食品工業(yè)酸性氧化電位水的應(yīng)用

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摘要：酸性氧化電位水是一種新型環(huán)保殺菌劑，具有高效、安全、無(wú)殘留毒性的特點(diǎn)，在乳品消毒、水產(chǎn)品及果蔬的保鮮、食品工廠環(huán)境與設(shè)備的滅菌等食品安全領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。本研究主要闡述了酸性氧化電位水的制備、殺菌機(jī)制以及其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展方向作了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：酸性氧化電位水；食品工業(yè)；殺菌；應(yīng)用

酸性氧化電位水(AcidOxidation-potentialWater，AOW)，又稱(chēng)高電位氧化離子水、強(qiáng)酸性電解水、強(qiáng)酸水、氧化電位水，酸化電位水等，是近年來(lái)研制開(kāi)發(fā)的一種由電解機(jī)電解產(chǎn)生的含少量有效氯的氧化性水。酸性氧化電位水的研究始于1987年，由日本獨(dú)立開(kāi)發(fā)，對(duì)耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA)具有顯著的殺滅效果。研究發(fā)現(xiàn)，酸性氧化電位水具有以下功能：廣譜、高效、快速殺菌消毒，醫(yī)用輔助治療，水果及肉類(lèi)和水產(chǎn)品的防腐保鮮，降解果蔬殘留農(nóng)藥，皮膚保健、美容、美發(fā)等功效。目前在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用比較多，主要用于內(nèi)窺鏡、牙鉆、手術(shù)器械、供應(yīng)室醫(yī)療器械的消毒以及手的清洗、創(chuàng)傷創(chuàng)面的消毒等。目前，食品安全問(wèn)題受到全球的廣泛關(guān)注，也是中國(guó)當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。我國(guó)食品行業(yè)存在的主要安全問(wèn)題有由微生物引起的食源性疾病、農(nóng)藥殘留、重金屬超標(biāo)以及非法使用食品添加劑或其他化學(xué)藥品等引起的安全問(wèn)題。由于目前食品工業(yè)多使用化學(xué)消毒劑，毒性強(qiáng)且有殘留毒物質(zhì)，急需開(kāi)發(fā)新型高效低毒的消毒劑。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)酸性氧化電位水在食品領(lǐng)域應(yīng)用的研究不斷深入，研究應(yīng)用報(bào)道越來(lái)越多，酸性氧化電位水作為一種高效、廣譜、安全、無(wú)殘留毒性的新型環(huán)保殺菌劑，在食品領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

1酸性氧化電位水的制備及其特點(diǎn)

1.1酸性氧化電位水的制備

在普通自來(lái)水中加入適量氯化鈉，通過(guò)電解制備。電解在陰極產(chǎn)生氫，強(qiáng)致氫氧離子濃度上升，最終生成高pH值的強(qiáng)堿性水；而在電解陽(yáng)極則產(chǎn)生了氯氣，生成了含有氯化合物及活性氧、氫離子，pH值≤2.7以下的強(qiáng)酸性水[1]。

1.2酸性氧化電位水的理化性質(zhì)及特點(diǎn)

酸性氧化電位水的主要水質(zhì)指標(biāo)為pH≤2.7，氧化還原電位(ORP)≥1100mV，有效氯為40～80mg/L，溶解氧為10～50mg/L[2]。其為無(wú)色透明的液體，有氯味，成分有次氯酸、氯氣、鹽酸、活性氧、活性羥基及過(guò)氧化氫等。在室溫暴露的條件下可自行分解成自來(lái)水，如室溫、密閉、避光條件穩(wěn)定，則性質(zhì)穩(wěn)定，因此最好現(xiàn)制備現(xiàn)用。對(duì)其毒性研究表明，酸性氧化電位水急性毒性屬于實(shí)際無(wú)毒級(jí)，對(duì)皮膚和眼睛無(wú)刺激性，無(wú)致微核和精子畸形作用，未顯示明顯亞急性毒性。

2酸性氧化電位水的殺菌機(jī)制

氧化電位水的殺菌機(jī)理目前主要有2種立論。

2.1物理化殺菌機(jī)制

物理化殺菌機(jī)制立論認(rèn)為：低pH值(2.7以下)與高ORP(+1100mv以上)的酸性氧化電位水，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了微生物的適應(yīng)生存范圍，導(dǎo)致微生物細(xì)胞的膜電位發(fā)生改變，增強(qiáng)微生物細(xì)胞膜通透性，破壞細(xì)胞代謝酶，致胞內(nèi)物質(zhì)溢出、溶解，因而達(dá)到殺滅目的。

2.2化學(xué)殺菌機(jī)制

化學(xué)殺菌機(jī)制立論認(rèn)為：次氯酸、過(guò)氧化氫和OH基為酸性氧化電位水的主要成分，也是主要?dú)⒕煞?。大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，有效氯是殺滅病原微生物的最主要因素。研究表明：微生物在pH范圍為4.0～9.0，ORP范圍為400～900mV時(shí)，才能存活。而酸性氧化電位水的≤2.7pH范圍和1100mVORP范圍，已大大超過(guò)了微生物的生存環(huán)境；同時(shí)，加以有效氯為40～80mg/L的作用，致使微生物細(xì)胞膜的通透性增加，導(dǎo)細(xì)胞腫脹、代謝酶破壞，促使微生物迅速死亡，達(dá)到殺滅目的。

3酸性氧化電位水在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1乳品消毒中的應(yīng)用

CIP消毒方法，是目前我國(guó)乳制品行業(yè)對(duì)管道及部分設(shè)備的消毒采用的主要方式，工藝比較繁瑣；而且在產(chǎn)品生產(chǎn)前，還需要采用高溫蒸汽保溫1h以上，待管道冷卻后才能正常生產(chǎn)。若利用酸性氧化電位水消毒，完成全部的消毒工作只需3步。一是自來(lái)水沖洗管道和容器，去除殘留奶液；二是堿性氧化電位水沖洗，去掉殘留脂肪等；三是用酸性氧化電位水，去掉蛋白質(zhì)和殘垢，同時(shí)達(dá)到對(duì)管道和容器消毒效果。整個(gè)消毒過(guò)程中無(wú)有害殘留，避免了再次用無(wú)菌水清洗水對(duì)管道、容器的二次污染。實(shí)驗(yàn)表明，利用酸性氧化電位水與采用傳統(tǒng)CIP方法消毒，其殺菌效果一致。而消毒經(jīng)濟(jì)成本，酸性氧化電位水明顯要低于CIP方法。

3.2水產(chǎn)品加工與保鮮方面的應(yīng)用

用酸性電解水來(lái)清洗水產(chǎn)品原料，不僅能消毒殺菌，而且清洗液無(wú)微生物殘留，實(shí)現(xiàn)環(huán)保排放；同時(shí)也不會(huì)造成如化學(xué)清洗液或手套對(duì)水產(chǎn)品的交叉污染。據(jù)研究，用酸性電解水浸泡羅非魚(yú)1、5min和10min，浸泡1min后，羅非魚(yú)表面大腸桿菌比自來(lái)水浸泡減少了0.7logCFU/cm2，浸泡5min后，羅非魚(yú)表面副溶血性弧菌減少1.5logCFU/cm2，浸泡10min后，副溶血性弧菌減少了2.6logCFU/cm2，且浸泡殘液中沒(méi)有檢測(cè)到致病菌。此外，酸性電解水還能對(duì)有效水產(chǎn)品零售商的臺(tái)面進(jìn)行消毒。目前，水產(chǎn)品保鮮方面，國(guó)外已有很多關(guān)于酸性氧化電位水應(yīng)用的研究報(bào)道，證實(shí)利用酸性氧化電位水來(lái)處理水產(chǎn)品能顯著延長(zhǎng)其保質(zhì)期。方法是先用酸性電解水浸泡清洗鮮活水產(chǎn)品，然后再用酸性電解水冰塊冷藏，以延長(zhǎng)貨架期。國(guó)外對(duì)秋刀魚(yú)進(jìn)行保鮮試驗(yàn)證實(shí)，在4℃冷藏條件下，微酸性電解水冰與自來(lái)水冰相比，能顯著抑制魚(yú)肉中好氧嗜冷菌的增長(zhǎng)，減緩揮發(fā)性鹽基氮和硫代巴比妥酸活性物質(zhì)的生成，抑制了魚(yú)肉中堿性化合物的積累，鮮度好于自來(lái)水冰，延長(zhǎng)貨架期4～5d。

3.3果蔬加工與保鮮方面的應(yīng)用

研究表明：酸性氧化電位水處理鮮切果蔬產(chǎn)品，能顯著殺滅鮮切果蔬表面微生物，抑制氧化褐變，并且不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)造成不良影響，其效果優(yōu)于常用化學(xué)殺菌劑。在果蔬的保鮮方面，據(jù)國(guó)內(nèi)外研究表明，利用酸性氧化電位水處理果蔬表面，能有效殺滅果蔬表面的細(xì)菌,從而延長(zhǎng)果蔬的貨架期。應(yīng)用于黃瓜的消毒研究表明，經(jīng)過(guò)酸性氧化電位水發(fā)生作用5min，平均除菌率為91.57%，當(dāng)消毒時(shí)間延長(zhǎng)至15min，平均除菌率為95.14%。以“星都2號(hào)”草莓果實(shí)為試材，研究冷藏草莓（貯藏溫度為0℃，相對(duì)濕度為85%～90%）果肉最大破斷應(yīng)力、呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量、羧甲基纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶及細(xì)胞膜透性變化的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用酸性電解水處理，顯著抑制了草莓的乙烯釋放，有效降低了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，可保持貯藏期間最大破斷應(yīng)力，抑制草莓羧甲基纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶酶活，從而有效地抑制采后草莓果實(shí)的衰老過(guò)程，延長(zhǎng)了保鮮期。

3.4食品工廠設(shè)備的應(yīng)用

采用酸性氧化電位水對(duì)食品加工設(shè)備或器具清洗消毒，能有效避免傳統(tǒng)消毒劑如次氯酸鈉等在食品或環(huán)境中的殘留問(wèn)題，降低食品安全隱患。選擇模擬食品加工操作間試驗(yàn)，空氣中下落菌數(shù)大幅度減少，空氣質(zhì)量由普通變?yōu)榍鍧?。?duì)食品加工表面接觸材料中的地板磚、不銹鋼板、瓷磚進(jìn)行染菌消毒試驗(yàn)結(jié)果表明，含0.10%NaC1的電解水能將感染到食品表面接觸材料上的菌液濃度分別為4.20×10CFU/mL的埃希氏大腸桿菌，2.18×106CFU/mL的沙門(mén)氏菌，1.44×106CFU/mL的單核細(xì)胞增生李斯特菌，2.10×106CFU/mL的摩化摩根菌，在5min之內(nèi)幾乎全部殺死，是一種理想的食品表面材料消毒劑。

3.5在餐飲業(yè)中的應(yīng)用

對(duì)餐具、廚房用具的滅菌效果試驗(yàn)證實(shí)，用酸性氧化電位水中浸泡餐具3min后，細(xì)菌殺滅率均高于90.00%；對(duì)手指的滅菌試驗(yàn)證實(shí)，強(qiáng)酸性離子水滅菌效果等同于酒精；雖然弱酸性離子水的滅菌效果不及于強(qiáng)酸性離子水，但是其滅菌率遠(yuǎn)高于肥皂。

3.6降解殘留農(nóng)藥方面的應(yīng)用

有關(guān)研究表明，酸性氧化電位水對(duì)農(nóng)藥的殘留有一定的降解作用。對(duì)鮮果、鮮蔬菜的浸泡顯示，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，農(nóng)藥殘留率呈下降趨勢(shì)。因此，降解鮮果、鮮蔬菜的農(nóng)藥殘留，利用酸性氧化電位水處理是一種可行的方法。

4展望

作為一種新型的環(huán)保消毒劑，酸性氧化電位水的制備和使用，均符合我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策要求。酸性電位水殺菌譜廣、迅速、成本低、環(huán)保等特點(diǎn)，已促其應(yīng)用范圍從醫(yī)療、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展到食品工業(yè)。但是，全面推廣和使用酸性電位水尚需時(shí)日，關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待攻克，政策有待配套。一是研發(fā)酸性電解水的新型生產(chǎn)工藝，降低設(shè)備成本和能耗；二是深化酸性電解水殺菌機(jī)制的研究，深化與柵欄技術(shù)的有機(jī)結(jié)合；三是科普與政策同步，加大酸性電解水的知識(shí)普及，達(dá)到社會(huì)廣泛認(rèn)可，同時(shí)爭(zhēng)取將酸性電解水的應(yīng)用，納入國(guó)家食品安全體系(如HACCP)或者食品添加劑法律法規(guī)中。相信隨著食品工業(yè)的快速、健康發(fā)展，酸性氧化電位水在食品工業(yè)上的應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越廣泛深入。

參考文獻(xiàn)

[1]丘翠環(huán).強(qiáng)氧化離子水殺菌機(jī)理初探.中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，1999，16（3）：175.

[2]劉晉華，陳富財(cái)，李冬梅，等.正交設(shè)計(jì)優(yōu)選酸性氧化電位水工藝條件.中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志，2005，25（7）：621.

作者：林文明1 李碧紅2 陳穎2 帥珊珊2 單位：1四川省樂(lè)山市夾江縣吳場(chǎng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 2四川省樂(lè)山市夾江縣農(nóng)業(yè)科技推廣中心