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光子臭氧用于真菌殺滅的觀察

1．材料
    1.1 便攜式交直流兩用臭氧發生器(簡稱光子臭氧發生器)，屬高新科技專利產品(專利號：89211425.8)。功率：4W／只，電壓：220V或DC6V，容積5L(塑料袋)。
     1.2 真菌由自來水或大氣自然污染中分離。
     1.3 小號玻璃培養皿，15只。
     1.4 Eagle培養液，日本產。

2．方法
     2.1 將小號玻璃培養皿用自來水洗滌后，打開皿蓋，暴露于空氣2-3小時(h)，再移入56℃衡溫箱內干燥2-3h，然后分成對照及試驗兩組。
     2.2 試驗組置于容積為5L的塑料袋內，同時放入功率為4w／只交流電光子0₃發生器，以>100mg／m3 03濃度，按不同時間進行滅菌。
     2.3 將平皿按有無作0₃殺菌來劃分對照及試驗兩組，其他操作內容兩組相同；分別按無菌操作加入真菌培養液，每皿3ml，置于37℃衡溫箱內孵育足五天觀察結果。
     2.4 培養液按配方制備后，分裝小試管，每管3ml，再行121℃高溫高壓消毒15分鐘，后置冰箱內備用。
     2.5 觀察指標
         2.5.1 培養液是否混濁；
         2.5.2 培養液面有無菌落；
         2.5.3 培養液內有無絮狀菌絲出現，以單個菌絲團為單元進行計數；
         2.5.4 以培養液清晰、液面無菌落、液內無菌絲為陰性，反之為陽性。
         2.5.5 對照組：包括培養液作空白對照；未經O₃殺菌的平皿作為陽性對照。
     2.6 滅菌率：對照組菌絲團數-試驗組殘存菌絲團數×100％對照組菌絲團數

3．結果

     表1光子O₃對真菌作用時間與轉陰率觀察
注：從陰陽件數比例計算轉陰率
    表 l 顯示:當0₃作用1.3h，其轉陰率未超過50%；當0₃作用4h，其轉陰率上升到66.7%：當0₃作用6h，其轉陰率達到100%。由此表明，隨著O₃對真菌作用時間的延長，其轉陰率也隨即提高。
     表 2 對照組顯示:如序號(2)、(3)，其菌量為9、10，及序號(4)，其菌量為190、210所示，平皿洗滌后，打開皿蓋，暴露于空氣與否，后置56℃衡溫箱或室內干燥，其受污菌量則無明顯差異。

4．討論
     4.1 O₃對真菌的殺滅作用。按真菌培養要求，以一日24h連續培養5日(120h)未出現菌絲團為陰性。如表l所示，當O₃濃度>100mg／m³(即>0.1mg／L)，實驗發現0₃能完全殺滅真菌，但0₃需持續作用4-6h。采用如此高濃度0₃才能殺滅真菌，也顯示真菌的抵抗力非同一般，比細菌強得多，甚至比滅活乙肝病毒表面抗原(HBSAg)的0₃濃度(>60mg/m³/h)(1）還要高，時間長。0₃對真菌的殺滅時間竟需達數小時，這與真菌的結構有關，真菌的細胞壁厚而堅固，它由多糖和多糖蛋白復合物構成。大多數真菌胞壁的多糖是幾丁質，它是一種含氮的多糖。據1936年有學者在密閉的容器內用環氧乙烷80mg/L殺滅面包店設備上的霉菌孢子，發現達到滅菌時間為16h；1946年又有學者以提高環氧乙烷濃度為160mg/l于密閉容器內，86℉下殺滅瓊脂斜面上生長的真菌，3h達到滅菌(2)。眾所周知．環氧乙烷穿透性強，殺菌率高，但毒性殘留明顯，難以用作食具消毒，更不可直接用于食品消毒。
     4.2 0₃殺滅真菌的機理探討。0₃既是屬于過氧化物類高效、快速、安全、無殘留的潔凈消毒劑，又是屬于氧化還原電位高(2.07 ev)的強氧化劑。0₃能殺滅細菌、病毒、真菌、芽胞、原蟲、包囊及蟲卵等。它能氧化分解細菌的葡萄糖氧化酶、脫氫氧化酶，還可直接與細菌發生作用，導致細菌物質代謝氧化還原過程的破壞，使菌死亡。隨著分子生物學的蓬勃發展，微生態學將生態擴展到分子水平。其實無論蛋白質或核酸分子均屬有機物，它們都是由碳、氫、氧、氮及磷或硫(C、H、O、N、P或S)組成(3)同時，病毒的衣殼體是由許多蛋白質亞單位即殼微粒組成。蛋白質則由多鏈組成，核酸又由連在一起的。

     表2 光子O₃對真菌殺滅觀察
注：從滅菌量計算滅菌率
     核苷酸鏈組成。其中—OH，從整體看，它是電中性的(R-OH)，但從基團的內部看，它的一部分帶有更多的負電荷(如氧原子)，因基團的這部分(R-OH)有“額外”的成鍵電子，所以帶負電；另一部分帶有更多的正電荷(如氫原子)，基團的這部分缺乏成鍵電子，所以帶正電。若有另一個相似的基團靠近，正、負電荷之間互相吸引便生成一個弱鍵，即稱氫鍵，如多肽的基團之間或核苷酸的鹼基之間以及在DNA或RNA分子里的鹼基配對均容易形成氫鍵。雖然單個氫鍵非常弱，但是很多氫鍵在一起，從而構成植物細胞堅韌的細胞壁。現再看0₃，它是屬強氧化劑，氧化電位高，凡電負性高的元素能強烈地吸引電子、氧化對方，還原自己。氧化結果，導致核酸分解，蛋白質解體；抗原變性，檢測轉陰；代謝終止，菌體死亡。
     4.3 真菌在自然界的分布及其危害。本實驗所述對照組顯示，自來水或空氣中均有大量真菌存在。有報道：(4)牙簽、棉簽也有真菌污染，牙簽中總檢出率高達47.5-70%；滅菌棉簽中總檢出率為12.5-23.3%。這與其它學者的報道：(5)“真菌在自然界分布極為廣泛，無論是水、空氣、土壤、還是動植物上，均有真菌的存在”基本相符。近年來的研究發現，有些植物寄生性真菌和腐生性真菌產生的毒素，對人和動物具有致病性。在消毒學上，對這類真菌及其毒素也應倍加重視。由于食物中含有豐富的營養物質，真菌污染食物的機會也特別多。大多數真菌在食物上的生長繁殖可造成食物的腐敗變質，但一般不致病，少數真菌還可導致真菌病，在醫學上有重要意義。因此，食物的微生物污染和食品的消毒滅菌是當今學者深為關注的課題。此外，在實驗室的器材中，有不少是由塑料制品替代，如用于單克隆抗體制備的塑料板，不宜用高溫高壓作消毒滅菌，而先用酒精浸泡24h，隨后再用紫外線照射數小時，還難免仍有細菌真菌污染。制備單克隆過程，一旦遭受污染，則會影響總體實驗材料全功盡棄。在此情況下，若將塑料板采用高濃度03消毒滅菌，它既能縮短消毒時間(<6h)，減輕勞力，節約耗資，且可確保消毒滅菌高效快速。
     光子0₃制備原理與傳統高壓放電產生0₃不同(6)它不用高壓電，不產生有毒有害的氮氧化物(NOX)致突試驗陰性，其形成0₃的原理與高空臭氧層形成0₃的原理一致，但與雷電產生O，不同。光子O₃制備過程，是以空氣為原料，采用光子技術產生特定光譜(<200 nm)激發空氣中氧分子，經Oz的化學反應(離解聚合)形成高濃度0₃，體現就地取材(空氣)一服務人類一回歸自然，即0₃在常溫下轉化為氧回歸自然，符合綠色環保、生態平衡和“可持續發展戰略”要求。人們完全能自由地駕馭0₃為人類服務的時代已經到來。
     4.4 0₃用于食品、飲料消毒是一種理想選擇。
     對真菌的培養檢測用一般培養基不易檢出，而需用特殊培養基并需連續培養五日才獲結果。食品工業每年中秋月餅、西點巧克力及飲料果汁，在保質期內出現霉變現象時有所聞，當然其中因素很多，但與消毒措施是否匹配、檢測要求是否到位不無關系。
     當今0₃已被廣泛用于食品工業殺菌防霉。1997年美國食品與醫藥管理局(FDA)宣布放棄對食品加工使用0₃的限制政策，承認0₃應用于食品加工符合“通用安全標準”(GRAS)要求(7)，由此確定了0₃在食品加工業的新興消毒劑地位，這一聲明也成了O₃技術發展的里程碑。傳統的食品消毒殺菌方法已顯然不能滿足越來越高的衛生標準。實踐證明，利用O₃殺菌譜廣、滅菌力強、消毒效果好、且無殘留，沒有二次污染的特性，有助于打破國際貿易中對農副產品的技術壁壘，保持農副產品在國際市場的競爭優勢，具有現實和深遠的意義。
     0₃的功能有：消毒滅菌；防霉保鮮；解毒凈化；除臭脫色；潔水增氧；氧化防污；醫療保健。臭氧被譽稱為少有的可直接對食品使用的“潔凈消毒劑”。0₃對人的健康有無影響，國內外學者極為關注，研究甚多。從環境流行病學資料，沒有發現暴露于0₃等氧化劑與肺癌危險性之間有任何關系，動物實驗中亦沒得到致癌證據(8)。1995年報道：動物持續長期的吸入0₃試驗，顯示0₃不致癌，0₃是迄今為止人類可利用的最強氧化劑。強氧化性滅菌消毒是世界衛生消毒技術的發展方向。

參考資料：
     (1) “臭氧用于HBSAg的滅活”王芳《消毒與滅菌》6(3)P145，1989。
     (2) “環氧乙烷殺真菌作用”薛廣波《實用消毒學》P.279人民軍醫出版社1986。
     (3) “臭氧在微生態研究中的應用”陳君勝等《動物微生態研究進展》P.123中國農業大學出版社，2000。
     (4) "牙簽、棉簽也有污染”，姚齊龍《大眾醫學》4(上半月)2003。
     (5) “真菌”薛廣波《實用消毒學》P54,P60同上。
     (6) “臭氧開發應用作為‘可持續發展戰略’實施的內涵之一”，陳君勝等《中國現代醫學論壇》大型系列叢書1999。
     (7) “美國臭氧技術發展動態”Rip G．Rice((Ozone Science&Engineering))21(2)1999摘自《國外臭氧技術資料選譯》(1)臭氧技術信息服務網編印P.1—10 1999。
     (8) 《環境醫學》P46王紹漢等，天津科學技術出版社1987。

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