稳定性二氧化氯及其在食品工业中的应用.docx

稳定性二氧化氯及其在食品工业中的应用!集美大学生物工程学院，厦门 #$%&$蔡慧农 汤凤霞围越来越广。% 稳定性二氧化氯的性质%&% 稳定性二氧化氯的理化性质我 国 化 工 行 业 标 准 .?)*, (#$ 对 食 品 添 加 剂稳定性二氧化氯溶液主要指标要求为：稳定性二 氧化氯溶液为无色、无味的透明水溶液，#D水溶液的1. 为 - E,，比 重 %&$) E%&$+ （#$F ），砷 （C）含 量 !$&$#D ，重 金 属 （以 GH 计 ）含 量 !$&$%D ，甲 醇 含 量!$&$+; %$0I。稳定性二氧化氯水溶液遇酸化剂 不稳定，二氧化氯分子即游离逸出，水溶液呈黄色到 深棕色，二氧化氯气体大量逸出。在高温和强烈光照 下会自行分解，致溶液呈黄色到棕色，并伴有二氧化 氯气体逸出，故应将其储存于避光阴凉通风处。作为食品添加剂的稳定性二氧化氯是二氧化氯 气体物质，经食品添加剂碳酸盐溶液吸收而制得的稳 定性二氧化氯溶液，产品含二氧化氯浓度 #D（9 J） 以上。稳 定 性 二 氧 化 氯 是 具 有 选 择 性 的 强 氧 化 剂 ，其 氧化能力约为氯气的 #&= 倍；能与酚类、硫类、三级胺 类、有机微生物、金属离子等 发 生 强 烈 的 氧 化 反 应 ； 与烷、烯、炔类、醇、醛、酮、酯类、有机酸等略微反应； 与胺、氮胺、乙二醇等不反应。二氧化氯与各种物质 只起氧化反应，不发生氯代反应而生成氯酚、三氯甲 烷、!.K 等臭味物质和致癌物质，其使用不会对环境 造成二次污染。因此，可用于饮用水的消毒、脱色、除 臭等。%&! 稳定性二氧化氯的功能及机理稳定性二氧化氯优异的化学性能决定了其具有 杀菌、漂白、除臭、消毒等功能，因而可以用于多种需 要的场合。摘 要 论述了稳定性二氧化氯的特性、测定方法、制备与使用方法以及在食品加工中的应用。关键词 二氧化氯 性质 测定 制备 应用!#$%&$ !#$ %&#()#* +*$(4 年，美国又批准二氧化氯作 为食品厂的环境消毒；%,- 年，日本食品卫生法规将 稳定性二氧化氯列入食品添加剂，作为面粉漂白剂 用；澳大利亚卫生部批准将二氧化氯列入食品添加 剂作为食品漂白剂用。%,# 年，中国食品添加剂委员 会批准，二氧化氯可用于鱼类加工 过 程 ，控 制 杂 菌 、 大肠杆菌等污染；%,* 年，我国 ?(#*$ 将稳定性 二氧化氯列入食品添加剂中作防腐剂，使用范围为 果蔬保鲜、鱼类加工，最大使用量分别为 $&$%; A; 和$&$=; A;。该标准同 时 将 二 氧 化 氯 列 为 食 品 加 工 助 剂。目前，二氧化氯被联合国卫生组织（9.B）列为 C!级安全消毒剂，已被发达国家广泛应用，且应用范杀菌机理 二氧化氯分子中的氯原子最外电%9）间（）大肠杆菌!11$1444442单核细胞增多性李斯特氏菌!11$1444442绿浓杆菌杀灭011!1金黄色酿脓葡萄球菌杀灭011!1须发癣菌全部杀灭011$11!#漂白机理二氧化氯的漂白是通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的。用它作漂白剂替代氯气、氯酸盐等，可阻止并避免与纤维发 生氧化而降低纤维强度，因而效果更全面。电解法 主要以氯化钠为原料，采用隔膜电$!$解技术制取二氧化氯，电解法生产二氧化氯同时也伴有其它气体 （如等）的产生，二氧化氯浓度仅为!123$12。二氧化氯的纯度不同，则会大大影响其实际应 用性能。纯度高的二氧化氯用 量 小 ，氧 化 、杀 菌 、消 毒、除臭等效率高，而且保证不会产生有异臭味的氯 酚及有致癌物的三卤甲烷等有机卤化物。#%!稳定性二氧化氯的制备当稳定剂选用碳酸钠、过碳酸钠、硼酸盐等惰性 溶液时，可制得二氧化氯浓度为 #2以上的液态稳定 性二氧化氯；当稳定剂选择硅 酸 钙 、分 子 筛 、无 纺 布 等多孔性固体时，可制得固态稳定性二氧化氯产品。 用于食品添加剂中的二氧化氯稳定剂必须是食用级 的碳酸盐系列。以华特 415 二氧化氯消毒发生器 6 型为例，说明 液态稳定性二氧化氯的制备。该发生器由发生器、纯 化器和吸收器等组成，采用的原料为 )/+-($ 和 %+-。 一定浓度的原料在反应器反应，控制一定温度，负压 条件下使生成的 +-# 和 +-(# 混合气体进入纯化器，其 中的 +-# 被亚氯酸钠纯化，然后 +-(# 进入吸收器，吸 收器中含有稳定剂，其主要成分为碳酸钠和双氧水， 在吸收器中 +-(# 与稳定剂反应生成稳定性 +-(#。除臭机理 二氧化氯的除臭作用是因为它能!#$与异味物质（如 %#&、&(%、)%# 等）发生脱水反应，并使异味物质迅速氧化转变为其它物质。而且它能 阻止蛋氨酸分解成乙烯，也能破坏已形成的乙烯，从 而延缓腐烂，同时杀死微生物而不与脂肪酸反应并 不破坏食品结构。!#* 消毒机理 二氧化氯的氧化性可将有毒物转 化为无毒物。氰化物（+)）在碱性条件下能被二氧化 氯氧化成二氧化碳（+(#）和氮气（)#）；二氧化氯能在 很宽的 ,% 范围内氧化硫化物，消除硫化物的异臭 味；二氧化氯对仲胺和叔胺的氧化可以有效除去胺。! 有效二氧化氯含量测定采用直接碘量法：用盐酸活化试样，反应生成的 二氧化氯气体用碘化钾硫酸溶液吸收，再用硫代硫 酸钠标准滴定溶液滴定。现有丙二酸碘量法测定更 为精确，其原理为：用丙二酸与其中的次氯酸根反应， 以消除其干扰，防止对二氧化氯含量测定的影响。稳 定性二氧化氯溶液在酸性条件下释放出具有氧化性 的二氧化氯。二氧化氯氧化碘化钾，使其释放出碘，再 与硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定反应析出的碘。综述稳定性二氧化氯的制备稳定性二氧化氯的生产方法是先制备高浓度的 二氧化氯，然后将气体 通 入 含 稳 定 剂 的 水 溶 液 中 ， 即：+-(#.稳定剂（吸收剂）!稳定性 +-(#。其 技 术 关 键 是 选 择 适 宜 的 生 产 二 氧 化 氯 工 艺 ，制得纯度高、成本低的二氧化氯气体以及选择合适 的稳定剂或吸收剂。#稳定性二氧化氯的活化稳定性二氧化氯溶液在使用过程中必须经过用 酸的活化过程，当前用户使用时一般根据实际需要 采用两大类活化剂，一类是即效活化剂，使二氧化氯 在很短时间内全部释放出来，主要使用一些强酸，如 盐酸、硫酸等；另一类是缓效 活 化 剂 ，即 使 二 氧 化 氯 缓慢释放，主要使用一些弱酸，如柠檬酸等。据报道， 经大量试验验证，使用柠檬酸等弱酸作活化剂一般 仅能活化 712二氧化氯，因此，作为食品添加剂使用 时必须用食用级盐酸作为活化剂。稳定性二氧化氯在食品中的应用%&对水的消毒处理食品厂消洗原料、罐头杀菌、冷却等过程中需要$二氧化氯的发生方法#%&$!亚氯酸盐法 包括亚氯酸钠的氧化（氯化）和亚氯酸钠的酸分解。氧化（氯化）法采用溶液与氯气进行反应：#)/+-(#.+-#!#+-(#.#)/+-酸分解是采用与一定浓度的酸溶液反应生成二 氧化氯：4$!# 年第 $ 期!#$%$ &% ($)%*+*,- *. /* 0%1234-等。采用二氧化氯杀菌剂溶液浸泡或喷雾，可以起到 良好的杀菌效果。%&%啤酒制麦二氧化氯在啤酒制麦行业是一种高效安全消毒 剂和漂白剂，.!& ( 9 的二氧化氯能有效抑制麦 芽 生产过程中霉菌的生长繁殖，提高麦芽质量。与常用 的漂白粉、甲醛相比，二氧化氯因其无色、无味、无剌 激、无腐蚀，大大改善了工人的操作条件，而且由于其 具有除臭效果，还能减少室内异味。另外，二氧化氯还 能处理含酚废水，将水中的多酚氧化成醌式直链酸， 对浸麦水中多酚浓度降低起重要作用，有利于更多地 浸出大麦多酚物质，降低麦芽色度，提高麦芽质量。稳定性二氧化氯的发展前景二氧化氯之所以备受人们青睐，主要是因为它 是一种不产生致癌物的广谱环保型杀菌消毒剂。具 有杀菌能力强，对人体及动物没有危害以及对环境 不造成二次污染等特点。稳定性二氧化氯作为一种 高效、广谱的杀菌剂在发达国家应用较早，我国由于 生产成本偏高，环境保护法规还不健全而限制了它 的广泛使用及开发。近年来，我国在稳定性二氧化氯的研制和应用 方面做了大量工作，各种稳定性二氧化氯发生器和 稳定性二氧化氯粉剂已研制成功，投入使用，取得了 很好的效果。上海、广东、天津、辽宁等省市的部分饮 料厂、啤酒厂、食品厂已开始使用稳定性二氧化氯作 为消毒杀菌剂。相信随着人类对自身健康和生存环 境的日益关心，稳定性二氧化氯在生产和生活中将 会得到越来越广泛的应用。食品工业科技大量消毒水，使用二氧化氯进行水处理是很有效的。其中包括良好的除臭与脱色能力、低浓度下高效的 杀菌和杀病毒作用。二氧化氯用于水消毒 !#$%& ()，%&*+ 内能将水中 ,-的细菌杀灭。其灭菌效果为氯的 %! 倍，次氯酸钠的 . 倍。杀菌快速，/0 范围广（1$%!），并不受水硬度和盐分多少的影响；能维持长 时间的杀菌作用，高效率地消灭原 生 动 物 、孢 子 、霉 菌、水藻和生物膜。对空气的杀菌微生物是导致加工食品二次污染的主要原因之 一。食品加工厂生产车间由于卫生的要求，需进行消 毒处理。多数食品加工厂封闭车间内普遍采用紫外 线灭菌方式，但因车间内空气相对湿度大，故紫外线 杀菌效果并不理想。二氧化氯制剂灭菌能力强，分解 迅速无残留，适于食品加工厂应用。一般按 2& ( &3 喷雾量消毒，喷雾器要求其喷雾微粒达到空气消毒 的雾点要求，即可杀灭 ,-以上的各种细菌、病 毒 、霉 菌 ，而 且 能 消 除 臭 味 、异 味 ，对 人 体 无 刺 激 反 应。应用实验结果表明，采用喷雾方法对空气进行消 毒，空气可达美国外科学会三级浮游菌数的最高标 准级别，即极洁净手术室43#567 ( &3 的要求。结合其 他手段，如层流通风技术，配合紫 外 线 杀 菌 ，既 可 迅 速降低空气细菌数，又能保持长时间的超净效果。%&!综述食品保鲜剂据报道，经稳定性 二 氧 化 氯 处 理 的 鸡 肉 在 #8 下，可有效的延长贮存期；在初乳中添加 !#-二氧化 氯溶液，可保鲜 3 个月不发生霉变；将二氧化氯用分 子筛吸附，连同果蔬置于密封袋中，可达到良好的保 鲜保藏效果；稳定性二氧化氯对鱼、贝类具有较好的 防腐效果，不同的品种，保鲜效果 不 一 样 ，在 低 温 下 对鱼、贝肉的保鲜时间可大大延长；经二氧化氯溶液 浸泡的禽类，可有效控制微生物生 长 ，延 长 储 藏 期 ， 并能保持鲜美的口味；用二氧化氯处理禽蛋，保鲜效 果亦良好，且不影响蛋的孵化；在啤酒中添加二氧化 氯 （一般不超过 3#& ( )），不仅可延长啤酒的保鲜 期，而且不影响啤酒的口味；在果汁饮料中保鲜加入 量按产品最终浓度 #$%!& ( 9 为宜；矿泉水的保鲜 按 !.$!#& ( 9 加入，可延长保存期。%&$生产设备的消毒二氧化氯可广泛应用于啤酒厂、饮料厂的 :; 系统、管道及浸泡池、水处理等设 备 消 毒 灭 菌 ，灭 菌 速度快，效果好