酸性電解水及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸性電解水及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展、人民生活水平的提高，食品安全越來越受到人們的重視。但無論 是在發(fā)展中國家還是發(fā)達國家，人類健康均遭受著食源性疾病的威脅。據(jù)統(tǒng)計，每年全球大 約三分之一的人有犯食源性疾病的經(jīng)歷。
[0003] 食源性病原菌是導(dǎo)致食物變質(zhì)和引發(fā)食源性疾病的主要因素，也是食品安全面臨 的長期難題。目前，國內(nèi)外的研究工作主要集中在食品中游離致病、致腐微生物方面。然 而，越來越多的研究表明，細菌生物被膜、亞致死細胞的修復(fù)以及病毒的變異等問題是食品 安全的重要隱性危害，也是導(dǎo)致食源性疾病爆發(fā)的重要原因。據(jù)估計，約65% -80%細菌 性感染是由生物被膜引起的（Hall-Stoodley L，Costerton J W，Stoodley P. Bacterial biofilms:from the natural environment to infectious diseases[J]. Natural Reviews Microbiology，2004,（2) :95-108)。其中，食品工業(yè)中形成的生物被膜最有可能是食源性疾 病的罪魁禍?zhǔn)住＠?，在食品發(fā)酵中，一些腐敗菌和病原菌會形成生物被膜，從而導(dǎo)致最終 產(chǎn)品的腐敗和疾病的爆發(fā)。因此，食品工業(yè)中生物被膜對食品安全的威脅是不容忽視的。
[0004] 生物被膜是微生物為適應(yīng)自然環(huán)境而特有的生命現(xiàn)象，在不利于其生長或存在的 條件下，細菌間相互粘連，并分泌聚合物基質(zhì)形成膜狀物。任何細菌在特定的條件下均能 形成生物被膜，常見的被膜性致病菌包括單核細胞增生性李斯特菌、大腸桿菌、蠟樣芽孢桿 菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、克雷伯氏肺炎桿菌和銅綠假單胞菌等生物被膜。其中，蠟樣 芽孢桿菌是一種能引起食物中毒的常見病源菌，在自然界中廣泛存在，極易污染富含蛋白 質(zhì)和淀粉的米飯、肉制品、?類食品、乳制品及倍烤食品等。該菌引起的食品中毒案例在我 國食物中毒中位居前列。但是，迄今為止，國內(nèi)尚未見關(guān)于蠟樣芽孢桿菌生物被膜研究的報 道；在國外相關(guān)研究也較少。
[0005] 與浮游微生物相比，生物被膜對環(huán)境壓力的抗性更強且危害更大、更難清除。據(jù) 報道，生物被膜對各種化學(xué)殺菌劑的敏感程度只是同種浮游菌的1/10~1/1000 (Gristina A. G, Hobgood C D,Webb L X, et al.Adhesive colonization of biomaterials and antibiotic resistance [J] · Biomaterials, 1987, 8 (6) : 423-426)。由于生物被膜對消毒劑 的抗性更強，故生物被膜給食品工業(yè)如釀造、海產(chǎn)品加工、乳品加工、家禽屠宰場及肉類加 工等帶來嚴(yán)重的食品安全問題。食品加工的任何階段，從食品生產(chǎn)到消費均可能感染各類 微生物，特別是腐敗菌和病原菌易粘附于食品表面，在食品加工系統(tǒng)中形成生物被膜。生物 被膜一旦形成，不僅會污染食品、增加設(shè)備清洗難度，使就地清洗系統(tǒng)失效，成為其他有害 微生物的藏身之地，還會腐蝕食品加工和貯運設(shè)備，帶來嚴(yán)重危害。此外，生物被膜還會促 使更多細菌協(xié)同共生，使設(shè)備內(nèi)外表面成為傳播食源性疾病的隱性生物危害源，導(dǎo)致難以 解決的食品質(zhì)量與安全問題。因此，食品加工過程中，生物被膜的控制和清除對保障食品安 全尤為重要。
[0006] 目前，食品工業(yè)中的主要研究方向是仍是針對食品及其加工設(shè)備中的病原菌，即 采用消毒劑或殺菌劑等化學(xué)試劑來殺滅食品中的病原菌。通常在缺乏有機物（如脂肪、 碳水化合物、蛋白質(zhì)等）的條件下，消毒劑的滅菌效果更好。此外，有機物種類、PH、溫度、 水的硬度、化學(xué)抑制劑、消毒劑濃度及接觸時間也是影響消毒效果的重要因素 （Bremer P J, Monk I, Butler R. Inactivation of Listeria monocytogenes/Flavobacterium spp. biofilms using chlorine: impact of substrate, pH, time and concentration[J]. Letters in Applied Microbiology, 2002, 35(4) :321-325)。Saitou 等研究了不同殺菌劑 (酒精、冼必太、10%聚維酮碘、0. 1%苯扎氯銨和0. 1%烷基二甲基乙酸安泰樂）對銅綠假 單胞菌生物被膜的殺滅效果，發(fā)現(xiàn)除0. 1 %烷基二甲基乙酸安泰樂外，其余5種殺菌劑對浮 游菌的殺滅率幾乎為100% ;而對被膜態(tài)菌，只有0. 1%苯扎氯銨的殺滅率不變，其余殺菌 劑的殺菌效果均下降顯著（Saitou K，F(xiàn)uruhata K，Kawakami Y，et al. Biofilm formation abilities and disinfectant-resistance of Pseudomonas aeruginosa isolated from cockroaches captured in hospitals[J]. Biocontrol Science, 2009, 14(2):65-68)〇 因 此，殺菌劑能夠殺滅食品中的普通病原菌卻難以殺滅被膜態(tài)菌及其生物被膜。再者，食品工 業(yè)對殺菌劑的使用有嚴(yán)格的要求，殺菌劑必須安全、有效、使用方便、用完后能從載體表面 去除、無毒性殘留。但傳統(tǒng)的化學(xué)殺菌劑只在高濃度、大劑量時才對生物被膜有較顯著的殺 滅作用，而高濃度、大劑量化學(xué)殺菌劑的使用對人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。另外，一些細菌可 能會通過基因突變等方式對殺菌劑產(chǎn)生一定抗性及生理塑性。因此，食品加工過程中，生物 被膜的預(yù)防與控制刻不容緩。
[0007] 電解水是稀鹽溶液在一個由膜將正、負電極分隔開的電解池中電解產(chǎn)生的功能 水。稀鹽溶液經(jīng)電解后，其pH、氧化還原電位（0RP)、有效氯濃度（ACC)等理化性質(zhì)發(fā)生顯 著變化。其中，在正極池中產(chǎn)生的功能水是酸性電解水，具有強氧化性和抗菌活性；在負 極池中產(chǎn)生的功能水是堿性電解水，具有強還原性，其抗菌活性較低。急性和亞急性毒性 實驗已表明酸性電解水對人體無害，色、透明、無明顯刺激性氣味的安全型殺菌劑，用于殺 滅耐甲氧四林的金黃色葡萄球菌（Huang Y R, Hung Y C, Hsu S Y，et al. Application of electrolyzed water in the food industry[J]· Food Control, 2008,19(4):329-345)。與 傳統(tǒng)的化學(xué)殺菌劑相比，酸性電解水具有殺菌效果好、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng) 用于食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、畜產(chǎn)、水產(chǎn)等領(lǐng)域。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中，對于酸性電解水的研究主要是針對食源性致病菌如大腸桿菌、金黃 色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特氏菌、腸炎沙門氏菌、空腸彎曲桿菌等均的殺滅效果的研 究。酸性電解水的廣譜、高效的殺菌性能已被國內(nèi)外研究證實，但是酸性電解水的殺菌性能 易受有機物干擾，研究表明有機干擾物會迅速降低ACC和0RP，從而大大削弱酸性電解水的 殺菌性會泛（Ayebah B, Hung Y C, Kim C, et al. Efficacy of electrolyzed water in the inactivation of planktonic and biofilm Listeria monocytogenes in the presence of organic matter[J]· Journal of Food Protection, 2006, 69(9) :2143-2150)。例如，酸 性電解水中的活性氯化合物易與蛋白質(zhì)反應(yīng)形成有機氯胺，其抗菌活性遠低于Cl2。
[0009] 然而，目前有關(guān)酸性電解水對于殺滅食源性致病菌生物