Antimicrobial efficacy and prospects of using ECA-solutions based on sodium acetate and chloride | Антимикробная эффективность и перспективы применения ЭХА-растворов на основе ацетата и хлорида натрия

Английский. Development of effective and environmentally friendly disinfection methods has become particularly relevant under the requirement toughening for the quality and microbiological safety of food products. This issue is especially critical in the dairy industry, because contacting surfaces of processing equipment are prone to biofilm formation by resistant microorganisms, including Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. Traditionally used chlorine-containing disinfectants, despite their efficacy, have several significant drawbacks, such as the generation of toxic disinfection by-products (e.g., trihalomethanes, chloramines) and corrosive activity. This study suggests an innovative approach to the formulation of disinfectants based on the electrochemical activation (ECA) of solutions containing a mixture of sodium acetate (1.0%) and sodium chloride (0.2%). Experimental results demonstrated that electrolysis conditions with a voltage of 8.5–12.0 V and a current intensity of 3.35–5.45 A allow yielding ECA-anolyte solutions with optimal physicochemical characteristics: redox potential (RP) of +745 to +870 mV and oxidant content in the active chlorine equivalent of 305–500 mg/dm³, at pH values ranging from 5.1 to 6.1. Microbiological tests showed a 100% bactericidal activity of the obtained solutions against test P. aeruginosa strains (including an extended resistance production strain) and S. aureus on exposure of 10 min. The technology suggested essentially reduces the chlorine concentration in the source solutions, thereby minimizing the risk of forming toxic halogen-containing by-products. The results attained open up new vistas for the development of environmentally safe disinfectants that combine a high antimicrobial efficacy with minimal impact on human health, equipment materials, and the environment.

Русский. В условиях ужесточения требований к качеству и микробиологической безопасности пищевой продукции особую актуальность приобретает разработка эффективных и экологически безопасных методов дезинфекции. В молочной промышленности эта проблема стоит особенно остро, поскольку контактные поверхности технологического оборудования подвержены образованию биопленок, создаваемых устойчивыми микроорганизмами, в том числе такими, как Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Традиционно используемые хлорсодержащие дезинфектанты, несмотря на свою эффективность, обладают рядом существенных недостатков, включая образование токсичных побочных продуктов дезинфекции (тригалометанов, хлораминов) и коррозионную активность. В исследовании предложен инновационный подход к созданию дезинфицирующих средств на основе электрохимической активации (ЭХА) растворов, содержащих смесь ацетата натрия (1,0%) и хлорида натрия (0,2%). Экспериментально установлено, что режимы электролиза с напряжением 8,5–12,0 В и силой тока 3,35–5,45 А позволяют получать ЭХА-растворы анолитов с оптимальными физико-химическими характеристиками: окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +745...+870 мВ и содержанием оксидантов в эквиваленте активного хлора 305–500 мг/дм³ при значениях pH 5,1–6,1. Микробиологические испытания продемонстрировали 100% бактерицидную эффективность полученных растворов по отношению к тест-штаммам P. aeruginosa (включая производственный штамм с повышенной резистентностью) и S. aureus при экспозиции 10 мин. Предлагаемая технология позволяет существенно снизить концентрацию хлора в исходных растворах, что минимизирует риск образования токсичных галогенсодержащих побочных продуктов. Полученные результаты открывают новые перспективы для создания экологически безопасных дезинфицирующих средств, сочетающих высокую антимикробную активность с минимальным воздействием на организм человека, материалы оборудования и окружающую среду.