Elektrolyserat vatten som
desinfektionsmedel i restaurangkök
Electrolyzed water as a disinfectant in restaurant kitchens
Författare: Vanessa Lo & Erik Pettersson
Vårterminen 2020
Examensarbete kandidatkurs 15 hp
Huvudområde: Måltidskunskap och värdskap Kulinarisk kock och måltidskreatör
Restaurang- och hotellhögskolan, Örebro universitet.
Handledare: Marie-Louise Danielsson-Tham, Professor emerita, Restaurang- och hotellhögskolan, Örebro universitet
Kursnamn: Måltidskunskap och värdskap, Examensarbete, kandidatkurs Titel: Elektrolyserat vatten som desinfektionsmedel i restaurangkök Författare: Vanessa Lo & Erik Pettersson
Handledare: Marie-Louise Danielsson-Tham Examinator: Åsa Öström
Sammanfattning
Restauranger har skyldighet att upprätthålla ett hygieniskt restaurangkök för att få servera mat, därför måste regelbunden desinfektion genomföras. Inom livsmedelsindustrin har elektrolyserat vatten, så kallat ECA-vatten, introducerats som desinfektionsmedel. Det elektrolyserade vattnets funktion som desinfektionsmedel har tidigare studerats i artificiella miljöer, däremot saknas kunskapen om ämnet i en naturlig miljö som restaurangkök. Syftet med denna studie var att undersöka om ECA-vatten fungerar som desinfektionsmedel i restaurangkök, hur ECA-vatten fungerar in vivo, samt vilka för- och nackdelar ECA-vatten har. I studien genomfördes en mikrobiologisk undersökning genom en experimentell design. Kvantifiering, analys och detaljstudier genomfördes med hjälp av tryckplattor, okulära bedömningar och renstryk. Resultatet visade att 14 av 28 ytor klassas som godkänd rengöring efter behandling med ECA-vatten. Ytans material, form och skick samt det initiala antalet mikroorganismer påverkade ECA-vattnets effektivitet. ECA-vatten fungerar som
desinfektionsmedel i restaurangkök såvida desinfektionen sker regelbunden och på rätt vis där ovannämnda faktorer tas i beaktning.
Abstract
Restaurants are required to maintain a hygienic restaurant kitchen in allowance to serve food, hence regular disinfection must be implemented in the establishment. In the food industry, electrolyzed water, also called ECA water, has been introduced as a disinfectant. The function of the electrolyzed water as a disinfectant has previously been studied in artificial
environments, however, the knowledge of the substance in a natural environment such as restaurant kitchens is lacking. The purpose of this study was to investigate whether ECA water could operate as a disinfectant in restaurant kitchens, how ECA water operates in vivo, and also the advantages and disadvantages of ECA water. An experimental design was applied in this microbiological study. Quantification, analysis, and detailed studies were executed using pressure plates, ocular assessments, and pure streaks. 14 out of 28 surfaces are classified as approved cleaning after treatment with ECA water. The surface material, shape, and condition and the initial amount of microorganisms are crucial for the efficiency of ECA water. ECA water may operate as a disinfectant in restaurant kitchens provided that
disinfection occurs regularly and correctly where the above-mentioned aspects are taken into consideration.
Förord
Stort tack till vår handledare Marie-Louise Danielsson-Tham för ditt engagemang och för att du alltid ställt upp för oss genom hela uppsatsprocessen. Uppskattning riktas även till
Wilhelm Tham, Stefan Wennström, medstudenter och opponenter som under handledningar och seminarium visat intresse och bidragit med värdefulla synpunkter till uppsatsen. Ett varmt tack går även till Mats Racklin (Scan Diagnostics) som varit behjälplig i många stunder, samt Scan Diagnostics som bidrog med TOUCAN III och Hygicult TPC.
Ordlista
Abiotiska – icke-levande faktorer som påverkar naturen till exempel temperatur och nederbörd.
Aerob – Organismer som behöver tillgång till syre för att fortleva.
Biotiska – Levande faktorer som påverkar naturen till exempel bi som sprider vidare pollen för att växterna ska kunna växa.
CFU (Colony Forming Unit) – Varje mikroorganism som funnits på provtagningsplatsen, växer under inkuberingen ut till en synlig koloni på agarplattan.
Fakultativ anaerob – Organismer som kan leva i både syrerika och syrefattiga miljöer.
Inkubator – Ett värmeskåp som exempelvis används odling av olika kulturer av mikroorganismer.
Inokulering – Mikrobiologisk metod där ett litet antal levande mikroorganismer förs till ett substrat där de kan tillväxa i substratet.
In vitro - Experiment eller iakttagelser gjorda i artificiella miljöer.
In vivo - Experiment eller iakttagelser gjorda på levande organismer i en naturlig miljö, t.ex. på en människa eller i ett restaurangkök.
Innehållsförteckning
Inledning ... 8
Syfte och frågeställningar ... 9
Bakgrund ... 9 Livsmedelshygien ... 9 Bakterier ... 10 Patogena bakterier ... 10 Biofilmer ... 10 Desinfektionsmedel ... 12
Potentiella hälsofaror vid användning av desinfektionsmedel ... 12
Hypoklorsyra ... 13
Elektrolyserat vatten ... 13
Tillverkning av elektrolyserat vatten ... 13
Olika typer av elektrolyserat vatten ... 14
Användning av elektrolyserat vatten som desinfektionsmedel ... 15
Kunskapsbidrag ... 16
Metod och material ... 17
Metodval ... 17 Litteratursökning ... 18 Urval ... 18 Substratval ... 18 Apparatval ... 19 Genomförande ... 19 Pilotstudie ... 19
Tillverkning av elektrolyserat vatten ... 20
Första provtagningsomgången med ECA-vatten ... 20
Renstryk ... 21
Andra provtagningsomgången med ECA-vatten ... 22
Tredje provtagningsomgången med ECA-vatten ... 22
Provanalys ... 23
Etiska beaktanden ... 23
Resultat ... 24
Första provtagningsomgången med ECA-vatten ... 24
Andra provtagningsomgången med ECA-vatten ... 27
Tredje provtagningsomgången med ECA-vatten ... 27
Renstryk ... 27
Diskussion ... 28
Resultatdiskussion ... 28
Omständigheter kring ECA-vattnets effektivitet som desinfektionsmedel ... 28
Biofilmers resistens mot ECA-vatten ... 30
Slutsats ... 36
Praktisk användning och vidare forskning ... 36
Referenslista ... 38
Bilaga 1 – Pilotstudie
Bilaga 2 – Första provtagningsomgång med ECA-vatten Bilaga 3 – Fotografier av bedömningskolonier
Bilaga 4 – Andra provtagningsomgång med ECA-vatten Bilaga 5 – Tredje provtagningsomgång med ECA-vatten
Inledning
Livsmedelssäkerhet är ett globalt problem, och för att minska utbrott av livsmedelsburna sjukdomar krävs det att livsmedelsindustrin tar sitt ansvar för att garantera sanitet vid livsmedelstillverkning (Coughlan, Cotter, Hill & Alvarez-Ordóñez, 2016, s. 15). Enligt Livsmedelsverket (2019) rapporteras cirka 2000–3000 fall av matförgiftningar i Sverige varje år. Mörkertalet är dock stort eftersom flera fall aldrig kommer till myndigheternas kännedom. Av de rapporterade matförgiftningsfallen inom EU (Europeiska Unionen) sker de allra flesta på restauranger (Nylander, Jonsson, Marklinder & Nydahl, 2014, s. 21). Restauranger har skyldighet att hålla god livsmedelshygien för att få servera mat (Livsmedelsverket, 2014, s. 46). Matförgiftningar inträffar om maten som konsumerats innehållit bakterier, virus, parasiter eller gifter (Ibid.). För att undvika matförgiftning är god hygien ytterst avgörande, och därför är det viktigt med rena arbetsytor och redskap vid tillagning av mat. Desinficering av ytor och utrustning där livsmedels bereds måste ske regelbundet och vid behov för att undvika kontaminering som kan orsaka matförgiftning (Europaparlamentets och rådets förordning (EG) 2004/852). Det kan därför vara ekonomiskt gynnsamt för restauranger att investera i förbättrade rengöringsrutiner (Bartsch, Asti, Nyathi, Spiker & Lee, 2018, s. 284; Granum, 1986, s. 7).
Flertalet desinfektionsmedel som används inom livsmedelsindustrin idag kan vara
problematiska då de kan orsaka korrosion eller hudirritation som sedan kan leda till allergi hos användaren (Granum, 1986, s. 76). Elektrolyserat vatten (ECA-vatten) har tidigare introducerats som desinfektionsmedel inom livsmedelsindustrin (Deza, Araujo, & Garrido, 2005, s. 342) och visat sig ha stark bakteriedödande effekt på många patogena bakterier in vitro (Cao, Zhu, Shi, Wang & Li, 2009; Deza, Araujo & Garrido, 2003; Park, Hung, Robert & Brackett, 2002; Venkitanarayanan, Ezeike, Hung & Doyle, 1999). Fördelaktiga aspekter med ECA-vatten är dess låga miljöpåverkan och tillverkningskostnad då det endast behövs vatten, koksalt och elektrisk energi för framställning, samt att användningen är säker för människor (Deza et al., 2005, s. 345; Nagamatsu, Chen, Tajima, Kakigawa & Kozono, 2002, s. 101). Studier över ECA-vattnets funktion in vivo till exempel i restaurangkök är bristande. I denna studie undersöks därför om ECA-vatten fungerar som desinfektionsmedel i restaurangkök.
Syfte och frågeställningar
Syftet med denna studie är att undersöka om ECA-vatten fungerar som desinfektionsmedel i restaurangkök.
• Hur fungerar ECA-vatten som desinfektionsmedel in vivo? • Vilka för- och nackdelar har ECA-vatten?
Bakgrund
I bakgrunden redogörs översiktligt för livsmedelshygien i restaurangkök, bakterier, desinfektionsmedel, hypoklorsyra samt forskning om elektrolyserat vatten.
Livsmedelshygien
För att restauranger ska kunna servera mat på ett säkert vis är det viktigt att redskap, tallrikar och bestick är rena vid användning (Livsmedelsverket, 2014, s. 46). Livsmedelsverket (2014, s. 46) klargör att rena redskap innebär att inga allergener, skadliga mikroorganismer eller kemikalier finns kvar. Genom korrekt och regelbunden diskning samt rengöring av lokal minimeras risken för korskontamination (Livsmedelsverket, 2014, s. 48–50).
Korskontaminering är en anledning till matförgiftning, då bakterier enkelt sprider sig från redan bakterieinnehållande livsmedel och ytor till annan mat eller utrustning i köket (Deza et al., 2005, s. 341). Bakterier som Listeria monocytogenes har visat sig fästa bra på ytor gjorda av rostfritt stål, vilket också är orsaken till flera fall av korskontaminering (Galié, García-Gutiérrez, Miguélez, Villar & Lombó, 2018, s. 4). Inom livsmedelsindustrin är rostfritt stål ett ofta förekommande material (Galié et al., 2018; Coughlan et al., 2016, s. 6). Detta på grund av att det är kemiskt inert, tåligt för olika behandlingstemperaturer, enkelt att rengöra samt motståndskraftigt mot korrosion (Galié et al., 2018, s. 4, 9; Coughlan et al., 2016, s. 6).
Förbättrad livsmedelshygien skulle innebära minskning av kostnader orsakade av
matförgiftningar (Fleetwood, Rahman, Holland, Millson, Thomson & Poppy, 2019, s. 76; Granum, 1986, s. 6–7), likaså skulle antalet matförgiftningar minska (Fleetwood et al., 2019, s. 76; Deza et al., 2005, s. 342). Bartsch et al. (2018, s. 274) anser att restauranger
Förebyggande och kontrollerande åtgärder som restauranger vidtar för att förebygga matförgiftningar kan potentiellt kosta mindre än de kostnader som orsakas av ett enda matförgiftningsutbrott i restauranger (Bartsch et al., 2018, s. 284). Granum (1986, s. 7) påpekar att det kan vara dyrare för företag att åtgärda de konsekvenser som matförgiftningar orsakat än att investera i bättre maskiner eller rengöringsrutiner. World Health Organization (WHO) uppskattar att 600 miljoner – nästan 1 av 10 personer – blir matförgiftade varje år efter att ha konsumerat kontaminerade livsmedel (WHO, 2019).
Bakterier
Mikroorganismer förekommer naturligt i livsmedel, och de flesta är ofarliga för människan, snarare gynnsamma (Coughlan et al., 2016, s. 2; Nylander et al., 2014, s. 20). Bakterier är encelliga mikroorganismer och tillhör de första levande organismer på jorden (Lindholm, 2004, s. 48). Bakterier kan delas in efter utseende i mikroskop, exempelvis stavformade eller kocker, där uppbyggnaden skiljer sig mellan dessa (Granum, 1986, s. 10). Bakterier delas även in som grampositiva eller gramnegativa, där skillnaden är den kemiska
sammansättningen av bakteriernas cellväggar. Detta gör att effekten av olika desinfektionsmedel är annorlunda beroende på bakteriernas uppbyggnad (Ibid.).
Patogena bakterier
Sjukdomsframkallande bakterier kallas patogena bakterier, och kan till exempel orsaka matförgiftningar (Nylander et al., 2014, s. 20). Campylobacter jejuni, L. monocytogenes och Escherichia coli O157:H7 är exempel på patogena bakterier som kan orsaka sjukdomar hos människor (Doyle, 1989, s. iii). Det finns även patogena bakterier (Clostridium- och
Bacillusarter) som kan bilda sporer. Sporer är mycket värmetåliga och kan vara
motståndskraftiga mot flera desinfektionsmedel (Granum, 1986, s. 11). Mikroorganismer kan avdödas genom exempelvis värmebehandling eller med kemiska medel, till exempel
desinfektionsmedel (Granum, 1986, s. 13).
Biofilmer
Biofilmer är ett strukturerat samhälle av mikroorganismer som lever på biotiska eller
abiotiska ytor, där de skyddas av och också utnyttjar extracellulära polymera substanser (EPS) (Han et al., 2017, s. 1). EPS består främst av proteiner och polysackarider och främjar intaget av näringsämnen för mikroorganismer samt biofilmens överlevnad (Han et al., 2017, s. 1–2).
Inom livsmedelsindustrin förekommer biofilmer ofta och majoriteten av mikroorganismer som lever in vivo växer och lever i biofilmer (Han et al., 2017, s. 1; Coughlan et al., 2016, s. 15; Gilbert, Allison & McBain, 2002, s. 99), vilket är problematiskt då det påverkar
livsmedelssäkerhet och kvalitet (Coughlan et al., 2016, s. 2; Winkelströter, Teixeria, Silva, Alves & De Martinis, 2013, s. 35). Inom livsmedelsproduktion är sterilisering av alla ytor varken möjlig eller kostnadseffektiv, därför måste åtgärder, till exempel daglig desinfektion vidtas för att eliminera mikroorganismer som kan bilda biofilmer (Coughlan et al., 2016, s. 5). Biofilmer ökar risk för livsmedelsburna sjukdomar och korrosion på exempelvis metallytor, vilket innebär kostnader för åtgärder av sjukdomarnas konsekvenser samt skadade ytor som behöver ersättas (Galié et al., 2018, s. 12; Winkelströter et al., 2013, s. 35). Vissa bakterier i biofilmer genererar även odörer och oönskad smak i livsmedel som gör att de inte går att servera (Galié et al., 2018, s. 12). Galié et al. (2018, s. 12) menar att detta inte bara utgör ekonomiska förluster för företaget, utan även potentiellt kan skada företagets varumärke.
Bakterier som lever i biofilmer blir mer resistenta mot yttre påverkan och eliminerande faktorer (Han et al., 2017, s. 1; Coughlan et al., 2016, s. 2; Winkelströter et al., 2013, s. 35). Likaså är biofilmer 100–1000 gånger mer resistenta mot kemiska medel än fritt levande bakterier (Gilbert et al., 2002, s. 100). Biofilmers resistens mot antimikrobiella medel är relaterat till hur utvecklad och omfattande biofilmen är. De inrotade bakterierna är mindre mottagliga för antimikrobiella medel och överlever bättre jämfört med bakterierna på ytan av biofilmen. Inrotade bakterier växer långsamt och har förmåga att reglera biofilmsstrukturen vid exponering för antimikrobiella medel. De inrotade bakterierna fortsätter att föröka sig om desinficeringen avslutas eller om exponeringen är kortvarig (Gilbert et al., 2002, s. 104). Regelbunden och effektiv städning hindrar bakterierna att bilda biofilmer (Donaghy et al. 2019, s. 900–901; Deza et al., 2005, s. 341–342). För mer utvecklade eller resistenta biofilmer krävs upprepade långvariga exponeringar av kemiska medel (Gilbert et al., 2002, s. 104). Det är viktigt att alla bakterier i biofilmen dör, annars kan de överlevande mikroorganismerna åter bygga upp biofilmen (Han et al., 2017, s. 2) Biofilmer skyddar bakterierna mot
desinfektionsmedel och det är därför viktigt att avlägsna dem (Donaghy et al. 2019, s. 900– 901; Deza et al., 2005, s. 341–342).
Desinfektionsmedel
Desinfektionsmedel för livsmedelsbruk har ursprungligen utvecklats för att avdöda eller inaktivera patogena bakterier (Narita et al., 2020, s. 3) till en nivå att
livsmedelsproduktionsanläggningen kan anses säker (Donaghy et al., 2019, s. 890). Desinfektion av ytor kan avlägsna oönskade bakterier innan de riskerar att bilda biofilmer (Coughlan et al., 2016, s. 6). Ett desinfektionsmedel består av antingen ett ämne eller en blandning av flera ämnen (Livsmedelsverket, 2019), som på grund av sin kemiska sammansättning dödar bakterier (Granum, 1986, s. 29). Medlen ska vara lämpade för
användning i kök (Livsmedelsverket, 2019). Hur effektivt ett desinfektionsmedel är avgörs av koncentrationen, vid vilken temperatur det får verka samt hur länge medlet får verka
(Livsmedelsverket, 2019). Desinfektionsmedel med högre koncentration är bakteriedödande, medan många desinfektionsmedel med lägre koncentration endast är bakteriehämmande (Granum, 1986, s. 14). Före användning av desinfektionsmedel bör rengöringsmedel användas för att lösa upp och ta bort smuts (Livsmedelsverket, 2019; Granum, 1986, s. 18). Om målet är att hålla ett så lågt bakterieantal som möjligt måste ytan steriliseras eller desinficeras efter användande av rengöringsmedel, antingen genom värmebehandling eller med desinfektionsmedel (Granum, 1986, s. 18). Desinfektionsmedel kan exempelvis appliceras i vätskeform genom att sprejas direkt på ytor (Coughlan et al., 2016, s. 6). Enligt verksamheter med försäljningsinriktning mot exempelvis restaurangbranschen kostar
sedvanliga desinfektionsmedel mellan 50–100 SEK per liter (Staplse, u.å.; Sweoffice.se, u.å.; Tingstad, u.å.)
Potentiella hälsofaror vid användning av desinfektionsmedel
Det finns ett samband mellan ett desinfektionsmedels giftighet, även kallat toxicitet, och dess förmåga att döda bakterier (Granum, 1986, s. 75). Ett desinfektionsmedel med lägre toxicitet har ofta lägre bakteriedödande effekt, medan ett med högre toxicitet ofta har högre
bakteriedödande effekt (Ibid.). Granum (1986, s. 75) skriver att detta bör tas i beaktning vid val av desinfektionsmedel.
Det finns många olika typer av desinfektionsmedel. Kvartära ammoniumföreningar och klorföreningar är två av dem som är vanliga inom livsmedelsindustrin (Donaghy et al., 2019, s. 890; Granum, 1986, s. 20). Kvartära ammoniumföreningar är ej giftiga, men kan orsaka svag irritation på huden och i vissa fall leda till allergi hos användaren (Granum, 1986, s. 76).
Hypoklorit är en klorförening som är effektiv mot bakterier och sporer (Granum, 1986, s. 31). Däremot inaktiveras hypoklorit lätt av organiskt material, och det är frätande på lättmetaller, därför bör direkt kontakt undvikas. Det finns flera klorföreningar, men det är främst
hypoklorit, kloramin och dess komponent hypoklorsyra som har desinficerade egenskaper (Granum, 1986, s. 30).
Hypoklorsyra
När klorgas, natriumhypoklorit eller kloramin löses i vatten, bildas hypoklorsyra (Granum, 1986, 32; Danielsson, 1977, s. 77). Hypoklorsyra har stark bakteriedödande effekt
(The Aquaox Advantage, 2016; Granum, 1986, s. 32; Danielsson, 1977, s. 78) och fungerar som ett effektivt desinfektionsmedel då det penetrerar bakteriernas cellväggar och dödar dem (The Aquaox Advantage, 2016). Fritt tillgängligt klor är nödvändigt för att uppnå effektiv desinfektion (Danielsson, 1977, s. 78). ”Fritt tillgängligt” innebär att kloret ännu inte har reagerat med något (The Aquaox Advantage, 2016). Hypoklorsyra kan även framställas genom elektrolys av vatten och koksalt. Elektrolytiskt framställd hypoklorsyra kallas
elektrokemiskt aktiverat vatten (ECA-vatten) eller elektrolyserat vatten (Veasey & Muriana, 2016, s. 1).
Elektrolyserat vatten
Inom livsmedelsindustrin har elektrolyserat vatten introducerats som desinfektionsmedel (Deza et al., 2005, s. 342). I elektrolyserat vatten utgör hypoklorsyra den bakteriedödande komponenten (Veasey & Muriana, 2016; Guentzel, Lam, Callan, Emmons & Dunham, 2008; Nagamatsu et al., 2002; Kim, Hung & Brackett, 2000, s. 20; Len, Hung, Erickson & Kim, 2000; Venkitanarayanan et al., 1999).
Tillverkning av elektrolyserat vatten
Elektrolys innebär att elektrisk energi överförs till kemisk energi (Jakobsson, 2003, s. 81). Elektrolyserat vatten skapas genom elektrolys av en utspädd koksaltlösning i en
elektrolyskammare (Deza et al., 2005, s. 342; Park et al., 2002, s. 78; Venkitanarayanan et al., 1999, s. 857) (Figur 1). I elektrolyskammaren utsätts elektroderna för spänning (Hsu 2005, s. 171). Elektronerna drivs mot katoden, vilket gör att katoden blir negativt laddad och anoden blir positivt laddad (Holmström, u.å.). Saltlösningen sönderdelas i klorjoner (Cl-),
till katoden där reduktion sker, medan de negativa anjonerna dras till anoden där oxidation sker. Jonerna slår sig samman och bildar natriumhydroxid (NaOH), vätgas (H2) och klorgas
(Cl2). Klorgasen löser sig genast i vattnet och bildar hypoklorsyra.
Figur 1. Elektrolys. Strömkällan skapar spänning som driver elektronerna mot katoden och de positiva jonerna mot anoden. Nationalencyklopedin, (u.å.). Copyright 2020 från Nationalencyklopedin. Figuren används med tillstånd av Nationalencyklopedin.
Olika typer av elektrolyserat vatten
Den ursprungliga typen av elektrolyserat vatten är Electrolyzed Oxidazing Water (EOW), (Venkitanarayanan et al., 1999, s. 857) även kallat Acidic Electrolyzed Water (AEW) (Cao et al., 2009, s. 88). AEW har ett pH-värde på 2–4 och har använts som desinfektionsmedel (Deza et al., 2003, s. 483) där det visat sig ha stark bakteriedödande effekt på många patogena bakterier, till exempel E. coli O157:H7 (Venkitanarayanan et al., 1999), Salmonella
enteritidis (Cao et al., 2009;), L. monocytogenes (Venkitanarayanan et al., 1999) och C. jejuni (Park et al., 2002). Nackdelar med AEW är att det har kort hållbarhet, vilket gör att dess bakteriedödande effekt minskar, vilket orsakar korrosion (Guentzel et al., 2008, s. 40) på exempelvis metallytor (Nagamatsu et al., 2002, s. 93) samt att det är hudirriterande (Deza et al., 2005, s. 342).
Neutral Electrolyzed Water (NEW) eller Electrolyzed Neutral Water är den vidareutvecklade typen av elektrolyserat vatten och utvecklades som en förbättrad typ jämfört med AEW (Deza et al., 2005, s. 342; Nagamatsu et al., 2002, s. 93). NEW ska ha ett neutralt pH-värde, men
kan variera mellan svagt surt och svagt basiskt. Det har längre hållbarhet och är ej korrosivt (Ibid.) NEW är enligt Nagamatsu et al. (2002, s. 101) och Deza et al. (2005, s. 345) ett
säkrare alternativ för både miljön och människor än AEW. NEW kan dessutom framställas till en lägre kostnad (Nagamatsu et al., 2002, s. 101) samt att transport- och förvaringsproblem minskas då produktion sker på plats (Deza et al., 2005, s. 345). NEW har använts som
desinfektionsmedel (Deza et al., 2003, s. 483) och visat sig ha stark bakteriedödande effekt på många patogena bakterier såsom E. coli O157:H7 (Deza et al., 2003), S. enteritidis (Deza et al., 2003) och L. monocytogenes (Deza et al., 2003). I studien av Deza et al. (2005, s. 345) indikerar resultatet att NEW även kan vara effektivt på andra ytor än glas och rostfritt stål.
Användning av elektrolyserat vatten som desinfektionsmedel
Glas, rostfritt stål och plastskärbrädor är exempel på föremål som behandlats med ECA-vatten genom att nedsänkas i det (Deza et al., 2005; Venkitanarayanan et al., 1999). Denna metod har visat sig vara effektiv för att ta död på mikroorganismer (Ibid.). I en studie inokulerades nya plastskärbrädor med L. monocytogenes och E. coli O157:H7 (Venkitanarayanan et al., 1999, s. 857). Plastskärbrädorna sänktes sedan ned i elektrolyserat vatten i temperaturerna 23 °C, 35 °C, 45 °C eller 55 °C och det elektrolyserade vattnet fick verka i 5–20 minuter.
Resultatet visade att en högre temperatur med kortare verkningstid kan uppnå samma effekt som lägre temperatur och längre verkningstid (Venkitanarayanan et al., 1999, s. 858). Användning av elektrolyserat vatten som desinfektionsmedel kan vara en effektiv metod för inaktivering av patogena bakterier på nya släta plastskärbrädor (Venkitanarayanan et al., 1999, s. 860). Däremot har studier visat att plastskärbrädor ofta har skåror i sig efter knivbladen och att skårorna kan skydda bakterier från rengöring och desinfektion (ibid.)
I länder där desinficering av livsmedel är tillåten har Cao et al. (2009), Deza et al. (2003) och Park et al. (2002) visat att desinfektion med ECA-vatten kan vara en effektiv metod för att desinficera livsmedel som ägg, kycklingvingar och tomater. I studien om kycklingvingar som behandlats med ECA-vatten, jämförs resultatet mellan verkningstiderna 10 respektive 30 minuter (Park et al., 2002, s. 79). Resultatet visar att 20 minuter extra verkningstid inte är avgörande för att ta död på bakterier och att det därmed ej finns någon signifikant skillnad mellan verkningstiderna och ECA-vattnets bakteriedödande effekt (Park et al., 2002, s. 81).
I tidigare studie har bakteriekulturer under inokulering fått fästa sig på en yta under 1–60 minuter (Cao et al., 2009 s. 90; Deza et al., 2005, s. 343; Deza et al., 2003, s. 483–484; Park
et al., 2002, s. 79; Venkitanarayanan et al., 1999, s. 858). I vissa fall fick de även torka i rumstemperatur i 15 minuter innan behandling med ECA-vatten (Deza et al., 2005, s. 343; Deza et al., 2003, s. 483–484). I studierna där glas, ägg och tomater behandlades med ECA-vatten visade resultaten att ECA-vattnet inte behövde verka i mer än tre minuter innan en tydlig minskning av bakterierna hade skett (Cao et al., 2009, s. 90; Deza et al., 2005, s. 345; Deza et al., 2003, s. 484–485). Efter behandling med ECA-vatten återfanns bakterier endast på ytan av livsmedlet eller föremålet. Inga bakterier hade överlevt i det elektrolyserade vattnet som använts för behandling (Cao et al., 2009, s.91; Nagamatsu et al., 2002, s. 99–100; Park et al., 2002 s. 81; Venkitanarayanan et al., 1999, s. 859). Ovannämnda studier behandlar endast ECA-vattnets funktion in vitro. Därför är det intressant att undersöka om ECA-vatten
fungerar som desinfektionsmedel in vivo, till exempel i restaurangkök.
Kunskapsbidrag
Måltidskunskap och värdskap är ett tvärvetenskapligt forskningsämne som behandlar måltiden och måltidsupplevelsen ur samhälleliga, kulturella och naturvetenskapliga perspektiv (Örebro Universitet, 2019). Ämnet grundar sig på ramverket The Five Aspects Meal Model (FAMM) där styrsystemet är en av beståndsdelarna (Ibid.). Inom styrsystemet i FAMM är livsmedelshygien en viktig aspekt för en komplett måltidsupplevelse (Gustafsson, Öström, Johansson & Mossberg, 2006, s. 89). Livsmedelshygien är även viktig ur en
livsmedelssäkerhetssynpunkt för att i största möjliga mån undvika utbrott av livsmedelsburna sjukdomar (Coughlan et al., 2016, s. 15).
Denna studie kan bidra med förståelse och kunskap för livsmedelshygien till samhället, men framförallt för restaurangbranschen om hur viktigt det är med noggrann desinficering av restaurangkök för att undvika spridning av oönskade mikroorganismer. Kunskap om ECA-vatten kan även vara värdefullt för restauranger då användning av ECA-ECA-vatten kan minska förekomsten av toxiska ämnen i restaurangköken, sänka kostnaderna samt undvika hälsofaror för användare. Tidigare studier har visat att elektrolyserat vatten har bakteriedödande effekt på mikroorganismer in vitro (Cao et al., 2009; Deza et al., 2003; Park et al., 2002;
Venkitanarayanan et al., 1999). Däremot brister kunskapen i om eller hur elektrolyserat vatten fungerar in vivo, i restaurangkök. En av anledningarna till varför elektrolyserat vatten ej fått
kunna ta reda på hur elektrolyserat vatten fungerar som desinfektionsmedel i praktiken inom livsmedelsindustrin (Cao et al., 2009, s. 92). Den föreliggande studien kommer bidra med kunskap om hur elektrolyserat vatten fungerar i praktiken på ytor där bakterier lever in vivo, vilka faktorer som påverkar ECA-vattnets effektivitet, för- och nackdelar med ECA-vatten, samt användning av ECA-vatten som desinfektionsmedel i restaurangkök.
Metod och material
Under metod och material redovisas, metodval, insamlat material, urval, genomförande, provanalys och etiska beaktanden.
Metodval
I denna studie används en mikrobiologisk undersökning med den kvantitativa metoden experimentell design. En kvantitativ studie bygger på att samla in numeriska data och arbete med ett deduktivt angreppssätt (Bryman, 2018, s. 198). Ett deduktivt angreppssätt innebär att forskare skapar hypoteser som testas i praktiken för att sedan jämföra med teorin om det stämmer eller ej (Bryman, 2018, s. 47–49). Utgångspunkten för studien är en klassisk experimentell design som innebär observationer av två grupper: en kontrollgrupp och en experimentgrupp (Bryman, 2018, s. 77–78, 80). I ett experiment undersöks ett fåtal faktorer genom att kontrollera övriga faktorer som också skulle kunna påverka resultatet (Patel & Davidson, 2011, s. 57). Kontrollgruppen utgörs av prover som tas på yta och redskap i restaurangkök som rengjorts och desinficerats på sedvanligt vis efter livsmedelsproduktion, alltså före behandling med ECA-vatten. En kontrollgrupp är viktig för att kunna se
experimentgruppens effekt (Bryman, 2018, s. 80). Experimentgruppen blir de prover där ytorna behandlats med ECA-vatten. Den beroende variabeln, som i detta fall är
mikroorganismernas överlevnadsmöjligheter, undersöks före och efter den experimentella manipuleringen, alltså ECA-vatten. I tidigare studie har samma metod använts där avjoniserat sterilt vatten använts som kontrollgrupp för att kunna jämföras med elektrolyserat vatten som varit experimentgruppen (Deza et al., 2003). För att kunna jämföra effekten behövs en experimentgrupp som utsätts för manipulation och en kontrollgrupp som inte utsätts för manipulation (Patel & Davidson, 2011, s. 57). Detta skapar möjlighet till analys av eventuella förändringar som skett mellan före och efter behandling med ECA-vatten.
Litteratursökning
Till den teoretiska bakgrunden krävdes en insamling av material från olika källor. Information har främst hittats i böcker och databaser men även via olika myndigheters hemsidor som Livsmedelsverket. Sökningar av vetenskapliga artiklar har gjorts via Web of Science eller Google Scholar, och artiklar har även hittas via referenslistor och tips från handledare. Avgränsningskriterier för val av vetenskapliga artiklar har varit att de ska vara publicerade, referee-granskade och publicerade under de senaste 30 åren samt vara på svenska eller engelska.
Urval
I denna studie användes ett bekvämlighetsurval vid val av lokal. De restaurangkök som valdes skulle vara lättillgängliga för provtagningen samt ligga nära laboratoriet där proverna skulle undersökas. Ett bekvämlighetsurval ger möjlighet att använda det som finns nära till hands vid utförandet av studien (Bryman, 2018, s. 243–244). På grund av rådande situation gällande Covid-19 var lokalerna ej i bruk, samt att de efter matlagningsverksamhet hade blivit
rengjorda enligt sedvanlig rengöring och desinfektion.
Valen av vilka ytor som skulle behandlas med ECA-vatten gjordes genom en pilotstudie. Resultatet från pilotstudien diskuterades i samråd med handledare om vilka ytor som var av största intresse att behandla med ECA-vatten, där ett kvoturval gjordes. Ett kvoturval sker inte slumpmässigt utan forskaren väljer ut vem eller vad som ska delta i studien (Bryman, 2018, s. 246).
Substratval
Till studien användes tryckplattor med Plate Count Agar (PCA). PCA är ett oselektivt odlingssubstrat bestående av de viktigaste näringsämnena plus agar för mikroorganismer. På ett sådant substrat växer alla mikroorganismer som ej har speciella näringskrav (Thougaard, Varlund, & Møller Madsen, 2007, s. 372). Inkuberingen skedde i luftatmosfär vilket gör att aeroba och fakultativt anaeroba mikroorganismer kan växa (Ekenstierna & Ekenstierna, 2007, s. 73). Bortfallsfaktorer är mikroorganismer som ej växer på odlingssubstratet PCA, vid den valda odlingstemperaturen eller i den valda odlingsatmosfären. Tryckplattorna är täckta med agar och är 9,6 cm2 på varje sida (19 cm2 totalyta). Tryckplattorna förvaras i rör med
till skillnad från den varierande storleksytan som annars täcks när en bomullspinne dras över en yta. I fortsättningen kommer antalet mikroorganismer att uttryckas som det totala antalet mikroorganismer på båda sidor av tryckplattan, alltså antalet CFU på ytan 19 cm2.
Vid renstrykning användes DRBC-agar. DRBC är förkortning för Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol och är ett specialsubstrat för att upptäcka jäst- och mögelsvampar.
Apparatval
För att producera elektrolyserat vatten användes TOUCAN III (Scan Diagnostics). TOUCAN III är CE-märkt och godkänd av miljöstyrelsen i Danmark för användning i livsmedelslokaler. På 4 minuter ska TOUCAN III tillverka 1 l hypoklorsyra med pH 8.
Genomförande
I detta avsnitt exemplifieras tillvägagångsätten som tillämpats vid pilotstudie, tillverkning av elektrolyserat vatten, renstryk samt de tre provtagningsomgångarna med ECA-vatten.
Pilotstudie
För att ta reda på var mikroorganismer förekommer i ett restaurangkök testades olika ytor som misstänktes vara mikrobiellt kontaminerade. Blodagarplattor med passerat utgångsdatum valdes till pilotstudien på grund av ekonomiska skäl. Dock påverkas tillväxten av de aktuella mikroorganismerna ej av detta. Ytorna som valdes anses ofta komma i kontakt med livsmedel eller händer, alternativt ytor som sällan rengörs eller är svåra att rengöra. Det kunde
exempelvis vara redskap, avloppsbrunnar eller maskiner. Provtagning skedde med svabbmetoden. Proverna togs med steril bomullspinne som svabbades över en yta.
Bomullspinnen ströks sedan på en blodagarplatta som sedan placerades i en inkubator (37 °C). Efter 24 timmar analyserades blodagarplattorna kvantitativt (antalet utväxta kolonier räknades) för att fastställa vilka ytor i köket det förekom mikroorganismer på. Tillsammans med handledare utfördes en okulär bedömning av mängden mikroorganismer på
blodagarplattorna. De ytor som visade riklig bakterietillväxt eller måttlig bakterietillväxt med särskilt intresse för ytan behandlades med ECA-vatten. Ytor av särskilt intresse är ytor som ofta kommer i direkt kontakt med livsmedel eller ytor som är svåråtkomliga för rengöring. De ytor som visade ingen eller lindrig bakterietillväxt, alternativt ytor av lågt intresse uteslöts ur studien.
Tillverkning av elektrolyserat vatten
ECA-vattnet tillverkades i apparaten TOUCAN III (Scan Diagnostics) från en
koksaltvattenlösning bestående av 1 l kranvatten och 2 g koksalt (NaCl) (Figur 2). Det färdiga ECA-vattnet hade pH-värde 8,6. Genom elektrolys av lösningen bildas hypoklorsyra (HOCl) som är ett desinfektionsmedel (Scan Diagnostics, u.å.). ECA-vattnet har en hållbarhet på fem dagar, men rekommenderas från tillverkarna att användas inom 48 timmar.
Figur 2. Framställning av ECA-vatten i TOUCAN III.
Första provtagningsomgången med ECA-vatten
Totalt togs 56 prover där de 28 provplatserna provtogs en gång före behandling med vatten, och en gång efter behandling med vatten. I provtagningsomgångarna med ECA-vatten användes odlingssubstratet PCA i form av tryckplattor (Hygicult TPC) (Figur 3) istället för blodagarplattor som användes i pilotstudien. Provtagningarna skedde enligt de
instruktioner som angivits av tillverkarna av TOUCAN III, förutom vid provtagning av diskborste. Vid denna provtagning var det problematiskt att trycka en tryckplatta mot ytan på grund av stråna på diskborsten. Istället drogs diskborstens strån över tryckplattorna. Ytor som disktrasor eller disksvampar fuktades med vatten före provtagning. I vanliga fall trycktes en tryckplatta (båda sidor) mot en bestämd yta i 4 sekunder, därefter placerades plattan tillbaka i röret. Varje rör markerades med datum, yta, plats och F (före behandling med ECA-vattten), s.k. nollprov, eller ECA (efter behandling med ECA-vatten). Före behandling provtogs ytorna genom att trycka tryckplattorna mot den obehandlade ytan för att ta reda på antalet
fem minuter torkades ECA-vattnet försiktigt bort med en ren engångsmikrofiberduk eller rent hushållspapper för att undvika hopflytande bakteriekolonier. Därefter trycktes en tryckplatta på samma yta som nollprovet. Totalt togs 2 x 28 prover och tryckplattorna placerades i en inkubator (30 °C) i 48 timmar. Antal mikroorganismer på tryckplattorna tagna före
behandling med ECA-vatten och antal på tryckplattorna efter behandling med ECA-vatten räknades.
Figur 3. Prover från första provtagningsomgången med ECA-vatten.
Renstryk
För att detaljstudera intressanta bakteriekolonier tillämpades metoden renstryk. Renstryk utfördes genom att välja ut en isolerad bakteriekoloni på tryckplattan. En del av
bakteriekolonin överfördes med en steril plastögla till en blodagarplatta eller en DRBC-agarplatta beroende på den misstänkta arten. Vid renstryken tillämpades ”Tre-stryk”-metoden (Figur 4). Tre-stryk innebär att stryka plastöglan i ett sicksackmönster över halva agarplattan. Sedan används en ny steril plastögla som dras över det första mönstret och sedan i
sicksackmönster över en fjärdedel av agarplattan. Till sist används ytterligare en ny steril plastögla som dras över det andra mönstret och sedan i sicksackmönster över den resterande fjärdedelen av agarplattan.
Figur 4. Illustration av tre-stryk-metoden på agarplatta. Siffrorna indikerar ordningen på strykningarna.
Andra provtagningsomgången med ECA-vatten
Efter analys av de första proverna valdes några platser ut för ytterligare provtagningar. Dessa platser var de som visat ökning av kolonier efter behandling med vatten eller att ECA-vattnet ej haft effekt. För att säkerställa att de första proverna ej tagits på ett felaktigt sätt utfördes ytterligare provtagningar på dessa ytor. De ytor som visat ökning av kolonier efter behandling behandlades på samma sätt som innan. Provtagarna var noggranna med att proverna ej förväxlades med varandra genom att kontrollera tryckplattorna och dess
markering, före och efter provtagningarna. De prover som ECA-vattnet ej varit effektivt på vid sprayning, behandlades genom att sänka ned dem i metallbunkar fyllda med ECA-vatten, och ECA-vattnet fick verka i fem minuter. Metallbunkarna sköljdes med ECA-vatten före användning. Vid provtagningarna användes nya plasthandskar som byttes mellan proverna.
Tredje provtagningsomgången med ECA-vatten
Ytor där ECA-vattnet ej haft effekt efter den andra behandlingen valdes ut för ny provomgång med annan metod. Provtagningarna utfördes på samma vis som innan förutom att
ECA-vattnet fick verka i tre omgångar där varje omgång varade i fem minuter, alltså totalt 15 minuter verkningstid. Mellan varje tillfälle och efter den slutliga behandlingen användes nya tryckplattor. Vid detta provtagningstillfälle användes en annan plastskärbräda då den
Provanalys
Materialet har analyserats genom en bivariat analys för att jämföra resultaten mellan de prover som togs före och efter behandling med ECA-vatten. Detta för att se om det finns ett samband mellan behandling med ECA-vatten och det potentiella minskade antalet av mikroorganismer. Bivariat analys innebär att två variabler jämförs i syfte att undersöka om det finns ett samband mellan variablerna (Bryman, 2018, s. 416). Analysen utgick även från Colony Forming Unit (CFU) för att estimera förekomsten av antalet kolonier av
mikroorganismer på tryckplattan. Kolonierna på båda sidor av tryckplattan räknades och summerades. Antalet mikroorganismer på de olika ytorna jämfördes med rekommenderade gränsvärden för livsmedelslokaler från tillverkarna av tryckplattorna Hygicult TPC. Tre gränsvärden fanns angivna: Godkänd rengöring (0–15 CFU), bristfällig rengöring (16–45 CFU) och underkänd rengöring (>45 CFU). Antalet kolonier för varje prov räknades och resultatet dokumenterades skriftligt och i bild. De prover med för stort antal kolonier för att kunna räknas klassades som överväxt och därmed som underkänd rengöring.
Tryckplattorna jämfördes med varandra för att undersöka om det fanns något samband mellan ytor där ECA-vatten fungerade respektive ej fungerade. Jämförande parametrar mellan
proverna var om rengöringen var godkänd, bristfällig eller underkänd, vilka typer av mikroorganismer som förekom före behandling med ECA-vatten och vilka som eventuellt förekom efter behandling med ECA-vatten. Provplatsernas material, form och skick jämfördes även för att se om ECA-vatten påverkades av detta.
Etiska beaktanden
I denna studie deltog inga människor och därför beaktas inte de etiska principerna frivillighet och integritet. De lokaler som valts nämns ej vid deras riktiga namn, utan benämns som ”restaurangkök” för att ta hänsyn till lokalerna och ägarnas konfidentialitet och anonymitet. De grundläggande etiska principerna är frivillighet, integritet, konfidentalitet och anonymitet som är aktuella vid en samhällsvetenskaplig undersökning (Bryman, 2018, s. 170;
Vetenskapsrådet, 2017, s. 40). Denna forskning behöver ej genomgå en etikprövning hos Etikprövningsmyndigheten. Etikprövningsmyndigheten skriver att etikprövning ska sökas om forskningen berör känsliga personuppgifter, ingrepp på forskningspersonen eller biologiskt material från en fysisk person (Etikprövningsmyndigheten, u.å.).
För att studien ska vara så trovärdig som möjlig har transparensen i arbetet varit avgörande. All information om hur studien genomförts har beskrivits noga för att underlätta replikering, samt förståelse över hur uppsatsförfattarna gått tillväga. Resultatet redovisas både i skrift och bild så läsaren själv får möjlighet att bedöma testerna. Om redlighet i forskningen ej
upprätthålls finns det risk för att forskningen faller (Vetenskapsrådet, 2019).
Brister i studien, felkällor eller begränsade faktorer tas upp i metod- och materialdiskussion samt resultatdiskussion. Dessa har beaktats av uppsatsförfattarna och bör tas hänsyn till vid tolkning och analys av studien. Studien har varit förutsättningslös. Detta innebär att företaget Scan Diagnostics som finansierat apparat och tryckplattor till studien ej har ställt några krav på hur studien skulle utformas eller genomföras. Uppsatsförfattarna har inga
intressekonflikter.
Resultat
I detta avsnitt presenteras ytornas mikrobiella status före och efter behandling med ECA-vatten i tre olika provtagningsomgångar, samt resultatet från renstryk av intressanta bakteriekolonier.
De ytor som undersöktes i köken på förekomst av mikroorganismer visade att 28 av 100 undersökta ytor hade avsevärd bakterieväxt (Bilaga 1).
Första provtagningsomgången med ECA-vatten
I Tabell 1 presenteras de valda ytornas mikrobiella status före behandling och efter
behandling med ECA-vatten. Resultaten anges som godkänd (Figur 5), bristfällig (Figur 6) eller underkänd rengöring (Figur 7). Plattor som hade så mycket tillväxt att enskilda kolonier ej kunde urskiljas benämns som överväxt (Figur 8). För utförligare redovisning se Bilaga 2. Samtliga resultat dokumenterades med fotografier. Exempel på de olika
bedömningskategorierna finns i Bilaga 3. I den första provtagningen med ECA-vatten uppvisade 14 provplatser godkänd rengöring, 2 provplatser bristfällig rengöring och 12 provplatser underkänd rengöring efter behandling med ECA-vatten. De provplatser som hade bristfällig eller underkänd rengöring efter behandling med ECA-vatten var också bristfälliga
eller underkända före behandling. Ytor som plastskärbräda, diskborste, disktrasa hade
underkänd rengöring före behandling med ECA-vatten och efter behandling med ECA-vatten.
De ytor som före behandling hade bristfällig eller godkänd rengöring och som efter
behandling blev godkända har likheter. Ytorna var plana, hade ≤45 CFU, normalslitage samt var gjorda av metall. Exempel på dessa ytor är värmeskåpsbotten, knivblad, diskho (långsida) och rostfri bänk. Ytor som diskmaskinsavloppsbotten och brunnsavlopp visade överväxt före och efter ECA-vattenbehandling. Antalet CFU minskade dock på dessa ytor efter behandling med ECA-vatten. Mellan de övriga proverna var det svårt att finna ett samband då likheter och olikheter mellan dem var för vaga.
Tabell 1. Första provtagningsomgången. Rengöringsresultat före och efter behandling med ECA-vatten. F= Före behandling med ECA-vatten
ECA= Efter behandling med ECA-vatten
Yta Resultat (F) Resultat (ECA)
Golvbrunnsgaller Godkänd Godkänd
Värmeskåpsbotten Bristfällig Godkänd
Laptop Bristfällig Godkänd
Vattenkran (diskrum) Bristfällig Godkänd
Handfatsbotten (diskrum) Bristfällig Godkänd
Knivblad Bristfällig Godkänd
Diskho (avloppssida) Bristfällig Godkänd
Diskho (långsida) Bristfällig Godkänd
Diskmaskinshandtag Underkänd Godkänd
Grönsakskylsbotten Underkänd Godkänd
Diskho (bageri) Underkänd Godkänd
Rostfri bänk Underkänd Godkänd
Plastlåda Underkänd Godkänd
Golvbrunn Underkänd Godkänd
Kranhandtag Underkänd Bristfällig
Disksvamp (grön sida) Underkänd Bristfällig
Grönsakskylsgolv Bristfällig Underkänd
Disksvamp (gul sida) Underkänd Underkänd
Plastskärbräda 1 Underkänd Underkänd
Diskhosbotten Underkänd Underkänd
Diskmaskinsavlopp Underkänd Underkänd
Diskho (diskrum) Underkänd Underkänd
Utsidan på diskmaskin Underkänd Underkänd
Brunnsavlopp Underkänd Underkänd
Diskborste Underkänd Underkänd
Diskmaskinsavloppsbotten Underkänd Underkänd Disktrasa (normalanvänd) Underkänd Underkänd
Figur 5. Tryckplatta med godkänt gränsvärde. Figur 6. Tryckplatta med bristfälligt gränsvärde.
Andra provtagningsomgången med ECA-vatten
I Tabell 2 presenteras resultaten för de ytor som valts ut för ytterligare provtagningar. Resultatet visar att sprayning med ECA-vatten var effektiv på golvbrunnsgaller och
grönsakskylsbotten, alltså tvärtemot den första provtagningen. För resterande ytor blev tre av fem prover godkända efter att de blivit nedsänkta i ECA-vatten. Diskborste och disktrasa (välanvänd) var underkända före behandling och visade fortfarande överväxt efter behandling. För utförligare redovisning se Bilaga 4.
Tabell 2. Andra provtagningsomgången. Rengöringsresultat före och efter behandling med ECA-vatten. F = Före behandling med ECA-vatten
ECA = Efter behandling med ECA-vatten
Yta Resultat (F) Resultat (ECA)
Golvbrunnsgaller Bristfällig Godkänd
Grönsakskylsbotten Underkänd Godkänd
Disksvamp (gul sida) Underkänd Godkänd
Disksvamp (grön sida) Underkänd Godkänd
Disktrasa (normalanvänd) Underkänd Godkänd
Diskborste Underkänd Underkänd
Disktrasa (välanvänd) Underkänd Underkänd
Tredje provtagningsomgången med ECA-vatten
I Tabell 3 presenteras resultat för de ytor som behandlats genom nedsänkning i ECA-vatten i tre omgångar (fem minuter x tre). För utförligare redovisning se Bilaga 5. Resultatet visar att plastskärbrädan var godkänd före och efter behandling, och diskborsten uppnådde godkänd rengöring efter denna utökade behandling. Disktrasan blev underkänd efter samtliga
behandlingar och visade överväxt även vid sista provtagningen.
Tabell 3. Tredje provtagningsomgången. Rengöringsresultat före och efter behandling med ECA-vatten. F = Före behandling med ECA-vatten
ECA= Efter behandling med ECA-vatten
Ytor F ECA (5 min) ECA (10 min) ECA (15min)
Plastskärbräda 2 Godkänd Godkänd Godkänd Godkänd
Diskborste Underkänd Godkänd Bristfällig Godkänd Disktrasa (välanvänd) Underkänd Underkänd Underkänd Underkänd
Renstryk
Resultatet från renstryk visar de bakteriekolonier som vid okulär bedömning tillsammans med handledare föreföll vara Bacillus-arter (Figur 9) och olika arter av jästsvamp (Figur 10). Det var sannolikt sporer till Bacillus cereus arter som upptäckts i restaurangköken. Det finns inga likheter mellan de ytor där de förekommer då de återfinns på alla ytor utom på
golvbrunnsgaller. Jästsvampsliknande mikroorganismer förekom endast på diskborste och disktrasa som var välanvänd.
Diskussion
I detta avsnitt analyseras och diskuteras resultatet i relation till tidigare forskning. Vidare diskuteras faktorer som påverkar ECA-vattnets effektivitet samt ECA-vatten i jämförelse med andra konventionella desinfektionsmedel inom livsmedelsindustrin.
Resultatdiskussion
I resultatdiskussionen lyfts diskussioner gällande ECA-vattnets funktion som
desinfektionsmedel, problematiken kring biofilmer, samt för- och nackdelar med ECA-vatten jämfört med konventionella desinfektionsmedel inom livsmedelsindustrin.
Omständigheter kring ECA-vattnets effektivitet som desinfektionsmedel
Avgörande för ECA-vattnets bakteriedödande effekt kan vara ytans material, form och skick samt antalet mikroorganismer. Alla ytor som före behandling med ECA-vatten visade
bristfällig eller godkänd rengöring och som efter behandling visade godkänd rengöring, hade några gemensamma särdrag. Ytorna var plana, uppvisade ≤45 CFU, normalslitage samt var tillverkade av metall. I denna studie verkar dessa faktorer vara de optimala förutsättningarna för ECA-vattnets effektivitet. På de ytor som var plana stannade ECA-vattnet kvar efter sprayning, vilket möjliggjorde full verkningstid på den bestämda ytan. Ytor som exempelvis var kupade eller hade en lutande vinkel kan ha påverkat resultatet som visar ECA-vattnet som ej effektivt. Detta då ECA-vattnet som sprayats på ytan, under verkningstiden runnit ner och bort från ytan, vilket förhindrat behandlingens fulla verkningstid. Efter behandling med ECA-vatten torkades ytorna dessutom av innan en tryckplatta användes. Detta kan potentiellt ha inneburit att mikroorganismerna som ”försvann” berodde på att ytan torkades av och inte att ECA-vattnet eliminerat dem. Om så skulle vara fallet kommer dock samma process ske i en restaurangmiljö. En yta som behandlas med ECA-vatten kommer troligtvis torkas av för att bli torr och för att det är enligt rekommendationerna. Om avtorkning är avgörande för ECA-vattnets effekt kommer detta även ske ute i verkliga livet.
Ytans material och befintliga skick kan ha påverkat ECA-vattnets möjlighet att komma i kontakt med alla ytor. Resultatet visar att metall verkar vara det optimala materialet. Deza et al. (2005, s. 345) skriver att resultatet i deras studie indikerar att elektrolyserat vatten kan vara effektivt på andra ytor än glas och rostfritt stål. Visserligen har ECA-vattnet i denna studie varit effektivt på plast, som exempelvis plastlådor eller plaststråna på en diskborste men samtidigt har plastytor som exempelvis välanvända plastskärbrädor med skåror i sig visat sig vara svåråtkomliga för ECA-vattnet. Mikroorganismer får möjlighet att gömma sig mellan skårorna och på så sätt undvika ECA-vattnet. Samma princip gäller även ytor med porösa material som exempelvis disksvampar. Det porösa materialet hindrar ECA-vattnet från att komma åt alla delar på ytan eller redskapet vid sprayning. Problematiken kring svåråtkomliga ytor som dessa skärbrädor är att de ofta är i direkt kontakt med livsmedel. Misslyckad
desinfektion av skärbrädorna kan därför riskera korskontamination. Korskontaminering kan i sin tur leda till matförgiftning (Deza et al., 2005, s. 341). Att metall i denna studie verkar vara optimalt kan exempelvis bero på att en rostfri arbetsbänk är tåligare än en plastskärbräda, vilket minskar potentiell erosion på metallytan som kan orsaka försvårande omständigheter för behandlingen.
På många ytor som haft liknande material, form och skick har ECA-vattnet fungerat på ytor med lågt antal av mikroorganismer, men ej fungerat på ytor med överväxt. Ett undantag är de
använda plastskärbrädorna med skåror. Före behandling med ECA-vatten hade en av plastskärbrädorna överväxt och den andra visade ett fåtal CFU. Vid båda
provtagningstillfällena där plastskärbrädorna behandlades med vatten fungerade ECA-vattnet ej. Gällande plastskärbrädan med initialt lågt antal mikroorganismer, var detta alltså det enda fallet där ECA-vattnet ej var effektivt trots att ytan hade lågt antal mikroorganismer före behandlingen. Eventuellt kan detta bero på att mikroorganismerna skyddas i skårorna och att ECA-vattnets effektivitet i detta fall är oberoende av antalet mikroorganismer på ytan. Venkitanarayanan et al. (1999, s. 860) skriver att skårorna i använda plastskärbrädor kan skydda bakterier från rengöring och desinfektion. Utifrån denna studies resultat tyder det på att påståendet av Venkitanarayanan et al. (1999, s. 860) kan stämma, samtidigt krävs fler provtagningar för att undersöka saken ytterligare.
I tredje provtagningsomgången med ECA-vatten fick det verka totalt 15 minuter, vilket är tre gånger så lång tid jämfört med behandlingarna innan. Enligt Livsmedelsverket (2019) avgörs ett desinfektionsmedels effektivitet av koncentration, temperatur, och verkningstid
(Livsmedelsverket, 2019). Den något längre verkningstiden under tredje provtagningen med ECA-vattnet kan således haft positiv inverkan på dess effektivitet. Tidigare studier har visat att en verkningstid på 10 respektive 30 minuter ej påverkade ECA-vattnets effektivitet och att det ej fanns någon signifikant skillnad mellan verkningstiderna och ECA-vattnets
bakteriedödande effekt (Park et al., 2002, s. 79, 81). Dock menar Venkitanarayanan et al. (1999, s. 858) att en högre temperatur med kortare verkningstid fortfarande kan uppnå samma effekt som vid lägre temperatur och längre verkningstid. Eventuellt kan ECA-vattnets
effektivitet i studien av Park et al. (2002) påverkats annorlunda då testobjektet var
kycklingvingar. Precis som att ECA-vattnets effektivitet kan bero på ytans material, form, skick, samt antalet mikroorganismer, kan det rimligtvis också påverkas av om testobjektet är ett livsmedel eller ett redskap.
Biofilmers resistens mot ECA-vatten
I denna studie kan ett samband finnas mellan högt antal mikroorganismer och ytor med poröst material. Redskap såsom disktrasor, disksvampar eller diskborstar kan dels vara svåra att rengöra då det är svårt för ECA-vatten att tränga in, dels kan mikroorganismerna utnyttja dessa trånga och svåråtkomliga utrymmen för att gömma sig. I den andra och tredje provtagningen med ECA-vatten angreps detta problem och behandling av ytorna skedde
vara underkända till godkända. Detta kan ha berott på att ECA-vattnet lyckades tränga sig in i de porösa materialen. Flertalet prover som visade överväxt före behandling visade även överväxt efter behandling. Det verkar som att ECA-vatten ej är lika effektivt i dessa fall som på ytor med lägre antal mikroorganismer före behandling. Ytorna med överväxt kan ha varit täckta med biofilmer som skyddar mot ECA-vattnet. Bakterier som lever i biofilmer blir mer resistenta mot exempelvis desinfektionsmedel (Han et al., 2017, s. 1; Coughlan et al., 2016, s. 2; Winkelströter et al., 2013, s. 35). Detta blir problematiskt med ytor som har porösa material där bakterier får möjlighet att bilda biofilmer. Biofilmers resistens mot exempelvis
desinfektionsmedel är kopplat till hur utvecklad och omfattande biofilmen är (Gilbert et al., 2002, s. 104). Det verkar som ju längre tid som går där en yta ej rengörs desto svårare är det för ECA-vattnet att verka effektivt, vilket kan bero på att biofilmerna etablerat sig under en längre tid.
Trots att ovannämnda ytor fortfarande blivit underkända och visat överväxt efter behandling, har tryckplattorna visat något mindre grad av överväxt efter behandling. På grund av detta utfördes ytterligare tester genom nedsänkning i ECA-vatten för att se hur många gånger dessa ytor behövde bli behandlade för att bli godkända, eller om de överhuvudtaget skulle bli godkända. Resultatet visar att ECA-vattnet är effektivt mot mikroorganismerna på diskborste om denna metod utförs upprepande gånger. Den välanvända disktrasan förblev underkänd efter samtliga behandlingar och visade överväxt även vid sista provtagningen. Däremot var överväxten något lindrigare efter varje behandling. I jämförelse med den normalanvända disktrasan, var den välanvända disktrasan besvärligare att rengöra. Detta kan bero på kombinationen av att disktrasan är välanvänd och att den består av ett material som gör den svår att rengöra. Flertalet prover i denna studie visade att rengöringen blir mer problematisk ju längre tid som går mellan rengöringarna. Inrotade bakterier är mindre mottagliga för desinfektionsmedel och fortsätter att föröka sig om desinficeringen avslutas eller om exponeringen är kortvarig. (Gilbert et al., 2002, s. 104). Detta indikerar att ytor på vilka biofilmer bildats kanske behöver ligga i ECA-vatten under längre tid än fem minuter. Samtidigt säger Park et al. (2002, s. 81) att det ej finns någon signifikant skillnad mellan verkningstid och ECA-vattnets bakteriedödande effekt. Problematiken kring ytor som kräver upprepade långa exponeringar av ECA-vatten behöver därför undersökas ytterligare. För att undvika denna problematik krävs regelbunden och effektiv städning inklusive desinfektion för att hindra biofilmer från att bildas (Deza et al., 2005, s. 341–342)
I forskning kring elektrolyserat vatten har de bakterier som inokulerats endast fått fästa sig mellan en minut till en timme (Cao et al., 2009 s. 90; Deza et al., 2005, s. 343; Deza et al., 2003, s. 483–484; Park et al., 2002, s. 79; Venkitanarayanan et al., 1999, s. 858). Det är ej tillräckligt med tid för bakterierna att föröka och etablera sig så pass mycket att en biofilm bildas. Biofilmer behöver tid för att bildas (Gilbert et al., 2002). Forskning på elektrolyserat vatten som skett in vitro är därför svåra att applicera på restaurangkök där mikroorganismerna lever in vivo. Restaurangkök är i ständig verksamhet med tillförsel av mikroorganismer och näring för dessa. Vid bristande rengöring och desinfektion bildas en miljö där bakterierna får tid att etablera sig och slutligen bilda biofilmer och överväxt. Biofilmer och överväxt är också ofta anledningarna till varför ECA-vattnet ej fungerat på vissa ytor i denna studie. En
bidragande faktor till varför ECA-vatten ej fungerade kan vara tidigare bristande desinfektion. Resultatet av studien indikerar att den sedvanliga rengöringen och desinfektionen av köken ej är tillräckliga för att erhålla ett hygieniskt kök. Detta är problematiskt ur livsmedelssäkerhets- och ekonomisk aspekt (Galié et al., 2018, s. 12; Winkelströter et al., 2013, s. 35). Följaktligen kan ECA-vatten fungera som desinfektionsmedel på vissa ytor, däremot kan dess effekt bero på ytans material, form, skick, antalet och typ av mikroorganismer, biofilmer och hur
regelbundet rengöring av ytan skett. För att ta reda på sambandet mellan dessa faktorer och ECA-vattnets effektivitet som desinfektionsmedel krävs ytterligare studier.
Jämförelse mellan ECA-vatten och konventionella desinfektionsmedel inom livsmedelsindustrin
ECA-vatten besitter flera egenskaper som skiljer sig från konventionella desinfektionsmedel använda inom livsmedelsindustrin. ECA-vatten med ett nära neutralt pH-värde - vilket är det som använts i denna studie – orsakar ej korrosion på ytor (Deza et al., 2005, s. 342;
Nagamatsu et al., 2002, s. 93). Detta kan vara en ekonomisk fördel då företag kan undvika utbyte av utrustning eller redskap (Galié et al., 2018, s. 12). Flertalet konventionella desinfektionsmedel orsakar däremot korrosion samt kan vara skadliga för användaren (Granum, 1986, s. 31, 76). Granum (1986, s. 75) skriver att desinfektionsmedel med låg- respektive hög toxicitet är kopplat till dess bakteriedödande effekt, där en avvägning mellan dessa kan vara aktuellt. Eftersom ECA-vatten ej är skadligt för operatören behöver denna avvägning således inte tas i beaktning.
(Granum, 1986, s. 11). Resultatet i studien indikerar att de tidigare desinfektionsmedlen som använts i dessa kök ej fungerar effektivt mot dessa bakterier. Däremot verkar ECA-vattnet ej ha problem med att eliminera sporbildande bakterier.
ECA-vatten är billigt att producera då det endast krävs vatten, koksalt och elektrisk energi (Nagamatsu et al., 2002, s. 101). Vatten och koksalt har lägre kostnad i jämförelse med sedvanliga desinfektionsmedel som används inom livsmedelsindustrin (Staplse, u.å.;
Sweoffice.se, u.å.; Tingstad, u.å.). Däremot krävs investering av en elektrolyskammare, vilket kan bidra till större kostnad vid satsningen. Förutsatt att apparaten har lång livslängd och att den används regelbundet, kan investering av sådan apparat ur ett långtidsperspektiv löna sig jämfört med att inhandla konventionella desinfektionsmedel periodiskt. ECA-vatten har även kort hållbarhet jämfört med konventionella desinfektionsmedel. Hållbarheten ligger på fem dagar för ECA-vattnets som använts i denna studie, men rekommenderas av tillverkarna (Scan Diagnostics) att användas inom 48 timmar. Detta innebär att tillverkning av nytt ECA-vatten behöver göras regelbundet, vilket kräver tid och arbetskraft och kan ses som en nackdel.
Metod- och materialdiskussion
Alla prover från pilotstudien som visade tillväxt av mikroorganismer användes ej i studien på grund av bristande resurser av tryckplattor, samt att tiden ej var tillräcklig för att utföra alla prover. Att göra ett mer omfattande test med ECA-vatten hade kunnat förstärka resultatet för att ta reda på vilka ytor i ett restaurangkök där ECA-vatten fungerar som desinfektionsmedel samt vilka delar som är mer problematiska vid användning med ECA-vatten. Det är
problematiskt att sätta ett resultat i perspektiv när omfånget ej är tillräckligt stort (Bryman, 2018,s. 243). Detta bör tas i beaktning vid tillämpning i andra restaurangkök.
Restaurangköken som testades i denna studie var ej i bruk på grund av rådande situation med Covid-19. Om studien istället hade genomförts i en verksam restaurang hade resultaten möjligen kunnat generaliserats i en större skala. De valda restaurangköken var dock i bruk senast en månad innan provtagningarna påbörjades. Trots detta uppvisade resultaten tillväxt på många ytor i restaurangköken, vilket väcker frågetecken kring hur mycket som annars växer när restaurangerna är i bruk. Flertalet restauranger har exempelvis “sommarstängt” eller säsongsöppet, vilket innebär att restaurangkökens skick vid provtagningarna kan liknas vid de
förstnämnda restaurangerna. I restaurangkök där regelbunden och effektiv städning utförs hindras bakterierna från att bilda biofilmer (Deza et al., 2005, s. 341–342). Om restauranger i bruk utför regelbunden städning och desinficering är risken mindre att mikroorganismerna hinner föröka sig till en stor mängd som skulle förhindra effekten av ECA-vattnet. Därmed skulle ECA-vatten kunna få samma effekt i en restaurang i bruk som i de restaurangkök som användes i denna studie.
Samtliga prover efter pilotstudien togs med tryckplattor. Vid användande av tryckplattor trycks de mot en bestämd del av en yta. Det fanns ytor som var svåra att komma åt med både tryckplattorna och ECA-vattnet som till exempel diskmaskinsbotten. Det går inte att garantera att tryckplattorna trycktes på exakt samma yta före och efter behandling med ECA-vatten. Samtidigt behandlades alltid en liten del utanför den bestämda ytan med ECA-vatten när den sprayades mot ytan. Detta innebär att de potentiella mikroorganismer som tangerade den bestämda ytan också kan ha blivit behandlat med ECA-vatten. Om tryckplattan hamnade lite utanför den bestämda ytan var risken därför liten att den provtagna ytan ej blivit behandlad med ECA-vatten.
Vid provtagningarna utfördes alla avtorkningar av ECA-vatten medvetet försiktigt för att minimera risken att resultatet skulle påverkas av avtorkningen. Ytorna behöver dessutom vara torra när tryckplattan trycks mot dem, annars riskeras mikroorganismkolonierna att flyta ihop, vilket gör att inga enskilda kolonier kan identifieras och räknas på tryckplattorna.
Avtorkningen var därför oundviklig. Hur hårt tryckplattorna trycktes mot en yta togs ej i beaktning, utan endast hur länge. Enligt instruktionerna för användningen av tryckplattorna står det att tryckplattorna ska tryckas bestämt mot ytan och att den ska hållas still på samma yta (Hygicult TPC, 2012). Om kraften i trycket med tryckplattan är avgörande för hur många mikroorganismer som fastnar på tryckplattan är detta inget som beaktats under
provtagningarna.
Under provtagningarna förutsattes ECA-vattnet vara korrekt tillverkat då saltlösningen vid varje tillverkning bubblade, d.v.s. att gaser bildades samt att det lyste blått inne i
elektrolyskammaren (Figur 2). Vid varje provtagningstillfälle luktade saltlösningen dessutom klor efter tillverkningen. Utifrån dessa faktorer uteslöts risken att det elektrolyserade vattnet skulle vara felaktigt tillverkat och att undersökningen endast skulle utförts med en saltlösning.
Hade detta varit fallet, hade samtidigt resultatet förmodligen varit mer likställt, och inte varierat lika mycket som nuvarande resultat.
Antalet mikroorganismer på tryckplattorna räknades okulärt. Av denna anledning fanns risk för felaktig räkning. Samtidigt räknades kolonierna av två personer, och om antalet ej stämde överens utfördes en ny räkning. Risken för felaktig räkning var därför låg. För de tryckplattor som hade ett högt antal kolonier (>45) och som ej gick att räkna uppskattades antalet endast. Samtidigt hade det förmodligen ingen större betydelse då antalet ändå var >45 CFU, vilket ändå skulle bedömas som underkänd. Vid stort antal kolonier på en tryckplatta var det svårt att avgöra vilka typer av mikroorganismer som växte på plattan. Det fanns inte tid att göra renstryk på alla kolonier för att kunna detaljstudera de enskilda mikroorganismerna. I denna studie lades störst vikt vid att undersöka ytornas mikrobiella status före och efter behandling med ECA-vatten, och inte vid att identifiera mikroorganismerna.
Två prover efter den första provomgången visade ökad tillväxt av mikroorganismer efter behandling med ECA-vatten. När proverna genomfördes på nytt på samma yta visade
resultatet att behandling med ECA-vattnet reducerade antalet mikroorganismer på ytan. Detta kunde berott på att proverna hade förväxlats vid första provomgången eller att den första provomgången utförts på ett felaktigt sätt exempelvis att plasthandskar ej användes under provtagningen.
Vid andra och tredje provomgången användes metallbunkar vid provtagningen. Metallbunkarna rengjordes genom att skölja dem med ECA-vatten, men det går ej att
garantera att de var helt sterila vid användningen. Bunkarna skulle ha kunnat rengöras genom kokande vatten eller så hade nyinköpta sterila metalbunkar kunnat användas. Samtidigt har tidigare studier visat att inga bakterier överlevt i elektrolyserade vattnet som använts för behandling av en yta (Cao et al., 2009, s. 91; Nagamatsu et al., 2002, s. 99–100; Park et al., 2002 s. 81; Venkitanarayanan et al., 1999, s. 859). Därmed är risken liten att metallbunkarna har korskontaminerat de föremål som sänktes ner i ECA-vattnet. Mikroorganismerna kan ej ha spridit sig mellan ytorna utan att komma i kontakt med det elektrolyserade vattnet.
Den plastskärbrädan som testades vid pilotstudien och första provomgången var inte densamma som användes vid tredje provomgången. Detta berodde på att plastskärbrädan glömdes att läggas undan för vidare provningar. Till den tredje provtagning användes en
