關(guān)于酸化電位水的生成原理及其滅菌效果的研究

關(guān)于酸化電位水的生成原理及其滅菌效果的研究【摘要】以水和低濃度的電解質(zhì)水溶液制備酸化電位水，并探討其生成機(jī)制和滅菌原理，對(duì)其滅菌效果進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，用電解法制取酸化電位水是可行的；酸化電位水具有較強(qiáng)的滅菌作用，因其制作生成簡(jiǎn)單，故酸化電位水具有很好的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】電解；酸化電位水；滅菌

Studiesonproductivetheoryandsterilizingeffectoftheacidelectrolyzedwater

【Abstract】TheacidelectrolyzedwaterisproducedbasedonwaterandNaClelectrolyteoflowconcentration.Studiesweremadeontheproductionandthesterilizingtheory.Furtherstudiesweremadeonthesterilizingefficiencyofacidelectrolyzedwater.Resultsindicatedthatitwaspracticabletoprepareacidelectrolyzedwaterbyelectrolysis；acidelectrolyzedwaterhadahighsterilizingeffectiveness.Itisverysimpletoproducesuchacidelectrolyzedwater,whichshowsabrightdevelopingfuture.

【Keywords】electrolysis；acidelectrolyzedwater；sterilization

隨著人們食品衛(wèi)生意識(shí)的不斷加強(qiáng),減少(或殺滅)有害微生物引起污染的殺菌消毒措施也在不斷發(fā)展。目前使用的殺菌措施雖然很多,但有的方法一般情況下不具備使用條件,化學(xué)消毒方法又存在有殘留、易給食品帶來二次污染、安全性低等缺點(diǎn)。酸化電位功能水作為一種全新的殺菌消毒劑,具有生成容易、使用方便、殺菌力強(qiáng)、殺菌時(shí)間短且無殘留等優(yōu)點(diǎn),故越來越受到人們的重視［1］。

1生成原理

在一個(gè)直流電解槽中，正負(fù)電極間用離子交換膜分隔，當(dāng)對(duì)自來水進(jìn)行電解時(shí)，在水中加入微量的NaCl作為電解強(qiáng)化劑，就會(huì)產(chǎn)生電解反應(yīng)［2］，方程式

H2O=H+＋OH-

NaCl=Na+＋Cl-

Na+、H+及自來水中的Ca2+、Mg2+和各種金屬離子會(huì)通過膜向陰極遷移，OH-、Cl-和自來水中的酸根負(fù)離子則通過膜向陽極遷移，并產(chǎn)生如下電解反應(yīng)：

4OH--4e→2H2O+O2↑

2Cl--2e→Cl2↑

O2+H2O–2e→2H++O3

Cl2+H2O=HClO+Cl-+H+

可見從陽極產(chǎn)生氧氣、氯氣和大量氫離子，生成酸化電位水。在陰極電極上產(chǎn)生氫氣和大量氫氧根離子，生成堿性離子水，方程式

2H++2e→H2↑

Na++OH-=NaOH

酸化電位水生成原理圖見圖1。

2滅菌原理

一般細(xì)菌、真菌、病毒等微生物的生存環(huán)境是ORP-400mV～+900mV，pH值4～9，超出這個(gè)范圍之外的環(huán)境下，微生物難以生存、繁殖。酸化電位水中的H+濃度增加呈酸性，ORP在+1050mV以上，呈強(qiáng)氧化性，pH值在以下，有效氯含量為～/L。因?yàn)镺RP決定微生物的呼吸代謝，而ORP在+1050mV以上，pH值在以下的酸化電位水使微生物細(xì)胞膜離子發(fā)生改變，且酸化電位水在生成過程中產(chǎn)生HClO和活性氧，可導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)，細(xì)胞代謝酶受到破壞，使微生物在瞬間被殺死。所以酸化電位水能有效地殺滅細(xì)菌、真菌、病毒等微生物。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在普通水中單純次氯酸在短時(shí)間內(nèi)最低有效殺菌濃度為/L，而酸化電位水的最低有效殺菌濃度為/L，其差值為184倍。用鹽酸配制的的水溶液只有弱的殺菌功能，根本無法與酸化電位水相比較。所以酸化電位水的特強(qiáng)殺菌功效ORP值和少量的HClO、ClO-、Cl-、H+、O3的綜合效應(yīng)，其中最主要的是ORP值。見圖2。

3測(cè)試滅菌方法與結(jié)果分析

對(duì)手指的滅菌效果試驗(yàn)試驗(yàn)條件：強(qiáng)酸化電位水的pH值為,氧化還原電勢(shì)為;弱酸化電位水的pH值為,氧化還原電勢(shì)為;肥皂、酒精(體積分?jǐn)?shù)為75％)和自來水處理作為對(duì)照。

評(píng)價(jià)方法：本試驗(yàn)中測(cè)定消毒前后手指上的細(xì)菌數(shù),計(jì)算其減少的百分?jǐn)?shù),并與其他消毒方法作對(duì)照［3］。

結(jié)果分析：酸化電位水對(duì)手指的滅菌效果見表1?？梢钥闯?對(duì)照處理手指上仍有大量細(xì)菌存在;強(qiáng)酸性離子水滅菌效果與常用消毒劑酒精相同;弱酸性離子水滅菌效果稍差于強(qiáng)酸性離子水,但殺滅率遠(yuǎn)高于肥皂。表1不同處理對(duì)手指的滅菌效果

對(duì)餐具、廚房用具的滅菌效果試驗(yàn)試驗(yàn)條件：室溫,測(cè)定對(duì)象為食器上附著的雜菌數(shù)。酸化電位水的pH值為,氧化還原電勢(shì)為；自來水處理作為對(duì)照。

評(píng)價(jià)方法：一般根據(jù)消毒后微生物的殘留情況判定。國(guó)內(nèi)常用餐具消毒效果的表示方法有2種,一種用殺滅率表示,以原有微生物減少90％以上,即殺滅率大于90％為消毒合格；另一種用檢出菌落總數(shù)及大腸菌群近似值表示。本試驗(yàn)中采用前一種方法。

結(jié)果分析：餐具在酸化電位水中浸泡3min后的滅菌效果見表2?？梢钥闯?各種餐具的細(xì)菌殺滅率均大于90％,按國(guó)內(nèi)判定標(biāo)準(zhǔn)均為消毒合格。

對(duì)空氣的滅菌效果試驗(yàn)試驗(yàn)條件：選擇模擬食品加工操作間作為試驗(yàn)對(duì)象,酸化電位水的pH值為,氧化還原電勢(shì)為;未噴霧前空氣作為對(duì)照。

評(píng)價(jià)方法：本試驗(yàn)中采用日本的5min暴皿法［4］測(cè)定消毒前后空中下落菌數(shù),確定空氣的質(zhì)量。

結(jié)果分析：用酸性離子水對(duì)密閉空間內(nèi)的空氣噴霧1min后測(cè)得空氣中下落菌數(shù)為5個(gè)/皿,而對(duì)照為56個(gè)/皿?？諝庵邢侣渚鷶?shù)大幅度減少,空氣質(zhì)量由原來的普通空氣變?yōu)榍鍧嵖諝狻１?酸化電位水對(duì)餐具的滅菌效果

4小結(jié)

綜上所述，制作酸化電位水的原料為自來水和少量的氯化鈉，采用電解法制取酸化電位水在實(shí)踐上是可行的，而且工藝簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)；通過一系列試驗(yàn)證明酸化電位水具有很強(qiáng)的殺菌作用，特別具有不留殘毒，沒有毒性，對(duì)環(huán)境無污染的特點(diǎn)，使酸化電位水可廣泛應(yīng)用于食品加工、飲食服務(wù)及美容業(yè)等各個(gè)行業(yè)，具有很高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值，前景看好。

【參考文獻(xiàn)】

1李里特,關(guān)東勝.強(qiáng)酸化水的制備及其滅菌效果.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,2(2):10