关于酸化电位水的生成原理及其灭菌效果的研究

关于酸化电位水的生成原理及其灭菌效果的研究【摘要】以水和低浓度的电解质水溶液制备酸化电位水，并探讨其生成机制和灭菌原理，对其灭菌效果进行了试验。结果表明，用电解法制取酸化电位水是可行的；酸化电位水具有较强的灭菌作用，因其制作生成简单，故酸化电位水具有很好的发展前景。

【关键词】电解；酸化电位水；灭菌

Studiesonproductivetheoryandsterilizingeffectoftheacidelectrolyzedwater

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

【Keywords】electrolysis；acidelectrolyzedwater；sterilization

随着人们食品卫生意识的不断加强,减少(或杀灭)有害微生物引起污染的杀菌消毒措施也在不断发展。目前使用的杀菌措施虽然很多,但有的方法一般情况下不具备使用条件,化学消毒方法又存在有残留、易给食品带来二次污染、安全性低等缺点。酸化电位功能水作为一种全新的杀菌消毒剂,具有生成容易、使用方便、杀菌力强、杀菌时间短且无残留等优点,故越来越受到人们的重视［1］。

1生成原理

在一个直流电解槽中，正负电极间用离子交换膜分隔，当对自来水进行电解时，在水中加入微量的NaCl作为电解强化剂，就会产生电解反应［2］，方程式

H2O=H+＋OH-

NaCl=Na+＋Cl-

Na+、H+及自来水中的Ca2+、Mg2+和各种金属离子会通过膜向阴极迁移，OH-、Cl-和自来水中的酸根负离子则通过膜向阳极迁移，并产生如下电解反应：

4OH--4e→2H2O+O2↑

2Cl--2e→Cl2↑

O2+H2O–2e→2H++O3

Cl2+H2O=HClO+Cl-+H+

可见从阳极产生氧气、氯气和大量氢离子，生成酸化电位水。在阴极电极上产生氢气和大量氢氧根离子，生成碱性离子水，方程式

2H++2e→H2↑

Na++OH-=NaOH

酸化电位水生成原理图见图1。

2灭菌原理

一般细菌、真菌、病毒等微生物的生存环境是ORP-400mV～+900mV，pH值4～9，超出这个范围之外的环境下，微生物难以生存、繁殖。酸化电位水中的H+浓度增加呈酸性，ORP在+1050mV以上，呈强氧化性，pH值在以下，有效氯含量为～/L。因为ORP决定微生物的呼吸代谢，而ORP在+1050mV以上，pH值在以下的酸化电位水使微生物细胞膜离子发生改变，且酸化电位水在生成过程中产生HClO和活性氧，可导致细胞膜通透性增强，细胞代谢酶受到破坏，使微生物在瞬间被杀死。所以酸化电位水能有效地杀灭细菌、真菌、病毒等微生物。

经实验证明，在普通水中单纯次氯酸在短时间内最低有效杀菌浓度为/L，而酸化电位水的最低有效杀菌浓度为/L，其差值为184倍。用盐酸配制的的水溶液只有弱的杀菌功能，根本无法与酸化电位水相比较。所以酸化电位水的特强杀菌功效ORP值和少量的HClO、ClO-、Cl-、H+、O3的综合效应，其中最主要的是ORP值。见图2。

3测试灭菌方法与结果分析

对手指的灭菌效果试验试验条件：强酸化电位水的pH值为,氧化还原电势为;弱酸化电位水的pH值为,氧化还原电势为;肥皂、酒精(体积分数为75％)和自来水处理作为对照。

评价方法：本试验中测定消毒前后手指上的细菌数,计算其减少的百分数,并与其他消毒方法作对照［3］。

结果分析：酸化电位水对手指的灭菌效果见表1。可以看出,对照处理手指上仍有大量细菌存在;强酸性离子水灭菌效果与常用消毒剂酒精相同;弱酸性离子水灭菌效果稍差于强酸性离子水,但杀灭率远高于肥皂。表1不同处理对手指的灭菌效果

对餐具、厨房用具的灭菌效果试验试验条件：室温,测定对象为食器上附着的杂菌数。酸化电位水的pH值为,氧化还原电势为；自来水处理作为对照。

评价方法：一般根据消毒后微生物的残留情况判定。国内常用餐具消毒效果的表示方法有2种,一种用杀灭率表示,以原有微生物减少90％以上,即杀灭率大于90％为消毒合格；另一种用检出菌落总数及大肠菌群近似值表示。本试验中采用前一种方法。

结果分析：餐具在酸化电位水中浸泡3min后的灭菌效果见表2。可以看出,各种餐具的细菌杀灭率均大于90％,按国内判定标准均为消毒合格。

对空气的灭菌效果试验试验条件：选择模拟食品加工操作间作为试验对象,酸化电位水的pH值为,氧化还原电势为;未喷雾前空气作为对照。

评价方法：本试验中采用日本的5min暴皿法［4］测定消毒前后空中下落菌数,确定空气的质量。

结果分析：用酸性离子水对密闭空间内的空气喷雾1min后测得空气中下落菌数为5个/皿,而对照为56个/皿。空气中下落菌数大幅度减少,空气质量由原来的普通空气变为清洁空气。表2酸化电位水对餐具的灭菌效果

4小结

综上所述，制作酸化电位水的原料为自来水和少量的氯化钠，采用电解法制取酸化电位水在实践上是可行的，而且工艺简单、容易实现；通过一系列试验证明酸化电位水具有很强的杀菌作用，特别具有不留残毒，没有毒性，对环境无污染的特点，使酸化电位水可广泛应用于食品加工、饮食服务及美容业等各个行业，具有很高的经济实用价值，前景看好。

【参考文献】

1李里特,关东胜.强酸化水的制备及其灭菌效果.中国农业大学学报,1997,2(2):10