UVC与电解水协同强化消毒策略

UVC与电解水协同强化消毒策略导读：在食品加工环境中，生物膜显著削弱常规消毒效果，使单一技术难以实现高效灭活。该研究以喷雾型微酸性电解水（SAEW）联合UVC-LED为核心，系统评估其对不锈钢表面大肠杆菌生物膜的灭活行为与动力学特征。结果表明，复合消毒不仅显著提升灭活水平，还通过多机制协同作用强化消毒过程，为食品接触表面高效消毒提供了可优化的技术路径。

一、复合消毒显著提升灭活效率

与单一消毒方式相比，复合消毒在生物膜灭活上表现出更强的效率优势。研究结果显示，SAEW喷雾和UVC-LED各自均具有一定杀灭能力，但其作用受限于生物膜结构屏障，灭活程度存在上限(见图1、图2)。而当两者联合应用时，灭活效果显著提高，在相同处理时间下可获得远高于单一处理的对数降低值，体现出明显的协同增强效应。这种提升说明复合消毒能够突破生物膜的防护结构，实现更彻底的消毒效果，是食品接触表面消毒策略优化的重要方向。

二、协同机制：多路径叠加强化消毒作用

复合消毒的优势来源于物理与化学机制的协同作用。UVC-LED主要通过破坏微生物核酸结构实现失活，而SAEW则依赖活性氯及氧化还原反应破坏细胞膜和蛋白结构。当两者联用时，UVC不仅直接造成DNA损伤，还可促进SAEW中活性物质生成更高反应性的自由基，从而增强氧化能力。同时，UVC对生物膜结构的削弱作用有助于SAEW更深入渗透内部层，使消毒作用由表及里全面展开。该“结构破坏+氧化攻击”的双重机制，使复合体系在消毒强度和稳定性上均优于单一方法。

三、活性氧驱动的非特异性失活机制

建立多种灭活动力学模型，研究发现复合消毒不仅提高灭活水平，还显著加快灭活速率，并缩短消毒反应的滞后阶段。这意味着复合体系能够更快速启动消毒作用，提高处理效率。同时，协同效应随时间呈现先增强后略降的趋势，表明消毒过程存在最佳作用时间窗口，而非简单延长处理时间即可持续提升效果。该动力学特征为实际应用中工艺参数优化提供了依据，使复合消毒在保证效果的同时实现效率最大化。

图1 喷雾式SAEW液滴和LED-UVC处理系统的示意图[1]。

图2 265 nm 准直 UVC-LED 的平均辐照强度。（a）定制的 UVC-LED PCB 面板图像；（b）和（c）位于距离光源 10 cm 的平面所接收的 UVC-LED 能量分布模拟图[1]。

参考文献：

[1] Song H, Yoon S, Ha J H. Effects of slightly acidic electrolysed water spraying and ultraviolet C light-emitting diode irradiation combination on the inactivation kinetics of Escherichia coli biofilms on food contact surfaces[J]. Food Control, 2023, 152: 109879.