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食品工業(yè)酸性氧化電位水的應用
酸性氧化電位水是一種新型食品殺菌劑,具有無(wú)毒、無(wú)殘留,殺菌后完全還原成水等特點(diǎn)。在蔬菜水果保鮮、原料清洗、去除農殘等食品安全領(lǐng)域具有廣闊應用價(jià)值。概述目前在食品工業(yè)中的應用進(jìn)展,并分析其將來(lái)的發(fā)展方向。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
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(chǎng)環(huán)境與設備的滅菌等食品安全領(lǐng)域具有極大的應用前景。本研究主要闡述了酸性氧化電位水的制備、殺菌機制以及其在食品領(lǐng)域的應用現狀，并對其發(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;應用
1.酸性氧化電位水(AcidOxidation-potentialWater，AOW)，又稱(chēng)高電位氧化離子水、強酸性電解水、強酸水、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，由日本獨立開(kāi)發(fā)，對耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA)具有顯著(zhù)的殺滅效果。研究發(fā)現，酸性氧化電位水具有以下功能：廣譜、高效、快速殺菌消毒，醫用輔助治療，水果及肉類(lèi)和水產(chǎn)品的防腐保鮮，降解果蔬殘留農藥，皮膚保健、美容、美發(fā)等功效。
2.目前在醫療領(lǐng)域應用比較多，主要用于內窺鏡、牙鉆、手術(shù)器械、供應室醫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，也是中國當前面臨的重要挑戰之一。我國食品行業(yè)存在的主要安全問(wèn)題有由微生物引起的食源性疾病、農藥殘留、重金屬超標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)，國內外對酸性氧化電位水在食品領(lǐng)域應用的研究不斷深入，研究應用報道越來(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)域有很好的應用前景。
一、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，強致氫氧離子濃度上升，最終生成高pH值的強堿性水;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、避光條件穩定，則性質(zhì)穩定，因此最好現制備現用。對其毒性研究表明，酸性氧化電位水急性毒性屬于實(shí)際無(wú)毒級，對皮膚和眼睛無(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。
二、酸性氧化電位水的殺菌機制
氧化電位水的殺菌機理目前主要有2種立論。
2.1物理化殺菌機制
物理化殺菌機制立論認為：低pH值(2.7以下)與高ORP(+1100mv以上)的酸性氧化電位水，遠遠超出了微生物的適應生存范圍，導致微生物細胞的膜電位發(fā)生改變，增強微生物細胞膜通透性，破壞細胞代謝酶，致胞內物質(zhì)溢出、溶解，因而達到殺滅目的。
2.2化學(xué)殺菌機制
化學(xué)殺菌機制立論認為：次氯酸、過(guò)氧化氫和OH基為酸性氧化電位水的主要成分，也是主要殺菌成分。大量的科學(xué)實(shí)驗證實(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，致使微生物細胞膜的通透性增加，導細胞腫脹、代謝酶破壞，促使微生物迅速死亡，達到殺滅目的。
三、酸性氧化電位水在食品領(lǐng)域的應用
3.1乳品消毒中的應用
CIP消毒方法，是目前我國乳制品行業(yè)對管道及部分設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)達到對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)菌水清洗水對管道、容器的二次污染。實(shí)驗表明，利用酸性氧化電位水與采用傳統CIP方法消毒，其殺菌效果一致。而消毒經(jīng)濟成本，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)清洗液或手套對水產(chǎn)品的交叉污染。據研究，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)有檢測到致病菌。此外，酸性電解水還能對有效水產(chǎn)品零售商的臺面進(jìn)行消毒。目前，水產(chǎn)品保鮮方面，國外已有很多關(guān)于酸性氧化電位水應用的研究報道，證實(shí)利用酸性氧化電位水來(lái)處理水產(chǎn)品能顯著(zhù)延長(cháng)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(cháng)貨架期。國外對秋刀魚(yú)進(jìn)行保鮮試驗證實(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(zhù)抑制魚(yú)肉中好氧嗜冷菌的增長(cháng)，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(cháng)貨架期4～5d。
3.3果蔬加工與保鮮方面的應用
研究表明：酸性氧化電位水處理鮮切果蔬產(chǎn)品，能顯著(zhù)殺滅鮮切果蔬表面微生物，抑制氧化褐變，并且不會(huì )對產(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，據國內外研究表明，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菌,從而延長(cháng)果蔬的貨架期。應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%，當消毒時(shí)間延長(cháng)至15min，平均除菌率為95.14%。以“星都2號”草莓果實(shí)為試材，研究冷藏草莓(貯藏溫度為0℃，相對濕度為85%～90%)果肉最大破斷應力、呼吸強度、乙烯釋放量、羧甲基纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶及細胞膜透性變化的影響，實(shí)驗結果表明：采用酸性電解水處理，顯著(zhù)抑制了草莓的乙烯釋放，有效降低了果實(shí)的呼吸強度，可保持貯藏期間最大破斷應力，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(cháng)了保鮮期。
3.4食品工廠(chǎng)設備的應用
采用酸性氧化電位水對食品加工設備或器具清洗消毒，能有效避免傳統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，空氣中下落菌數大幅度減少，空氣質(zhì)量由普通變?yōu)榍鍧�。對食品加工表面接觸材料中的地板磚、不銹鋼板、瓷磚進(jìn)行染菌消毒試驗結果表明，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的單核細胞增生李斯特菌，2.10×106CFU/mL的摩化摩根菌，在5min之內幾乎全部殺死，是一種理想的食品表面材料消毒劑。
3.5在餐飲業(yè)中的應用
對餐具、廚房用具的滅菌效果試驗證實(shí)，用酸性氧化電位水中浸泡餐具3min后，細菌殺滅率均高于90.00%;對手指的滅菌試驗證實(shí)，強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酸性離子水，但是其滅菌率遠高于肥皂。
3.6降解殘留農藥方面的應用
有關(guān)研究表明，酸性氧化電位水對農藥的殘留有一定的降解作用。對鮮果、鮮蔬菜的浸泡顯示，隨著(zhù)浸泡時(shí)間的延長(cháng)，農藥殘留率呈下降趨勢。因此，降解鮮果、鮮蔬菜的農藥殘留，利用酸性氧化電位水處理是一種可行的方法。
四、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，均符合我國現代農業(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)，已促其應用范圍從醫療、農業(yè)領(lǐng)域擴展到食品工業(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，降低設備成本和能耗;二是深化酸性電解水殺菌機制的研究，深化與柵欄技術(shù)的有機結合;三是科普與政策同步，加大酸性電解水的知識普及，達到社會(huì )廣泛認可，同時(shí)爭取將酸性電解水的應用，納入國家食品安全體系(如HACCP)或者食品添加劑法律法規中。相信隨著(zhù)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)上的應用一定會(huì )越來(lái)越廣泛深入。
參考文獻
[1]丘翠環(huán).強氧化離子水殺菌機理初探.中國醫學(xué)物理學(xué)雜志，1999，16(3)：175.
[2]劉晉華，陳富財，李冬梅，等.正交設計優(yōu)選酸性氧化電位水工藝條件.中國醫院藥學(xué)雜志，2005，25(7)：621.
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