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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,具有無毒、無殘留,殺菌后完全還原成水等特點。在蔬菜水果保鮮、原料清洗、去除農(nóng)殘等食品安全領域具有廣闊應用價值。概述目前在食品工業(yè)中的應用進展,并分析其將來的發(fā)展方向。下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)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、無殘留毒性的特點，在乳品消毒、水產(chǎn)品及果蔬的保鮮、食品工廠環(huán)境與設備的滅菌等食品安全領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域的應用現(xiàn)狀，并對其發(fā)展方向作了簡要分析。
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，是近年來研制開發(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，由日本獨立開發(fā)，對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。
2.目前在醫(yī)療領域應用比較多，主要用于內(nèi)窺鏡、牙鉆、手術(shù)器械、供應室醫(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，食品安全問題受到全球的廣泛關(guān)注，也是中國當前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。我國食品行業(yè)存在的主要安全問題有由微生物引起的食源性疾病、農(nóng)藥殘留、重金屬超標以及非法使用食品添加劑或其他化學藥品等引起的安全問題。由于目前食品工業(yè)多使用化學消毒劑，毒性強且有殘留毒物質(zhì)，急需開發(fā)新型高效低毒的消毒劑。近年來，國內(nèi)外對酸性氧化電位水在食品領域應用的研究不斷深入，研究應用報道越來越多，酸性氧化電位水作為一種高效、廣譜、安全、無殘留毒性的新型環(huán)保殺菌劑，在食品領域有很好的應用前景。
一、酸性氧化電位水的制備及其特點
1.1酸性氧化電位水的制備
在普通自來水中加入適量氯化鈉，通過電解制備。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
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、活性羥基及過氧化氫等。在室溫暴露的條件下可自行分解成自來水，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。對其毒性研究表明，酸性氧化電位水急性毒性屬于實際無毒級，對皮膚和眼睛無刺激性，無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(nèi)物質(zhì)溢出、溶解，因而達到殺滅目的。
2.2化學殺菌機制
化學殺菌機制立論認為：次氯酸、過氧化氫和OH基為酸性氧化電位水的主要成分，也是主要殺菌成分。大量的科學實驗證實，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，才能存活。而酸性氧化電位水的≤2.7pH范圍和1100mVORP范圍，已大大超過了微生物的生存環(huán)境;同時，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，同時達到對管道和容器消毒效果。整個消毒過程中無有害殘留，避免了再次用無菌水清洗水對管道、容器的二次污染。實驗表明，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
用酸性電解水來清洗水產(chǎn)品原料，不僅能消毒殺菌，而且清洗液無微生物殘留，實現(xiàn)環(huán)保排放;同時也不會造成如化學清洗液或手套對水產(chǎn)品的交叉污染。據(jù)研究，用酸性電解水浸泡羅非魚1、5min和10min，浸泡1min后，羅非魚表面大腸桿菌比自來水浸泡減少了0.7logCFU/cm2，浸泡5min后，羅非魚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，證實利用酸性氧化電位水來處理水產(chǎn)品能顯著延長其保質(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，以延長貨架期。國外對秋刀魚進行保鮮試驗證實，在4℃冷藏條件下，微酸性電解水冰與自來水冰相比，能顯著抑制魚肉中好氧嗜冷菌的增長，減緩揮發(fā)性鹽基氮和硫代巴比妥酸活性物質(zhì)的生成，抑制了魚肉中堿性化合物的積累，鮮度好于自來水冰，延長貨架期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，能顯著殺滅鮮切果蔬表面微生物，抑制氧化褐變，并且不會對產(chǎn)品的品質(zhì)造成不良影響，其效果優(yōu)于常用化學殺菌劑。在果蔬的保鮮方面，據(jù)國內(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菌,從而延長果蔬的貨架期。應用于黃瓜的消毒研究表明，經(jīng)過酸性氧化電位水發(fā)生作用5min，平均除菌率為91.57%，當消毒時間延長至15min，平均除菌率為95.14%。以“星都2號”草莓果實為試材，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，實驗結(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的衰老過程，延長了保鮮期。
3.4食品工廠設備的應用
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(tǒng)消毒劑如次氯酸鈉等在食品或環(huán)境中的殘留問題，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(shù)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、瓷磚進行染菌消毒試驗結(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(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)中的應用
對餐具、廚房用具的滅菌效果試驗證實，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，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(nóng)藥方面的應用
有關(guān)研究表明，酸性氧化電位水對農(nóng)藥的殘留有一定的降解作用。對鮮果、鮮蔬菜的浸泡顯示，隨著浸泡時間的延長，農(nóng)藥殘留率呈下降趨勢。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。
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(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，已促其應用范圍從醫(yī)療、農(nóng)業(yè)領域擴展到食品工業(yè)。但是，全面推廣和使用酸性電位水尚需時日，關(guān)鍵技術(shù)問題有待攻克，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(jié)合;三是科普與政策同步，加大酸性電解水的知識普及，達到社會廣泛認可，同時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(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)上的應用一定會越來越廣泛深入。
參考文獻
[1]丘翠環(huán).強氧化離子水殺菌機理初探.中國醫(yī)學物理學雜志，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(yī)院藥學雜志，2005，25(7)：621.
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