氧化还原电位杀菌作用探讨

【摘要】  目的 观察氧化还原电位在杀菌上的作用。方法 采用化学方法模拟高氧化还原电位，以悬液定量杀菌试验测试杀菌效果。结果 5%重铬酸钾溶液对大肠杆菌作用12min的杀灭率为10.69%。低pH的硫酸稀释液和盐酸稀释液有一定的杀菌作用，但杀菌效果没有随着作用时间的延长而增加。含相同浓度的重铬酸钾和硫酸或盐酸模拟出的高氧化还原电位溶液杀菌作用较强，随着作用时间的延长，杀菌率增加，氧化还原电位越高，杀菌效果越好。结论 溶液的高氧化还原电位，在杀菌上起明显作用。

【关键词】  氧化还原电位;硫酸;大肠杆菌;重铬酸钾

首先出现在日本的酸性氧化电位水(EOW)，其制备方法是在自来水中加入适量氯化钠，通过氧化电位水生成机中特殊的白金钛合金电极，在半透隔膜两侧电解槽中电解，生成含一定有效氯、氧化还原电位(ORP)达1 100 mV以上的酸性水(pH 2.7左右);EOW问世后，由于其显著的杀灭微生物作用而引起了医疗卫生系统和食品微生物专家的高度重视，并对其开展了广泛深入的研究，但对其杀菌机制在消毒界没有一致的看法，存在很大争议[1]。一部分学者对高氧化还原在杀菌上是否起重要作用持怀疑态度，认为有效氯才是杀菌的关键所在。为此我们以化学方法模拟出不含有效氯的高氧化还原电位溶液，观察了其杀菌效果，现将结果报告如下。

　　1 方法

　　1.1 高氧化还原电位溶液的准备 将重铬酸钾配成5%的溶液，按体积比的10%加入98%浓硫酸或36%浓盐酸，配成高氧化还原电位溶液待用。配制5%重铬酸钾溶液、稀硫酸溶液(蒸馏水按体积比的10%加入98%浓硫酸)、稀盐酸溶液(蒸馏水按体积比的10%加入36%浓盐酸)备用。

　　1.2 大肠杆菌菌悬液的制备 将第3代大肠菌杆菌8099接种琼脂斜面，于37 ℃培养24 h，以5.0 ml稀释液洗下菌苔，将洗液移至一无菌试管中，充分振荡后，制成菌悬液，置4 ℃冰箱中备用。

　　1.3 中和剂鉴定试验 试验菌为大肠菌杆菌8099，按《消毒技术规范》(2002年版)2.1.1.5中和剂鉴定试验的要求分组进行试验和评价。

　　1.4 悬液定量杀菌试验 试验时，将1.0 ml菌悬液加到试管中，加入4.0 ml消毒液(或待试液)，混匀并启动秒表开始计时，作用至规定时间，吸0.5 ml至装有4.5 ml中和剂的试管中，混匀。中和10 min后，吸1.0 ml以营养琼脂为培养基按平板倾注法计数，试验重复3次。

　　2 结果

　　2.1 中和剂试验结果 中和剂试验结果，以试验用高氧化还原电位溶液作用10 min，第1组仅有少菌生长，第2组生长的菌较第1组多，第3、4、5组有相似量的试验菌生长，表明含10 g/L硫代硫酸钠+1 g/L 氢氧化钠的PBS可有效中和试验高氧化还原电位溶液对大肠杆菌的残余作用，中和剂及产物对受试菌没有影响。

　　2.2 试验用溶液的ORP值、pH值 试验用的几种溶液，以上海三信仪表厂L200+型笔式pH/ORP计，测定其ORP值和pH值，结果见表1，表2。

　　2.3 悬液定量杀菌试验结果 试验结果，重铬酸钾溶液杀菌作用甚微，作用12min的杀菌率在10.69%。稀硫酸有较强的杀菌作用，作用2～12 min，杀菌率达99.47%。以硫酸酸化的重铬酸钾溶液(5%重铬酸钾溶液50 ml+98%浓硫酸5 ml)具有高氧化还原电位(1 084 mV)，作用12 min，对大肠杆菌的杀灭率达100.0%，见表3。表1 硫酸组试验溶液ORP值与pH值表2 盐酸组试验溶液ORP值与pH值表3 硫酸组几种试验溶液的杀菌效果表4 几种试验溶液的ORP值、pH值及作用12 min时的杀菌率时的杀菌率进行了比较，在pH值相近的溶液中，ORP值越高，杀菌率越高。ORP值相近的溶液，则pH值越低杀菌率越高，见表4。

　　3 讨论

　　3.1 高氧化还原电位在杀菌上有重要作用，主要原理在于微生物赖以生存的ORP范围在-400 mV～+900 mV，超出这一范围，改变了细胞膜内外电位差，膜的通透性增加，引起膜的破裂，细胞内物质外流而导致微生物的死亡[2]。Chyer Kim等通过试验，也认为高氧化还原电位为主要的杀菌因素[3]。

　　3.2 本次试验也支持高氧化还原电位在杀菌上的作用。硫酸酸化的重铬酸钾溶液有非常高的

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