（食品科学专业论文）酸性电解水在大豆加工中的应用研究.pdf

摘要 本文对电生功能水的基本理论及其在大豆加工中的应用问题进行了研究探讨。通过实验证 明，研究室自行研制的电生功能水发生装置操作简便、性能可靠、生成的功能水指标稳定，完 全可以满足实验研究的需要。对酸性电解水的杀菌机理进行研究的结果表明：电生功能水的杀 菌能力来自于所含有的次氯酸，次氯酸的浓度高则溶液的氧化能力强，其杀菌效果也好。研究 发现，采用普通自来水浸泡后大豆表面的细菌总数比对照无菌水浸泡时降低约1 个对数值，而 用指标为p h2 5 、氧化还原电位( o r p ) 1 1 2 0m v 、有效氯浓度( a c c ) 3 5 5m 以的电生功能 水处理后大豆表面细菌总数比用自来水浸泡时降低约1 个对数值。强酸性电解水浸泡大豆的最 佳p h 为2 5 、最佳温度为1 5 。大豆：强酸性电解水( 质量：体积) 为1 ：4 的条件下浸泡大 豆，同时抽真空并搅拌处理后大豆表面的细菌总数比用自来水浸泡时降低4 5 个对数值，芽孢 杆菌数则比自来水浸泡时降低约2 个对数值。用电生功能水浸泡后大豆制得的豆腐比用自来水 浸泡大豆制得的豆腐蛋白质含量提高4 。而电生功能水浸泡对豆腐凝胶强度影响不大。 关键词：电生功能水，杀菌，大豆，豆腐 a b s t r a c t t h ep r o p e r t i e so ft h ee l e c t r o l y z e df u n c t i o n a lw a t e r ( e f w ) a n di t sa p p l i c a t i o n si ns o y b e a n p r o c e s s i n gw e r es t u d i e di nt h i sp a p er a sp r o v e db yt h ee x p e r i m e n t s ，t h ee f wg e n e r a t o rm a d eb yt h e l a bw a sc o n v e n i e n t ，r e l i a b l e ，a n dc o u l dm e e tt h er e q u e s t so ft h er e s e a r c hw o r kw e l l d i s i n f e c t i n g f u n d a m e n t a lo ft h ee f w a ss t u d i e d a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eb a c t e r i c i d a le f f e c to fe f ww a s c o n t r i b u t e dt ot h eh c i o ( h y p o c h l o r o u sa c i d ) i ni ta n dah i g h e rh c i oc o n c e n t r a t i o nc o u l dl e a dt o s t r o n g e ro x i d i z i n gc a p a c i t ya n ds t r o n g e rg e r m i c i d a le f f e c t t h ea p p l i c a t i o no fe f i nt h es o y b e a n p r o c e s s i n gw a ss t u d i e d ，a n di tw a sf o u n dt h a tt h ea m o u n to fm i c r o b e so ot h es o y b e a nd i p p e di nt a p w a t e rw a sr e d u c e db ya b o u t1l o g a r i t h mc o m p a r e dw i t ht h a to fc o n t r o lw h i c hd i p p e di ns t e r i l i z e dw a t e r w h e r e a st h et o t a lm i c r o b e so nt h es a m p l e sd i p p e di ne f ( p h 2 5 、o r p l l 2 0m v 、a c c 3 5 5m e l ) d e c r e a s e db ya b o u t1 l o g a r i t h mc o m p a r e dw i t ht h a to fs o y b e a nd i p p e di nt a pw a t e r t h ei m p a c t so ft h e p ho fe f 毗t h et e m p e r a t u r e ，t h eq u a n t i t yo fe f w , t h et i m ea n dt h ep h y s i c a la u x i l i a r ym e t h o d so nt h e g e r m i c i d a le f f e c tw e r ee v a l u a t e da n dt h eo p t i m u mg e r m i c i d a lc o n d i t i o no fe f ww a sp hv a l u i n g2 5 ， t e m p e r a t u r ev a l u i n g1 5 a tt h ew e i g h tr a t eo fs o y b e a na n de f w1 ：4 t h et r e a t m e n to fv a c u u m i z i n g a n da g i t a t i n gi nd i p p i n gr e d u c e dt h et o t a lm i c r o b e so nt h es o y b e a nb y4 5l o g a r i t h m ，a n di tr e d u c e dt h e a m o u n to fs p o r a n g i u mb y2l o g a r i t h mc o m p a r e dt ot h a to ft h es o y b c a nd i p p e di nt a pw a t e r i nt h e m e a n t i m et h ei m p a c to fe f wo nt h et o f uw a si n v e s t i g a t e da n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep r o t e i n c o n t e n to ft o f um a d eb yt h es o y b c a nt r e a t e dw i t he f wi n c r e a s e db y4 t h a nt h a to ft o f um a d et r e a t e d b yt a pw a t e r , a n dt h eg e li n t e n s i t yo ft o f um a d eb yt h es o y b e a nt r e a t e dw i t he f wd i d th a v eo b v i o u s d i 矗e r e n c ew i t ht h a tt r e a t e db yt a pw a t e r k e yw o r d s ：e l e c t r o l y z e df u n c t i o n a lw a t e r , d i s i n f e c t a n te f f e c t ，s o y b e a n ，t o f i l n i 缩略词表 e f w ( e l e c t r o l y z e df u n c t i o n a lw a t e r ) 电生功能水 a c c ( a v a i l a b l ec h l o r i n ec o n c e n t r a t i o n ) 有效氯浓度 o r p ( o x i d a t i o n - r e d u c t i o np o t e n t i a l ) 氧化还原电位 c f u ( c o l o n yf o r m i n gu n i t ) 菌落形成单位 i v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：册舷海 时间：6 年6 月土硝 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上 发表、传播学位论文的全部或部分内容。 研究生签名：甜仫诲 时间： “年6 月1 l 日 导师签名 争芝哮 ， 时间：砂6 年i 月沙日 1 1 关于电生功能水 1 ，1 1 电生功能水概念 第一章绪论 电生功能水又称电解水或离子水( e l e c t r o l y z e df u n c t i o n a lw a t e r 简称e f w ) ，是将水在一种 特殊装置中经电场处理，使水的p h 、氧化还原电位( o r p ) 、有效氯浓度( a c c ) 等指标发生 改变而产生的具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子永的总称。 1 1 2 电生功能水分类及特性 电生功能水根据装置及电解条件不同分为几种类型，根据使用目的不同大致分为用以清洗 消毒等卫生管理的疆电解水( 包括强酸性电解水、微酸性电解水、电解次亚水) 和用于饮用的 碱性电解水( 又称碱性离子水) 两大类。强电解水由于对广泛的病原菌和耐药性菌具有杀菌效 果而受关注，并被利用在很多方面【lj 。由于其杀菌基础是电解生成的次氯酸，为此强电解水可 说是不同p h 值和有效氯浓度的、电解生成的次氯酸溶液。其中，电解次皿水可视为次氯酸钠 溶液的稀释溶液。强酸性电解水生成时的副产物即强碱性电解水具有抗氧化性和对油污等的清 洗效果。饮用碱性电解水1 9 6 5 年就被确认对慢性f 痢、消化不良、肠内异常发酵、胃酸过多等 疾病有良好的改善效果 2 - 4 1 。 表卜1 是电生功能水的详细分类及理化特性、功能等的概括。 表1 - 1 电生功能水览 t a b l e1 - 1i n t r o d u e t i o t l o f e l e c t r o l y z e df u n c t i o h a l , v a l e r a c c o r 9 电生功能水p h电解溶液电解槽功能 l 竺型型塑1 2 强酸性电解水 2 ，2 2 72 0 6 0 1 1 0 0食盐溶液有隔膜阳极 系菌、脱臭 强碱性电解水 1 1 1 1 5 兽- 6 0 0 o 7 0 0 繁 嚣一8 0 0 蓑姗 嘎一1 0 0 0 4 0 6 08 0 2 0 电极间距( m m ) ( a ) 4 06 08 0 电极间距( m m ) 嘞 注：测定时水温均为2 5 1 图2 - 3 随电极间距变化的碱性电解水的p h 、0 r p 的变化 f i g 2 - 3 t h e v a r i e t yo f p ha n d o r p o f a l k a l i n ee l e c t r o l y z e d w a t e ru n d e r d i f f e r e n td i s t a n c eb e t w e e ne l e c t r o d e s 结果可见。其它条件不变时电极间距越大所得电生功能水的p h 值越大，o r p 值和a c c 值则越小。电极间距为2 0m m 时酸性电解水的p h 值为2 0 、氧化还原电位为1 1 6 5m v 、有效氯 浓度达到4 3 6m g ，l 而电极间距为8 0m m 时酸性电解水的p h 值为3 1 、o r p 值为1 0 2 5m v 、 a c c 为2 1 8 1 1 1 9 阻。 酸性电解水杀菌的主要成分是次氯酸，次氯酸在不同p h 条件下以不同的形式存在酸性 条件下以活性高的分子形式即次氯酸和氯气状态存在，而碱性条件下以活性低的离子形式，即 次氯酸离子形式存在。如果p h 值很低则以氯气状态存在，杀菌能力降低。因此制酸性电解 水时p h 值不宜太低，一般在2 2 2 7 为宜p 4 。综合考虑，本试验中选择电极间距为印m m 作为电生功能水发生的电极条件。 l2 他 ：2 n 吣加 ”， 口*驻普掣罐嘿 中国农业大学硕士论文第二章电生功能水的理化指标测定 3 5 ， 3l 暑2 5 l 耋z 耋1 - 5 斑 1 强0 , 5 ， ，。 o l 一 2 04 06 08 0 电极间距( ) ( a ) 、 2 04 06 0 8 0 电极间距( m m ) c o ) 注：测定时水温均为2 5 l 2 u4 06 08 0 电极间距( ) ( c ) 图2 _ 4 随电极间距变化的酸性电解水的p h 、0 r p 、a c c 的变化 f i g 2 - 4 t h ev a r i e t yo f p h ，o r p d a c co f e l e c t r o l y z e do x i d i z i n g w a t e r u n d e r d i f f e r e n td i s t a n c eb e t w e e ne l e c t r o d e s 2 3 1 2 电解液浓度对电生功能水理化性质的影响 1 2 薯 喜1 1 5 嚣 墓1 1 喂 1 0 5l一o一 0 0 5 0 1 0 0 2 0 n a a 质量分数 ( a ) 0 0 5 0 1 0 0 2 0 n a c i 质量分数 ( b ) 注：测定时水温均为2 5 l 图2 - - 5 电解液浓度对碱性电解水p h 、0 r p 的影响 f i g - 2 - 5t h ev a r i e t yo f p ha n do r po f a l k a l i n ee l e c t r o l y z e dw a t e ri nd i f f e r e n tn a c lc o n e e n t r a t i o n 用自制电生功能水发生器，在电极间距为6 0m m 的条件下，分别对浓度为0 0 5 、o 1 、 0 2 的n a c i 溶液进行1 5r a i n 的电解处理，所得阴极产物的p n 、o r p 与电解渡浓度间的关系 l3 糯 啪椭 嘞 啪唧 啪 i 1 1 (a邑ci崔o*琏心掣掰艇 r，lpl 如 如 加 o (1葡吕uu*琏口掣溢嗄 硼 砌 舢 帅 姗 (曷吾o*莲删蚶鬈理 如图2 - 5 中的a 、b 所示。 所得阳极产物的p h 、o r p 、a c c 与电解液浓度间的关系如图2 - 6 中的a 、b 、c 所示a 3 5 墨3 a 2 5 耋z 篓1 5 嚣1 n 5 0 毫印 蕈三 耋3 0 蚕2 0 鬻1 0 0 0 5 0 1 0 n a c i 质量分数 ( a ) 言 百 。 若 琏 脚 出 斑 憩 i 叫 上 1 0 4 0 一l 一。 0 0 5 n 1 0 0 2 0 n a c i 质量分数 ( ” 注：测定时水温均为2 5 + l 0 0 5 0 1 0 0 z 0 n d a 质量分数 ( c ) 图2 - 6 电能不同浓度电僻液所得酸性电解水的p h 、o r p 、a c c f i g 2 - 6 t h ev a r i e t y o f p h ，o r p a n d a c co f e l e c t r o l y z e do x i d i z i n g w a t e r i n d i f f e r e n t n a c ic o n c e n t r a t i o n 结果可见，当电极间距与电解时间相同时电解液浓度越高自制电生功能水发生器所制强酸 性电解水的n h 值越低、o r p 值和a c c 值则越高。电解液浓度为o 0 5 的电解液经过1 5r a i n 的电解后其p h 值高于2 7 、o r p 和a c c 也较低，因此作为消毒剂杀菌效果较差。而电解液浓 度为o 2 的电解液经过1 5r a i n 钟的电解后其p h 值小于2 、o r p 值和a c c 值则太高，因此可 能导致杀菌后的有效氯残留。试验中根据需要调解电解液浓度可获得不同理化指标的强酸性电 解水。本研究中采用n a c l 质量分数0 1 作为电解液浓度。 2 3 1 3 电解时间对强酸性电解水理化指标的影响 用自制电生功能水发生器在电极间距6 0 m r f l 的条件下，电解处理o 1 n a c i 溶液。分别处 理0m i n 、5m i n 、1 0r a i n 、1 5r a i n 、2 0r a i n 、2 5r a i n 、3 0r a i n ，测定得到的阳极产物的口h 值、 o r p 值以及a c c 值，结果如图2 - 7 中的a 、b 、c 所示，阴极产物的恤 值、o r p 值、测定结果如 图2 8 中的n 、b 所示。 由匾可见，随着电解时间延长强酸性电解水的p h 值降低，o r p 值和a c c 值升高。在电解 的初始阶段三个指标的变化迅速，p h 值从6 0 左右迅速降到3 0 以下，o r p 从3 0 0m v 左右升 高到9 0 0 m v 左右。 抛 瑚 啪 唧 1 1 1 1 6 = 5 a * 4 琏 粤3 划 证2 暖 i 瞢。 菩 姜4 0 嚣2 0 蓑 鼎0 o51 01 52 02 53 0 电解时同 蛐) ( a ) 05 1 01 5 2 02 53 0 电解时间( r a i n ) ( c ) 1 4r 1 4 0 0 孓1 2 0 0 i 1 0 0 0 o8 0 0 耋6 0 0 耋4 0 0 锰2 0 0 岍0llj，-一-l-_ 051 01 5 2 0 2 53 0 电解时间( m - m ) ( b ) 注：测定时水温均为2 5 1 图2 7 随电解时间变化的酸性电解水p h ，0 r p 以及a c c 的变化 f i g 2 - 7 t h e v a r i e t yo f p ha n d o r p o f a l k a l i n ee l e c t r o l y z e d w a t e r i nd i f f e r e n t t i m e 0 51 01 52 02 53 0 电解时间( 1 1 1 i n ) ( a ) 一 0 51 0 1 52 02 53 0 电解时间( m i n ) 注：测定时水温均为2 5 1 图2 - 8 随电解时间变化的碱性电解水p h 、o r p 的变化 f i g2 - 8t i l ov a r i e t yo f p h ，o r po f e l e c t r o l y z e do x i d i z i n gw a t e ri nd i f f e r e n tt i m e 电解时间不同电生功能水的理化指标也不同，因此试验中可根据需要选择不同的电解时间。 用本装置电解1 0m i n 到2 5m i n 钟的强酸性电解水的理化指标都在p h 值为2 2 2 7 、o r p 值在 1 1 0 0m v 以上、a c c 值在2 0 6 0m g l 。本章及以后的研究均采用1 5m i n 的电解时间。 2 3 ，1 4 电解用自来水与蒸馏水配制的电解液所制电生功能水的理化指标的比较 15 枷抛。瑚枷伽湖咖 (as皇o*齄世掣罐稻 2 0 8 6 4 z o i口*鞋诤掣警龋 用自制强酸性电解水发生器在电极间距为6 0m m 的条件下分别用蒸馏水及自来水配制 0 1 n a c l 电解液，电解1 5r a i n 后，所得产物的p h 值、o r p 值以及a c c 值如表2 - 3 所示- 袭2 - 3 自制电生功能水发生装置电解用自来水与蒸馏水配制的电解液所制电生功能水的理化指标 t a b l e2 - 3 t h e c o m p a r i s o no f p h y s i c a la n dc h e m i c a l i n d e x e so f e l e c t r o l y z e d f u n c t i o n a l w a t e r p r o d u c e d w i t h t a p w a t e r 竺! ! 兰竺兰：! 竺! ! ! ! ：望竺竺! ! 竺竺! 生! ：生! ! ! ! 一一一一一一 _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - - - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ _ l - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ 。_ 。一一 。一一一 酸性电解水 碱性电解水 电解液溶剂i i i ：i p h o r p a c c ( m g l ) o r p ( m v )口h(mv) 结果可见，当电解1 5m i n 时自来水配制的电解液制得电生功能水还没达到国外文献上所述 的电生功能水的定义和范围。由于自来水本身含有较多的c a “、m 9 2 + 等离子，在电解时产生 c a ( o h ) 2 、m g ( o h ) 2 等沉淀，因此电解时产生很多絮状沉淀。这些沉淀沉积在电极上，使电极 的导电性能降低，因此在相同条件下电解自来水配制的电解液所得电生功能水的p h 值低于电 解蒸馏水配制的电解液所得电生功能水的p h 值，而前者o r p 值和a c c 值则低于后者。电解 自来水配制的溶液对隔膜、电极、以及水流出口都有影响，因此电解自来水配制的溶液时必须 使用通过离子净化器净化后的自来水。 2 3 ，2 赛爱牌电生功能水发生装置所制电生功能水的理化指标 2 3 2 1 不同时间和不同电解液浓度下赛爱牌电生功能水发生器所制电生功能水的理化指标 赛爱牌电生功能水发生装置在不同时间和不同电解质浓度下所制强碱性电解水和强酸性电 解水的理化指标如图2 - 9 中a 、b 和2 1 0 中a 、b 、c 所示。 1 2 1 1 6 * 1 1 - 2 鐾 衄1 0 8 趔 蠹1 0 4 24681 01 21 5 24681 01 2 1 5 电解时间( m i n ) 电解时间( m i l l ) ( a )( b ) n a a 质量分数为0 0 5 n a c l 质量分数为0 1 n a a 质量分数为0 2 注：测定时水温均为2 5 1 图2 - 9 赛爱牌电生功能水发生器在不同时间、不同电解液浓度下碱性电解水理化指标的变化 f i g - 2 - 9 t h e v a r i e t yo f p h y s i c a la n dc h e m i c a l i n d e x e so f a l k a l i n ee l e c t r o l y z e d w a t e r p r o d u c e d b y s a i a i g e n e r a t o r s i n d i f f e r e n tt i m ea n dd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n 结果可见，赛爱牌电生功能水发生装置所制电生功能水的理化指标随时问及电解液浓度不 同变化趋势也与自制电生功能水发生装置相同。即随着电解时间延长强酸性电解水的口h 值降 。 瑚 伽 彻 湖 咖 (邑蛊o*齄口越攥嘿 耋量奎兰盔茎塑圭兰耋，。，。，。，。，。，。，茎三耋璧呈篓墼篁翟塑彗l ! i i 型量 低、o r p 值和a c c 值升高；电解液浓度越大强酸性电解水的p h 值越低、o r p 值和a c c 值越 高。根据国外对强酸性电解水的定义和范围，强酸性电解水的理化指标应该在p h 2 2 2 7 、o r p 为1 1 0 0 m v 以上，a c c 在2 0 6 0 m g l 范围。 4 3 5 毫3 2 5 嚣： 划1 5 嚣， 0 5 o 24681 01 21 5 电解时间( m i n ) ( a ) 46 81 0 1 2 1 5 24681 01 21 5 电解时问( m i n ) ( b ) m - - n a c l 质量分数为0 0 5 一n a a 质量分数为0 1 n a a 质量分数为0 2 注：测定时水温均为2 5 + l 电解时间( r a i n ) ( c ) 豳2 - 1 0 赛爱牌电生功能水发生器在不同时间、不同电解液浓度下酸性电解水理化指标的变化 f i g 2 - 1 0 t h e v a r i e t yo f p h y s i c a la n dc h e m i c a l i n d e x e s o f e l e c t r o l y z e do x i d i z i n g w a t e r p r o d u c e db y s a i a i g e n c r a t o r si nd i f f e r e n tt i m ea n dd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n 但是实验发现相同条件下，本装置所制电生功能水的a c c 值虽然普遍比自制电生功能 水发生装置所制电生功能水的a c c 值高，但p h 值也比自制电生功能水发生装置所制电生功能 水的p h 值高，而o r p 值则比自制电生功能水发生装置所制电生功能水o r p 值低。实验中只 有电解液浓度为0 0 5 和o 1 时电解1 0r a i n 所制强酸性电生功能水符合国外强酸性电解水的定 义与要求。因此比自制电生功能水发生器选择范围小。并且是容量仅为1u 槽的间歇式发生装 置( 自制电生功能水发生装置容量为2u 槽) ，且不能调节电极间距。 2 3 ，2 2 赛爱牌电生功能水发生器电解用自来水与蒸馏水配制的电解液所制电生功能水的理化 指标的比较 用蒸馏水和自来水分别配制0 1 n a c l 溶液，用本装置电解1 0 m i n 制得电生功能水的理化 指标比较结果如表2 _ 4 所示。 结果可见，用本装置电解自来水配制的电解液所得电生功能水的p h 值高于电解蒸馏水配 制的电解液所得电生功能水的p h 值，而o r p 值和a c c 值都低于用蒸馏水配制的电解液所得 电生功能水的o r p 值和a c c 值。 17 瑚 瑚 咖 咖 瞄 (g一盛o*莲日|掣掰取 柏加舳加o 瞢吝u*齄印塑涮嘿 中国农业丈学硕士论文第二章电生功能水的理化指标测定 表2 - 4 赛爱牌电生功能水发生装置电解用自来水与蒸馏水配制的电解液所制电生功能水的理化指标 t a b l e 2 - 4 t h e c o m p a r i s o no f p h y s i c a a n dc h e m i c a l i n d e x e so f e l e c t r o l y z e d f u n c t 沁n a l w a t e rp r o d u c e d w i t h t a p w a t e r a n dd e i o n i z e dw a t e rb ys a i a ig e n e r a t o r s 酸性电解水碱性电解水 电解液溶剂 一 2 星旦婴! 竺塑垒! 里坚! 型! 旦 竺垦! f 竺2 自来水配制2 7 91 0 8 95 6 0 51 0 8 蒸馏水配制2 5 51 1 2 55 9 5 11 1 5 0 - 8 1 4 - 9 0 6 由于自来水本身含有较多的c 分+ 、m 9 2 + 等离子，在电解时产生c a ( o h ) 2 、m g ( o 毗等沉淀， 因此电解时产生很多絮状沉淀。这些沉淀沉积在电极上，可使电极的导电能力降低，电解能力 下降，因此产生电解自来水配制溶液所得电生功能水的p h 值高于电解蒸馏水配制溶液所得电 生功能水的p h 值，而前者的o r p 值以及a c c 值则低于后者。电解自来水配制的溶液对隔膜、 电极、以及水流出口都有影响，因此电解自来水配制的溶液时必须使用先通过离子净化器后的 自来水。 2 4 结论 本试验确定了自制电生功能水发生器使用条件，在电极间距6 0 m m 条件下，电解用蒸馏水 配制的0 1 n a c i 溶液，1 5 r a i n 所得电生功能水符合国内外文献所述的电生功能水的定义及要 求。 自制电生功能水发生装置比塞爱牌电生功能水发生装置的优越性在于第一，工作容量大： 第二，可调节电极间距；第三，电解时间范围更大。而缺点是，第一，设备简陋，因此密闭性 不好；第二，自动化程度低，每次电解后酸性电解水和碱性电解水的出水口变化。 自制电生功能水发生装置需进一步改进，以便提高所得电生功能水理化指标要求，并提高 使用的方便性和安全性。 i8 中国农业大学硕士论文 第三章酸性电解水的杀菌效果测定 3 1 引言 第三章酸性电解水的杀菌效果测定 强酸性电解水具有强力的杀菌作用，可以在短时间内杀灭细菌、真菌、霉菌以及细菌芽孢 和病毒等各类微生物。强酸性电解水对肠管出血性大肠杆菌o - 1 5 7 、沙门氏菌等各种病原菌以 及m r s a 、绿脓杆菌等耐药性细菌有显著的杀菌效果。从电子显微镜中观察到经电生功能水处 理过的细胞表面有粒状突起物，并且细胞膜受损、细胞内容物渗漏。电生功能水对没有芽孢的 细菌效果显著。相对于此对病原菌及枯草芽孢杆菌等微生物需要一定的杀菌时间。 本研究拟利用实验室自制电生功能水发生装置所制电生功能水对已有菌种即大肠杆菌 0 7 8 、金黄色葡萄球菌以及沙门氏菌进行杀菌试验。首先比较电生功能水与次氯酸钠溶液对三 种菌的杀菌效果，而后改变酸性电解水的p h 值、温度及处理时间，考察这些因素对三种菌杀 菌效果的影响。 3 2 材料与方法 3 2 1 供试菌种 大肠杆菌0 7 8 、金黄色葡萄球菌2 6 0 0 3 、沙门氏菌均购自中科院微生物所，并由实验室保 藏一年。 3 2 2 主要仪器与设备 本章所用主要仪器设备见表3 - 1 。 表3 1 主要仪器设备 t a b l e3 - 1t h ee q u i p m e n t s 设备名称型号生产厂家 产地备注 电生功能水发生装置 恒温震荡培养箱 洁净工作台 台式离心机 紫外分光光度计 生化培养箱 恒温水浴 电热立式压力蒸汽灭菌器 漩涡振荡器 磁力搅拌器 实验室自制 h z o f 1 6 0 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司 一 北京冠鹏净化设备有限责任公司 t g l - 1 6 c 上海安亭科学仪器厂 1 、i 一1 9 9 0 北京普析通用仪器公司 h p s - 2 5 0 哈尔滨市东明医疗仪器厂 h h - s y 2 1 - n i 北京市厂风仪器仪表公司 y x q - s g - 4 6 - 2 8 0 a 上海博讯实业有限公司医疗设各厂 m s 2 s 2 1 1 l j ( a w o r k s 上海司乐仪器有限公司 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 堡! 兰! j ! 塞立些堕垦芝垡墅主里 19 其它设备：p h 计、氧化还原电位计、电子天平等同第二章。 3 2 3 主要试剂 本章所用主要试剂见表3 - 2 。 表3 哩主要试剂 t a b l c3 - 2 t h er e a g e l l t s 其它试剂：a 、k c l 、k 2 c r 2 0 7 、可溶性淀粉、n a 2 s 2 0 3 、冰醋酸等同第二章。 3 2 4 实验方法 本章所有试验均有防护措施。 3 2 4 1 菌种的活化 将实验室的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌用接种环从斜面培养基挑取适当量分别 划线接种到营养琼脂平板培养基上，3 7 下倒置培养2 4h ，得活化的三种菌。 3 2 4 2 菌悬液的制备”“ 将已活化的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌分别进行如下操作。用接种环挑取适当 量菌种接种于1 0 0m l 营养肉汤培养基中，3 7 、1 5 0r p m 下震荡培养1 8 2 4h 。取上述培养 液5m l 于无菌离心管中，在9 0 0 0r p m 下离心1 0 m i n ，弃去上清液，沉淀用无菌水清洗3 次。 加入5m l 无菌水重新分散混匀，再经离心( 9 0 0 0r p m ，1 0r a i n ) ，沉淀用无菌水清洗3 次，加 入5m l 0 1 无菌蛋白胨水分散混匀。将上述菌悬液用0 1 无菌蛋白胨水稀释。用紫外分光光 度计在6 4 0n m 下测定吸光值，吸光值为0 5 左右( 此时菌悬液浓度为1 0 9 c f u m l 左右) 时的 菌悬液作为试验备用菌悬液。测吸光值的空白为0 1 无菌蛋白胨水。 3 2 4 3 杀菌实验方法 1 不同处理液对三种菌的杀菌效果比较 本试验分别用强酸性电解水、强碱性电解水、次氯酸钠溶液以及自来水对三种菌进行杀菌 效果比较。 强酸性电解水和强碱性电解水分别是用实验室自制电生功能水发生器处理0 1 n a c l 溶 液、1 5m i n 后产生的阳极和阴极产物。次氯酸钠溶液是次氯酸钠原液与蒸馏水以1 ：4 0 0 的体 积比剑混合配制。以上四种处理液的理化指标如表3 - 3 所示。 20 表3 - 3 四种处理液理化指标 t a b l e3 - 3 t h e p h y s i c a la n dc h e m i c a l i n d e x e s o f f o u r t r e a t m e n ts o i n t i o n s 丝望婆垒整! 坚! 竺塑旦 丝曼! 竺型! ! 强酸性电解水 2 5 - - + 0 21 1 2 0 - 4 - 2 0 3 55 o 2 强碱性电解水 次氯酸钠溶液 自来水 1 1 5 0 2 9 7 0 2 7 2 士0 2 8 1 6 1 5 6 8 5 1 2 3 0 8 1 0 1 8 3 6 0 4 4 。0 4 杀苗处理方法：取3 2 4 2e e $ t 各的备用菌悬液l m l 分别加入到装有9 m l 上述四种处理 液的试管中，经过1 5 m i n 后，加入1 0 m l 无菌中和剂，混匀测定其中的含菌量。处理液中的含 菌量采用平板茵落计数法进行统计。对照为无处理组，即1m l 菌悬液加入到9m l 无菌水，经 过1 5 m i n 后，处理液的含菌量。以上试验时水温均为2 5 + 1 。 2 不同p h 值的酸性水对杀菌效果的影响 由实验室自制电生功能水发生器处理0 i n a c i 溶液、1 5m i n 后产生的强酸性电解水，用 0 1m n a o h 溶液调节p h 值，分别调成p h 值为2 5 、3 0 、4 , 0 、5 0 、6 0 的酸性水溶液。用这5 种溶液分别对备用的三种菌菌悬液进行杀菌处理。不同p h 值的酸性水的理化指标如表3 - 4 所 示。 表3 - 4 不同p h 值酸性水的理化指标 t a b l e3 - 4t h ep h y s i c a la n dc h e m i c a li n d e x e so f e l e c t r o l y z e do x i d i z i n gw a i fw i t hd i f f e r e n tp h ! 坚q 墨丛竺旦垒塑! 竺g 生1 2 5 4 - 0 ，11 1 2 0 4 - 2 03 5 5 4 - 0 2 3 0 士01 1 1 3 4 5 ：1 63 7 2 0 1 4 0 + 0 11 1 3 8 1 03 8 0 01 5 0 4 - 0 11 1 4 1 1 23 9 8 士0 2 6 0 5 ：0 11 1 3 5 53 7 8 士0 2 杀菌处理方法为：将已制备的三种菌悬液各1 m l 分别加入到装有9 m l 各种p h 值酸性水 的试管中，3 0s 后加入无菌中和剂，混匀后测定试管内溶液中的含菌量。含菌量采用平板菌落 计数法。对照为无处理组，即1 m l 菌悬液加入到9 m l 无菌水中，经过3 0s 后的含菌量。以上 试验时水温均为2 5 4 - 1 。 3 温度对酸性电解水杀菌效果的影响 本试验中用实验室自制电生功能水发生器处理o 1 n a c i 溶液、1 5m i n 后产生的强酸性电 解水。在不同温度下对三种菌进行杀菌试验，比较温度杀菌效果的影响。制得强酸性电解水的 p h 值为2 5 - - _ 0 1 、o r p 值为1 1 2 0m v 、a c c 值为3 5 5m g l 。 杀菌处理方法为：将制得的强酸性电解水9m l 装入无菌试管中塞紧棉塞后分别放置到1 5 、2 0 、2 5 、3 0 、3 5 下放置5 m i n 后取出。取已制各的三种菌悬液各1 m l 分别加 入到各个温度下的试管中3 0s 后加入1 0 m l 无菌中和剂，混匀后测定试管内溶液的古菌量。 含菌量采用平板菌落计数法。对照为2 5 c t i m l 菌悬液加入到9 m l 无菌水中，3 0s 后加入 1 0m l 无菌中和荆，混匀停止反应后测定的试管内溶液的含菌量。 2l 中国农业大学硕士论文 第三章酸性电解水的杀菌效果测定 4 随时间变化的酸性电解水杀菌效果 本试验考察自制强酸性电解水处理时间对杀菌效果的影响。将用实验室自制电生功能水发 生器处理0 1 n a c i 溶液、1 5r a i n 后产生的强酸性电解水，对三种菌进行杀菌处理。处理时间 分别为5s 、1 0s 、2 0s 、3 0s 、4 0s 、5 0s 、6 0s 。制得强酸性电解水各项理化指标同上。 杀菌处理方法：将1m l 菌悬液分别加入到7 管装有9m l 上述强酸性电解水的无菌试管中 后开始计时，分别在5s 、1 0s 、2 0s 、3 0s 、4 0s 、5 0s 、6 0s 时加入1 0 m l 无菌中和剂，混匀 停止反应，用平板菌落计数法钡4 定试管中溶液的含菌量。以上操作分别对三种菌进行。本试验 时水温为2 5 1 。 3 2 4 ，4 所用溶液配制 0 1 无菌蛋白胨水：0 1g 蛋白胨加入到1 0 0 m l 蒸馏水中，1 2 1 、0 1 m p a 下灭菌1 5 r a i n 。 无菌中和剂：0 0 5 的n a 2 s 2 0 3 加入到o 0 3m 、p h 值为7 2 的磷酸缓冲液中，1 2 1 、0 1 m p a 下灭菌1 5 m i n 。 3 2 4 5 平板菌落计数法 平板苗落计数法时接种采用涂布法。取o 1m l 待测物于营养琼脂平板培养基中，用涂布棒 涂布均匀后倒置于3 7 恒温培养箱中培养2 4 4 8h 后计菌落总数。以上每个稀释度做三个重 复。 3 ，3 结果与讨论 3 3 1 不同处理液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及沙门氏菌的杀菌效果 用强酸性电解水、强碱性电解水、次氯酸钠溶液以及自来水分别处理大肠杆菌、金黄色葡 萄球菌以及沙门氏菌的结果如图3 - 1 所示。 注：本试验温度为2 5 i 图3 1 不同处理液分别对三种菌的杀菌效果 f i g 3 - 1 t h e b a c t e r i c i d a le f f e c t o f d i f f e r e n t t r e a t m e n ts o l u t i o n s o n t h r e eb a c t e r i a 结果可见，自制电生功能水发生装置所制强酸性电解水对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及 沙门氏菌等三种微生物均具有很强的杀菌效果对三种菌的杀灭率几乎达到1 0 0 。本实验所 22 中国农业大学硕士论文 第三章酸性电解水的杀菌效果测定 用次氯酸钠溶液的有效氯浓度为1 8 3m g l ，而强酸性电解水的有效氯浓度仅为3 5 5m g l 。结 果强酸性电解水对三种菌的杀菌效果与次氯酸钠溶液的杀菌效果相同甚至更好。因此自制电生 功能水发生装置所制强酸性电解水的杀菌效果比相同有效氯浓度的次氯酸钠溶液的杀菌效果 好。自来水与强碱性电解水处理比无处理时三种菌的数量都有所降低，但是不明显。自来水能 降低大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及沙门氏菌等微生物的数量是由于自来水中残留的有效氯起 杀菌作用所致。强碱性电解水处理出现菌数降低的现象，是由于强酸性电解水的p h 以及o r p 在微生物正常生长的范围以外，因此起到抑制微生物的生长所至。 3 3 2 不同p h 值的酸性电解水对大肠杆菌、金黄色葡萄球