方案可以影响自由余氯含量。数据显示ORP范围650 - 800 RmV和游离氯测试条使用低浑浊的清洗条件下可以用作定性工具监控自由余氯水平小农场采后卫生管理作为一项最佳实践食品安全。

关键字

食源性疾病相关,微生物污染、变质、疾病、微生物、农业水源。

介绍

疾病控制和预防中心估计,在美国每年有4800万人生病从食源性疾病相关1]。此外,2013年CDC报道新鲜农产品的食源性疾病的主要原因。微生物的污染可以发生在任何方面产生连锁开始在农场。拥有良好农业规范(差距)农场可以帮助减少腐败和致病微生物的污染。增加注意力都集中在农业水资源管理在生产洗水和使用缓解策略提高(降低食品安全风险2]。

适当的水分、营养卫生的管理生产是一个重要的实践,以减少,减少潜在的传播食源性病原体年代和新鲜农产品中有害微生物。有几个生产食品安全暴发(比如绿叶蔬菜、哈密瓜、和豆芽)管理不当产生的洗水是一个促进因素。有效使用消毒液采后可以协助减少有害细菌。理解的因素可以使消毒液更有效的产生最大化的预防控制是至关重要的。

氯是目前大多数利用生产中小型种植者使用的洗净剂。有许多商业上可用化学纸测试条,检测和估计的范围在水中游离氯的解决方案。注意事项包括:预算、敏感性和准确性,正确ppm范围相应剂量氯水,取样方向,以及pH值的影响,浊度和温度过程的洗水。目前的研究建议化学纸测试条作为卫生监测的方法(3- - - - - -5]。但是,没有出版指定批准的制造商也适当氯测试条的范围。关注的另一个点,商用氯测试条专为池和清晰的饮用水都是碎片的过滤相比严重浑浊的洗水过程。纸测试条设计,并不适合农业水资源应用程序及其潜在的干扰变量。

一个主要问题与农业水的浊度有机物质和土壤。在低和适度的浊度水平,氯测试条给准确的结果。高浊度的悬浮物可能干扰准确颜色匹配和错误的测量。氯测试条因此提前预支了一个很好的实践或低水浑浊的过程应用以来的植被和碎片影响读数的准确性。其他变量对农民选择时要考虑化学论文测试条包括:不同的制造商在特异性变化,提高准确性和灵敏度增加与价格。良好的卫生管理实践遵循最优频率变化过程的洗水和/或基于浊度水平ORP传感器米的第二个监测方法在处理后测试条提前预支了(6]。

氧化还原电位(ORP)是另一种方法来测量直接氯浓度。ORP测量化学物种有获得电子的倾向。强氧化剂将电子从细胞膜稳定膜结构倒塌导致细胞死亡。因此ORP探针测量抗菌潜力毫伏(mV)。研究表明ORP、接触时间和抗菌功效受到温度、浊度、博士与氯消毒的最佳pH雷竞技网页版值范围是6.5 - -7.5以来降低pH值是与更高比例的免费次氯酸(HOCL) [3,4]。ORP提供实时环境卫生监测抗菌活性的氯化水。建立了研究建议650 - 800 mV的ORP设定值作为一个有效的抗菌范围,减少腐败细菌和病原体等大肠杆菌和沙门氏菌在短接触时间几秒钟(雷竞技网页版3,4,6]。

小农业运作缺乏必要的分析资源和工具进行传统的质量控制分析。本研究的目的是比较和评价游离氯监控工具等商用手持ORP米和游离氯纸测试条有效的采后洗水卫生实践来帮助农民在选择适当的水监控工具年代。

材料和方法

剂制备

的致病性大肠杆菌O157: H7写明ATCC 43895一夜之间成长在10毫升的大豆胰蛋白酶的肉汤(TSB)(美国KS Remel热费希尔科学、Lenexa)在37°C。培养液用0.5毫升1%隔夜大肠杆菌O157: H7培养液转移到49.5毫升TSB和孵化37°C 18个小时。孵化后,18文化是离心机在1500 rpm x g 15分钟。re-suspended细胞颗粒,清洗与巴特菲尔德的磷酸盐缓冲剂(哈代诊断,圣玛丽亚、钙、美国),和离心机在1500 rpm x g 15分钟。最终细胞颗粒悬浮在5毫升巴特菲尔德的磷酸缓冲获得的初始细胞浓度109 - 1010 CFU /毫升1.99 OD600 (Spectronic21D紫外可见分光光度计,弥尔顿罗伊,罗切斯特,纽约,美国)。最终证实了浓度连续扩张电镀胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA)(美国KS Remel热费希尔科学、Lenexa)孵化24小时37°C。

采后洗水制备过程

不同水分处理洗水是为了繁殖和模拟小型商业农场的条件。五个过程洗水解决方案创建如下:干净的水;土壤水;黄瓜悬浮物“党卫军”在水中;土壤和黄瓜“CS”在水中;水和有机的挑战。不同的有机物质被加入到治疗使用超纯水清洗解决方案(Barnstead Nanopure InfinityTM,热科学、迪比克,IA,美国)以下浊度浊度的浊度单位(南大):0南大,25南大,50南大。使用便携式浊度测量哈希浊度计(便携式哈希2100 q浊度计,哈希公司,Loveland,有限公司,美国)。

表层土从马萨诸塞大学农业推广作物研究和教育农场(美国南鹿田MA)收集在2012年丰收的季节。土壤渗到单独的小树枝,昆虫部分,从土壤和岩石。产生的细已筛土与超纯水稀释,预定的浊度和热压处理过的。黄瓜是获得批量从当地商业市场(美国马阿默斯特)。黄瓜是混合成泥然后已筛过滤获得集中黄瓜汁。股票黄瓜汁和土壤材料然后用超纯水稀释25南大或50南大然后热压处理过的。

有机水挑战2.5 g / L总有机碳(TOC)和2.5 g / L溶解固体物s (TDS)被用作背景干扰的一个极端的例子。挑战准备的水溶解2.5克氯化钠(费舍尔科学、公平的草坪,新泽西,美国)的TDS和2.5 g鞣酸(美国费舍尔科学教育,拿撒勒,PA)对TOC 1.0 L的超纯水,pH值调整为7.0±0.2,1 M氢氧化钠(费舍尔科学、公平的草坪,新泽西,美国)[7]。挑战洗水解决方案在121°C热压处理过的15分钟,冷却到环境温度。

培养液过程

洗水过程的解决方案被暴露于不同浓度的氯漂白剂(高乐氏公司,奥克兰,美国)在0 ppm和50 ppm 2分钟前接种。挑战水被暴露在一个额外的氯浓度200 ppm。使用自来水厂氯含量测定游离氯检查超高“Fr1”(美国工业测试系统、岩石山,SC)和可能游离氯测试条“Fr3”(可能,切斯特顿,医学博士,美国)在接种(图1一个)。“Fr2”不是用自检测极限上限10 ppm (图1 b)。清洗解决方案被接种的最终浓度107 CFU /毫升大肠杆菌和允许组织分发2分钟。残留游离氯浓度测定游离氯测试条Fr1, Fr2, Fr3期间接种后2分钟。水样本立即中和100μl硫代硫酸钠1 N的解决方案(1 N Na2S2O3,费舍尔科学、公平的草坪,新泽西,美国)(8]。哈希自由与总氯检测组件(模型cn - 80,哈希公司Loveland有限公司美国)被用来验证中和过程与徵由于工艺用水解决方案生物安全危害。微生物还原被证实与镀系列稀释TSA孵化24小时37°C。实验重复了一式三份。

理化分析

氧化还原电位(mV)、游离氯浓度(ppm)、浊度(南大),分别和温度监控没有病原体生物安全问题。样本使用磁棒搅拌盘不断搅拌。阅读之前和之后的氯化记录每30秒8分钟或直到稳定测量。自由余氯分析每个样品后立即ORP读数保持最大10分钟内氯接触窗口。哈希自由与总氯检测组件(模型cn - 80,哈希公司Loveland有限公司美国)是用作游离氯浓度测量的标准,遵循Diethyl-p-Phenylenediamine (DPD)方法。PDP方法是一种工业标准比色测量氯(3,8- - - - - -11]。所有物理化学分析是根据标准进行协议和在制造商的指示。规范列出的仪器如下:两个手持ORP单位是:“ORP # 1”台式(热科学猎户星A221便携式ORP计)和“ORP # 2”手持(ORP Eutech仪器OAKTON手持ORPTestr 10)。游离氯测试旅行评价是:游离氯水测试条“Fr1”=作品游离氯检查超高:# 480024(美国工业测试系统、岩石山,SC);“Fr2”=高频科学自由氯微检查:# 09940(美国瓦茨水技术公司,FL的迈尔斯堡,美国);“Fr3”=可能氯试卷:# 4250 - bj(可能,切斯特顿,医学博士,美国)。分析重复一式三份。单向方差分析(方差分析)进行了测试ORP数据集来确定统计学意义和标准偏差表示显著性差异P < 0.05使用GraphPad®软件(La Jolla、钙、美国)。自由余氯测试条使用确切概率法进行统计分析。

结果

大肠杆菌存活在合成过程水含氯漂白剂处理

证实残留游离氯浓度恰逢日志减少7.45±0.054大肠杆菌O157: H7写明ATCC 43895。所有解决方案除了游离氯的有机挑战水保持水平。土壤在水中保持游离氯的25 - 50 ppm水平。黄瓜在水中保持1.2 -11 ppm游离氯。黄瓜和土壤水的混合物保持10 ppm游离氯。所有挑战水研究测量0 ppm游离氯产生的没有减少大肠杆菌O157: H7。全面总结所有收集的数据可以在(表1和表2)。

水的物理化学条件

ORP的理化参数和游离氯浓度在浑浊的评估过程水洗手液抗菌功效的迹象。结果总结在表1和2所示。

ORP米:便携式猎户座ORP # 1米和手持袖珍ORP # 2给了一致的结果在洗水过程控制和解决方案和有机物的值并没有统计上的不同。ORP测量抗菌活性与建立洗手液是相一致的活动范围650 - 800 mV的范围(3,6]。有机物质大大减少ORP低于阈值,同时保持情感微生物减少。这加强了主流的研究建议更高的ORP操作极限安全屏障:如果更多的有机物质了,所有的游离氯灭活,使水受到污染。

表1:比较平均的ORP测量与减少E。大肠杆菌O157: H7的自由余氯漂白剂有机物清洗解决方案。

表2:比较游离氯测试条浑浊的有机物清洗解决方案(50南大)

游离氯测试条:商业测试条数据总结在表2。没有浊度的存在,条Fr1, Fr2,自由余氯水平和Fr3相关报告的哈希分析(见表2),Fr1 Fr2, Fr3顺序(结果)测量0 ppm, 0 ppm, 0 ppm unchlorinated水和50 ppm, > 10 ppm, 50 ppm氯化50 ppm控制洁净水。介绍了土壤水时,所有3商业测试条执行他们的生产范围和与哈希控制测量是相一致的。土壤水分与25 ppm准备50南大的反应能力与商业带,FR1: 25 ppm, FR2: > 10 ppm, FR3: 10 - 50 ppm之间。然而,黄瓜的存在物质清洗解决方案做出重大差异的能力测试条准确检测自由余氯含量。4 ppm游离氯的残留水平黄瓜水产生FR1: 50 ppm, FR2: 2.0 ppm, FR3: 10 ppm读数;所有3测试条未能关联的哈希阅读4 ppm。剩余的10 ppm游离氯的黄瓜水生成的哈希结果FR1: < 25 ppm, Fr2: 0.2 ppm, Fr3: 50 ppm;表明Fr1匹配,不匹配Fr2, Fr3情况比哈希阅读。黄瓜和土壤过程洗水给了不一致的结果相比,哈希残留控制测量。 A residual level of 5 ppm free chlorine in Cucumber Soil Water produced <25 ppm, 2.0 ppm and between 10-50 ppm; Fr1 was match, Fr2 and Fr3 non-match. A residual level of 25 ppm free chlorine in Cucumber Soil water produced <25 ppm, 0.6 ppm, and 50 ppm; all 3 test strips did not match the HACH reading of 25 ppm of free residual chlorine. Organic Challenge water as previously stated inactivated all available free chlorine to 0 ppm. All 3 test strips produce corresponding measurements 0 ppm, 0 ppm, and 0 ppm, which was consistent with the HACH control measurements of 0 ppm.

水微生物质量

低浊度水与自由余氯浓度(0南大)50 ppm ORP测量680.7 -701 mV。土壤水的浊度增加50南大50 ppm自由余氯测定717 - 718.8 mV;黄瓜50南大1.2 ppm测量584.3 -560 mV;和黄瓜和土壤50南大10 ppm测量816 - 833.1 mV。在所有情况下,除了有机挑战水、游离氯的存在至少1.2 ppm-50 ppm的浑浊的洗水证明大于7日志减少致病大肠杆菌O157: H7写明ATCC 43895。

讨论

结果如表1所示表明高浊度过程中洗水与低自由余氯浓度在黄瓜清洗解决方案。这是与其他研究结果一致,有机负荷和悬浮物干扰洗手液抗菌活性(3,4,6,8,12- - - - - -14]。减少E。大肠杆菌O157: H7发生在ORP读数和自由余氯读数显示活跃的自由余氯的存在水平确认。这是与其他研究一致,E。Non-O157 STEC O157: H7大肠杆菌,沙门氏菌减少4.5 CFU /毫升登录游离氯的存在(14]。游离氯的存在在这个研究了E。大肠杆菌O157: H7写明ATCC 43895悬浮在各种浑浊的清洗解决方案。便携式ORP米给了一致的结果在控制和有机物的解决方案。减少大肠杆菌证实ORP值作为一种监控工具显示有效的洗手液在650 - 800 mV范围内活动。表1结果表明580 mV接近真正的最小临界极限为1.2 ppm自由余氯有有效的抗菌活性。然而,任何增加浊度将灭活低1.2 ppm游离氯。良好的农业实践,建议氯消毒杀菌剂保持在650 - 800年的行业报告范围mV,确保食品安全。氯消毒失去力量迅速随着有机物的引入导致更大的潜在病原体的生存。

建议保持ORP值在650 - 700 mV保持抗菌活性(4]。见Suslow [6),有机负荷和氯浓度影响ORP的读数。比较不同的有机物进行对ORP的影响。干净的水没有氯测量,平均444.5 - 455 mV;添加了50 ppm漂白剂ORP平均增加到680.7 -701 mV。在土壤、水无氯平均为475.3 -457 mV相似的范围,用清水洗净。土壤水分与氯添加增加ORP的水平。土壤水分的样品相比,控制清洁水表明土壤有机质模型没有干涉自由氯和ORP在预定的浊度水平。

黄瓜水无氯测量低303 - 350.0 mV。25南大黄瓜水测量11 ppm游离氯830 - 834.9 mV。五十南大黄瓜水测量1.2 ppm游离氯等同于低560 - 584.3 mV。黄瓜固体有灭活游离氯离子的影响大于土壤物质ORP测量。

水的化学测试条是一个实用的快速检查游离氯水平的方法。表2的结果证明商业测试条可以清晰准确地用于工艺用水,低浑浊的,包含土壤水中的悬浮固体。然而,有机负荷较高的洗水样表明不同的有机物质会干扰游离氯片精度。黄瓜在水中固体干扰测试的准确性。蓝色或紫色的颜色改变相应的传说并不符合哈希的测量控制阅读,从而提供错误的测量。黄瓜植被的影响更大了ORP的准确性和化学测试条读数。

有机挑战水的方法控制一个已知类型的水中的悬浮物(7]。洗手液的总溶解固体完全灭活极端范围50 - 200 ppm氯。进一步研究需要建立一个方法以来有机质类型合成工艺水的悬浮物产生不同的结果。

结论

我们的研究结果表明,增加产生颗粒,如黄瓜,洗水影响自由余氯水平。应用于高有机加载时洗水,商用ORP和游离氯商业测试条可能导致不一致的数据。ORP米和纸测试条表示抗菌活性氯化水的哈希比色控制相比,如果有不一致的阅读比农民高浑浊的植物人过程水可以安全安全的错觉。测试条是一个便宜的,易于使用和快速的方法来监测游离氯,但应该使用定性工具来监控质量,而不是作为一个定量的方法。

在本研究证明自由余氯的存在将降低微生物污染。良好的农业实践,建议一个洗手液,如次氯酸钠、被添加到再生水用于洗产生来源。在小规模农场操作,商业上可用的质量控制工具如ORP手持单元或游离氯测试条可以用作定性评估,现在是自由余氯减少病原污染的风险。

使用洗手液氯生产洗水可以显著降低食品安全风险。手持ORP单位和自由歌舞团测试条质量控制工具可以定性监测游离氯来帮助控制洗水。在这个研究氯剂量低至1 ppm的存在证明减少大肠杆菌。还需要进一步的研究来评估营养影响氯化有机物清洗解决方案和干扰与监控工具来理解他们的局限性,这些工具可以用来定量。需要洗水系统设计标准模型模拟结果的有机负荷生产洗水为了提高食品安全验证研究。总溶解固体(TDS)应该考虑除浊度建立这些类型的洗水系统模型。pH值的正确保养、有机物和游离氯浓度与监控工具是至关重要的水分、营养卫生程序来防止食源性病原体的污染。

确认

作者承认马萨诸塞大学农业推广中心为其支持本研究。研究者要感谢Sam Alcaine Nugen研究小组的成员,和琳博士答:McLandsborough马萨诸塞大学阿默斯特学院食品科学系。

这种材料是基于工作支持的粮食和农业研究所(U.S. Department of Agriculture,麻萨诸塞州农业实验台和马萨诸塞大学阿默斯特学院食品科学部门,根据项目MAS00440数量。

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