微酸性电解水（SAEW）已被声明是食物和农业范畴的一种高效和新型的消毒剂。本咨议评估了SAEW（30 mg/L）正在40 °C下灭活食源性病原体和诀别多重耐药金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜的服从。别的，咨议了40 °C加热SAEW处置下MRSA生物膜对代谢谱的潜正在机造。结果剖明，正在40 °C下加热的SAEW对猪肉、鸡肉、菠菜和生菜的食源性病原体节减了1.96～7.56（lg（CFU/g））。正在40 °C处置下加热的SAEW明显节减了2.41（lg（CFU/cm2））。SAEW处置的协同影响正在低浸细胞密度和损害生物膜细胞膜方面显示出激烈的抗生物膜活性。正在40 °C下通过SAEW处置的MRSA生物膜的具体代谢反映揭示了细胞内代谢物的变革，蕴涵氨基酸，有机酸，脂肪酸和脂质。别的，介入氨基酸代谢、能量代谢、核苷酸合成、碳水化合物代谢物和脂质生物合成的信号通道正在40 °C处置下被SAEW正在功效上破损。
近年来，抗微生物药物耐药性已成为宇宙上最枢纽和最急急的题目，危及食物安然和大多健壮。多重耐药金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种机遇性病原体和生物膜坐褥者，可得到多种耐药基因。宇宙卫生结构近来将MRSA列为高度优先的抗生素耐药性病原。别的，一目清楚，金黄色葡萄球菌会正在非生物和生物表表上造成生物膜，从而对百般抗菌剂、阴恶的境况要乞降宿主免疫力拥有相当大的阻挡力。先前的呈文显示，64.8%的金黄色葡萄球菌诀别菌株出现出高生物膜造成，90.3%对起码一种抗菌剂拥有耐药性。更首要的是，生物膜成长能够极大地刺激金黄色葡萄球菌的自觉突变，并通过秤谌基因迁移加强得到或撒布抗菌素耐药性决断簇的材干。MRSA惹起的污染和劝化难以调整，厉重是因为抗生素耐药性和消毒剂对MRSA生物膜基质的渗出有限。它们与食物接触表表和特定食物（如即食产物、生果和蔬菜）的交叉污染相闭，加添了大多对健壮的闭心。因而，开采革新的抗MRSA生物膜政策至闭首要。
正在食物和农业范畴，微酸性电解水（SAEW）已被声明是一种高效且新奇的消毒剂。当稀释的电解质（蕴涵HCl和/或NaCl）正在没有隔阂的电解槽中电解时，会出现一种称为SAEW的溶液。SAEW出现的次氯酸（HOCl）的灭活功效是等量次氯酸离子（ClO−）灭活食源性病原体的80倍，蕴涵肠炎和尚氏菌、大肠杆菌O157:H7、单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌。贸易坐褥的SAEW拥有低本钱、易于利用和环保的出格上风，正在食物行业越来越受接待。咨议职员展现，百般枢纽反映参数，如电极原料、水硬度和电解质构成，都明显影响了这种氧化剂（Cl2、ClO−和HOCl）。影响所坐褥氧化剂的产量和品种的根本枢纽参数之一是电极原料。正在电解经过中，钌（Ru）、铱（Ir）和铂（Pt）举动铂族金属（PGM）正在电极上利用的催化剂能够通过低浸氯离子的氧化还原电位来加添氯的出现。然而，通过优化电极原料的类型和形式来开采高效的SAEW爆发器的咨议很少。
别的，为了加强SAEW的抗菌活性，咨议职员利用跨栏技巧将SAEW与温和的热量，有机酸，紫表线和超声波相联合。据猜测，与零丁利用冷水比拟，利用热水与SAEW笼络处置的跨栏技巧将有帮于节减微生物负荷。然而，经常希冀出现 SAEW，然后将其加热到方针温度以举行真实性子的咨议。加热SAEW对MRSA生物膜机造的影响仍未获得很好的找寻。
代谢组学能够跟踪细胞的具体境况应激结果。近来几天，细胞代谢组学或者通过阐发整体代谢物库来揭示细菌奈何应对压力。质谱（MS）已成为代谢阐发的首要用具，使细菌代谢形态的高通量图谱加倍或者，并所有领会氧化应激的潜正在机造并确保细菌反映。因而，用SAEW和预热笼络处置处置的MRSA生物膜的归纳代谢组学能够供给相闭适当性经过的珍奇音信。
因而，本咨议的方针是：1）优化SAEW天生编造，蕴涵电极原料和温度变革以及SAEW的巩固性和抗菌功效；2）评估SAEW和预热对生物膜细胞失活和MRSA生物膜零落的协同影响；3）咨议MRSA生物膜反应SAEW和预热处置的代谢变革和散布途径。
造备经过，蕴涵电极原料，已被声明会影响SAEW机能。Pt、Ru和Ir被以为正在SAEW坐褥经过中坚持巩固的机能。电解质的浓度也会影响SAEW的有用性。因而，别离测试了利用Pt、Ru或Ir增添分别浓度HCl（1%、1.5%和2%）和NaCl（0、1、2和3 mol/L）的SAEW的坐褥功效，如表1所示。结果剖明，ACC浓度随电解液浓度的加添而加添。这或者是因为电解质浓度较高导致电导率较高，从而出现更多的氯。值妥善心的是，利用含有3 mol/L NaCl和1.5% HCl的Ru板样品天生了拥有较高ACC（26 mg/L）和合适pH值（5.91）的可授与SAEW。
既往咨议剖明，活性氯的合成是金属氧化物电极表表氯离子的直接氧化[2Cl–－2e–＝Cl2 (g)]，其次是坐褥HOCl（Cl2＋H2O → HOCl＋H+＋Cl–)。因而，阳极的氧化机能对付发电编造正在电解反映中的出力至闭首要。Ru、Ir和Pt属于铂族金属。遵照三种原料的布局特性，Ir的最表层有两个电子，而Pt和Ru的最表层惟有一个电子。最有用的电导体是拥有单价电子的金属，它能够自正在搬动并加快电解经过中的离子互换。
一目清楚，加热能够普及SAEW的消毒功效。然而，相干咨议经常起初出现SAEW，然后将其加热到所需温度。这意味着保鲜窒碍技巧包括两种工艺，正在食物工业中的行使既无效又未便利。因而，本咨议开采了一步加热SAEW编造。图1和图2描画了由Ru电极原料出现的温和加热SAEW的个性和抗菌服从。SAEW的物理性子（pH和ACC）正在预热温度变革中没有明显分歧。当SAEW正在坐褥后加热到50 °C时，ACC没有失掉。
大肠杆菌、肠链球菌、单核细胞增生李斯特菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌13565和MRSA处置的自来水正在30、40和50 °C下的存活率与比较组比拟无统计学意旨。比拟之下，正在30、40和50 °C下温和加热的SAEW正在处置1 min后将大肠杆菌、肠链球菌、单核细胞增生李斯特菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌13565低浸到未检测到的秤谌。正在30 °C（节减4.49（lg（CFU/mL））、40 °C（节减5.65（lg（CFU/mL））和50 °C（节减6.71（lg （CFU/mL）下温和加热SAEW对MRSA的消毒功效大于室温下的SAEW（节减1.54（lg（CFU/mL））。因而，轻度加热SAEW的跨栏技巧显示出协同杀菌功效。
商讨到样品上分另表细胞附着秤谌和有机物，还评估了加热SAEW对人为接种正在食物样品上的病原体灭活的影响。正在分别温度下用SAEW处置导致别离接种正在生菜、菠菜、鸡肉和猪肉上的单核细胞增生李斯特菌、大肠杆菌、肠炎链球菌和金黄色葡萄球菌别离节减5.14～7.16、4.88～7.56、0.67～3.14和0.76～2.55（lg（CFU/g）。SAEW的消毒服从排名如下：室温＞50 °C＞40 °C＞30 °C。别的，与比较组比拟，正在40 °C下用SAEW洗涤后猪肉和鸡肉的具体表观没有明显分歧（图3）。总体而言，对食物样品举行消毒的最有用过问门径应是正在40 °C下利用温和加热的SAEW。
食源性致病菌正在食物接触表表造成的生物膜正在食物加工经过中导致交叉污染，这是食物工业中一个急急的题目。金黄色葡萄球菌是一种适当性很强的病原体，拥有正在固相表表造成生物膜的明显偏向，特地是正在食物配置上。不锈钢普及用于食物加工场的食物接触表表。因而，咨议了40 °C下SAEW、加热和温和加热SAEW对304不锈钢上两种金黄色葡萄球菌菌株的抗生物膜服从。
遵照图4中的结果，生物膜生物量剖明，正在40 °C下温和加热的SAEW能够更有用地断根MRSA（41.23%还原率）和金黄色葡萄球菌13565生物膜（57.72%还原率）。值妥善心的是，正在温和加热的SAEW处置下，金黄色葡萄球菌13565生物膜比MRSA生物膜更易感。这或者是由于金黄色葡萄球菌13565拥有较强的生物膜天生表型，而MRSA拥有较强的抗性，而生物膜天生较弱。同时，个人温和的热水处置并不行有用地灭活MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜细胞。DW正在40 °C下零丁5 min仅出现0.46和0.32（lg（CFU/cm2）），别离是MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜细胞。零丁用SAEW处置5 min别离正在MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜细胞中灭活1.55和1.87（lg（CFU/cm2））。因而，正在40 °C下加热SAEW的强壮潜力是节减病原微生物生物膜中活细胞的有出息的政策。
CLSM揭示了40 °C温和加热SAEW对MRSA和金黄色葡萄球菌13565成熟生物膜细胞膜通透性的影响。如图5所示，比较MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜细胞发出绿色荧光，剖明通盘生物膜细胞都粘附正在生齿茂密区域的不锈钢表表，没有膜毁伤。然而，正在40 °C下温和加热SAEW处置后，两种生物膜细胞发出血色荧光的比例快速加添。这一展现剖明，正在40 °C下加热的SAEW明显加添了受损细胞的数目。别的，表2显示了从CLSM图像确定的未经处置和处置的MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜的侦查到的枢纽参数。笼络处置正在节减均匀厚度（MRSA从16.55到3.10 μm，金黄色葡萄球菌从16.82到4.35 μm）和生物量生物量（从5.73到3.46 μm）方面出现最好。这些事情归因于生物膜根本布局的破损，当正在40 °C下通过温和加热的SAEW处置时，导致更多的微孔。
表2 SAEW笼络预热处置处置的MRSA和金黄色葡萄球菌13565生物膜均匀厚度、粗略度和孔隙率的变革
咨议了代谢物谱，以找寻生物膜氧化和热反应变革的潜正在机造。采用UPLC-QTOF-MS/MS咨议了显露于轻度加热SAEW处置的两种金黄色葡萄球菌生物膜的总体代谢反映。迄今为止，这是第一项评估代谢物谱和途径的咨议，以咨议MRSA和金黄色葡萄球菌生物膜的氧化反映。
正在40 °C处置生物膜细胞下对SAEW，加热和加热SAEW的代谢阐发显示，MRSA和金黄色葡萄球菌13565菌株生物膜中的百般代谢物都爆发了变革。MRSA中25种细胞内代谢物的含量爆发了变革，而金黄色葡萄球菌13565中32种代谢物的秤谌爆发了变革，蕴涵有机酸、氨基酸、脂肪酸、寡肽、碳水化合物、氨基酸赖氨酸的仿佛物、肽和其他衍生物（图6和图7）。阐发布明，加热SAEW对MRSA和金黄色葡萄球菌13565的生化秤谌影响分别。完全而言，正在金黄色葡萄球菌13565生物膜上，L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、谷氨酸和L-色氨酸等4种明显变革的氨基酸降落，而MRSA中惟有3种氨基酸爆发变革。正在40 °C处置下，MRSA中谷氨酸、L-亮氨酸和L-色氨酸的蕴蓄积聚量别离比金黄色葡萄球菌13565低2倍、8倍和2倍。别的，金黄色葡萄球菌13565生物膜的乙酸和琥珀酸含量明显低浸 。 葡萄糖和果糖正在MRSA中的强度低于13565的金黄色葡萄球菌。
基于较量文件和KEGG，修建了一个假设的代谢图，以显示金黄色葡萄球菌13565和MRSA正在40 °C处置下SAEW，加热和加热SAEW的反映（图8）。正在加热SAEW处置中，热加强了SAEW的抗生物膜影响，这或者是因为SAEW的ClO鼓舞了生物膜布局的渗出和扩散。
最初，金黄色葡萄球菌13565和MRSA务必正在宿主入侵时候神速适当百般碳和氮源。葡萄糖经常被以为是细胞能量的厉重开头，可用于能量出现和生物合成途径。糖酵解举动葡萄糖阐明代谢途径，代谢葡萄糖，供给果糖-6-磷酸和葡萄糖-6-磷酸等生物合成前体，并疾速出现少量NADH、ATP，丙酮酸可进入克雷布斯轮回（TCA）。必要前体的节减或者是因为代谢编造的繁芜。正在金黄色葡萄球菌13565和MRSA生物膜细胞中，TCA相干代谢物（如琥珀酸）节减。
TCA轮回为其他代谢途径供给中央体和前体，并由其他代谢物供给。γ-氨基丁酸（GABA）可由L-谷氨酸合成，并进一措施动介入TCA轮回的琥珀酸。谷氨酰胺由氮代谢合成，氮代谢以铵举动氮供应催化谷氨酸的ATP依赖性酰胺化。它可用于坐褥琥珀酸酯，以保持TCA轮回。因而，一种代谢途径的结束或者会影响整体代谢编造。
本咨议评估了SAEW和预热笼络处置对MRSA生物膜的协同效应。SAEW（30 mg/L）或预热（40 °C）的5 min处置对MRSA生物膜没有明显的杀菌影响。Ru-plate原料出现的SAEW（30 mg/L）与40 °C预热的组合协同节减了亚致死细胞的数目，并有用地诀别了MRSA生物膜。笼络处置明显使金黄色葡萄球菌生物膜细胞节减2.41～3.49（lg（CFU/cm2））。当笼络SAEW和预热举行5 min时，生物膜根本布局的破损导致整体完全的表表和更多的孔。别的，代谢组学阐发布明，细胞内代谢物正在生物膜中的含量爆发了变革，蕴涵氨基酸、有机酸、脂肪酸和脂质。MRSA和金黄色葡萄球菌13565的明显变革途径数目别离为4和8。金黄色葡萄球菌13565生物膜正在笼络处置下更易受到MRSA生物膜的影响。
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