电解水在食品加工中的应用

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1、电解水在食品加工中的应用电解机能水，俗称电解水是近年来日本开发的用于消毒、洗涤或饮用水。由于它在杀菌洗涤方面具有效果明显，残留量低，使用方便，价格低廉等优势，目前已在日本的医疗、水质处理、晶片洗涤、农业和食品方面的杀菌与洗涤等诸多方面得到广泛应用，特别是经过特殊处理的电解水机能可以直接饮用，具有改善肠胃功能，甚至抑制体内自由基的作用，因而在日本家庭中得到了相当大的普及。一些著名大公司如三洋电机、森永乳业、松下电器等都纷纷开发相关的项目，不断推出新的电解水生产设备，甚至设置这方面的专门研发机构；此外日本还设有专门的学会

2、、财团负责电解水的推广和交流，相关的专利高达近1500件。1997年日本厚生省正式批准电解机能水可作为医疗方面的杀菌洗涤用水，2002年批准为食品及农产品加工杀菌用水。鉴于我国对这项技术的报道和研究相对较少，特别是涉及食品行业的更少，本文将根据相关的文献资料和自己的研究对该项技术及在食品行业的应用状况做一介绍，以期为学术界及产业界同仁参考。 1 电解机能水的生成原理及分类     电解机能水是将稀盐水或盐酸用低压直流电电解出的水溶液，根据酸碱性可分为酸性电解水和碱性电解水，酸性电解水主要用于消毒，碱性电解水用于洗涤或

3、饮用（电解质采用乳酸钙等）。采用稀盐水生成电解机能水的基本装置如下： 将少量食盐加入自来水，在设有阳离子交换隔膜（设在阴阳电极之间）的电解槽中进行电解，阳极侧生成酸性电解水,阴极侧生成碱性电解水。 阳极侧电极及化学反应：2Cl－－2e = Cl2 Cl2＋H2O = HCl＋HClO 阴极侧电极及化学反应： 2H2O+2e→H2↑+2OH-  酸性电解水主要成分为次氯酸和盐酸，同时还含有少量活性氧化成分，一般pH值为2～3时氧化还原电位ORP值为+1100mv左右，有效氯约为20～70ppm，具有强氧化性。碱性电解水

4、的主要成分为氢氧化钠，pH值为12时氧化还原电位ORP值为-800mv左右，因为含有不稳定的氢自由基而具有还原性。 以上为电解机能水生成的基本原理，实际上用途不同，生成装置、电解机能水的特性有所不同，一般根据电解机能水酸碱性的强弱将其分为强酸性电解水（pH2.2～2.7）、弱酸性电解水（pH3～6）、微酸性电解水（pH5～6.5）、强碱性电解水（pH 11.3以上）、弱碱性电解水（pH8～10）等。根据电解方式可分为有隔膜和无隔膜两种。电解质主要有盐类（如氯化钠、氯化钾）或盐酸，用于饮用时一般采用乳化钙等或者利用自来

5、水中的离子成分直接电解。目前用在食品方面的电解机能水主要采用有隔膜电解氯化钠的方式或无隔膜电解盐酸的方式制备。 2 酸性电解水在食品加工中的应用 酸性电解水在食品加工中应用主要是因为其具有极强杀菌能力，且其中的杀菌成分不稳定，不易残留，制造成本低廉，因而可以大量用于食品工厂的设备清洗、环境消毒等方面。 2.1杀菌效率 目前已经证实，酸性电解水主要杀菌成分为次氯酸，由于它为分子形态，比较容易进入细菌细胞，破坏细菌细胞膜、核酸或蛋白质，因而具有极强的杀菌力；相应的盐类因呈碱性，绝大部分带有负电荷，分子形态的有效氯很少，难

6、以靠近细菌细胞，杀菌效率因而大大减弱。以下为几种氯化合物杀菌效率图。由图可知次氯酸对大肠杆菌的杀菌效率是相应盐类杀菌力的近百倍。次氯酸对各种细菌及病毒总的杀菌效率是相应盐类的10～100倍，因此，相对于次氯酸盐类消毒剂，采用酸性电解水具有节省消毒剂用量，减少残留物，使用更安全的特点。与臭氧水相比，虽然臭氧水的杀菌效率是次氯酸的5～50倍(见下表)，但由于次氯酸的挥发性、分解性及对设备的腐蚀性远低于臭氧水，所以在设备清洗消毒、环境消毒等方面具有明显优势。此外，酸性电解水可以结合加热操作，并且比较容易达到高浓度，可以杀死

7、一些抗性极强的芽孢菌，甚至达到无菌的效果，而臭氧水则难以达到无菌。 杀菌剂种类 细菌或病毒99%不活化时所需的浓度与时间的乘积（mg?min/l）芽孢菌 病毒 肠内细菌 臭氧水 2 1 0.01 次氯酸 100 5 0.2 次氯酸盐 >1000 >200 20 2.2安全性 酸性电解水由于可以在低浓度有效氯的情况下实现高效杀菌，特别是有效成分次氯酸会分解，水溶液呈低酸性或近于中性，因此它比次氯酸盐类消毒液残留性低，对操作人员手的腐蚀性小，气味刺激性低。在对金属腐蚀性方面，有资料表明在大体相当的杀菌效果的情况下，弱酸性

8、电解水对金属的溶出量与次氯酸盐类相当，强酸性电解水的溶出有所提高，但远低于臭氧水。在对人体的安全性方面，由于它最早应用在与人体有关的拔牙、皮肤消毒以及医疗器具消毒方面，经过医学界大量的毒理试验和多年来的临床实践证明，在通常的使用范围内是相当安全的。此外，由于酸性电解水呈酸性，加上在通常的使用范围内有效氯较低，与有机物结合产生的三卤甲烷的浓度极低