冷觸媒抗菌除味技術(shù)在冰箱保鮮中的研究應(yīng)用

錢(qián)梅雙 辛海亞 梁起

QIAN Meishuang XIN Haiya LIANG Qi

合肥晶弘電器有限公司 安徽合肥 230601

Hefei Kinghome Electricical Co., Ltd. Hefei 230601

1 引言

目前冰箱中應(yīng)用的除味技術(shù)主要有以下四種類型[1]。（1）掩蓋式除味：此類除味技術(shù)主要成分為芳香劑，通常以芳香劑單獨(dú)存在或加載于載體上的方式加工而成。在使用過(guò)程中，芳香劑揮發(fā)，對(duì)臭味進(jìn)行掩蓋，芳香味揮發(fā)速度快，當(dāng)其耗盡時(shí)，不再起到掩蓋氣味的作用，因此使用壽命有限，而且不能從根本上解決異味問(wèn)題。（2）物理消臭式除味：在冰箱中主要通過(guò)固體吸附材料如活性炭將臭味氣體吸附，達(dá)到去除有害氣體的效果。主要有粘土礦物類除味劑、沸石類除味劑及其他多空類除味劑。（3）生物式抗菌除味：主要通過(guò)抗菌活性成分如茶多酚、酮類等殺滅細(xì)菌以達(dá)到除臭的效果。（4）化學(xué)式抗菌除味：光觸媒抗菌除味和臭氧氧化抗菌除味技術(shù)。光觸媒抗菌除味在紫外線的作用下，能量被激發(fā)，可分解異味氣體，缺點(diǎn)是需要紫外線的作用才能夠發(fā)揮良好的抗菌除味性能[2]。臭氧氧化抗菌除味是通過(guò)臭味分子氧化，從而達(dá)到除臭的目的, 但過(guò)量的臭氧對(duì)人體有害。因此不適用于家用冰箱[3]。

鑒于傳統(tǒng)的除味技術(shù)存在壽命短、存在安全隱患等問(wèn)題，我們研發(fā)了冷觸媒抗菌除味技術(shù)，冷觸媒抗菌除味技術(shù)可在常溫下分解異味氣體，同時(shí)本身具有抗菌性能。冷觸媒抗菌除味技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①模塊風(fēng)阻較小，不會(huì)影響在冰箱中的整機(jī)性能。②使用溫區(qū)較廣，可在-30℃～120℃溫度范圍內(nèi)能正常工作，無(wú)需任何附加條件。③不需要再生，使用壽命較長(zhǎng)。④安全無(wú)毒。⑤耐霉變、耐熱耐寒、耐腐蝕。⑥采用氧化分解的方式分解有害物質(zhì)，發(fā)生飽和吸附現(xiàn)象和二次污染[4]。

本文旨在研究冷觸媒抗菌除味技術(shù)的抗菌及除異味效果，為后期進(jìn)一步開(kāi)發(fā)冰箱冷觸媒保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 抗菌試驗(yàn)方法

2.1.1 試驗(yàn)菌株

試驗(yàn)所用菌株為金黃色葡萄球菌（菌種編號(hào)：ATCC6538）和大腸桿菌（菌種編號(hào)：8099）。

2.1.2 試驗(yàn)方法

依據(jù)GB 21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 抗菌材料的特殊要求》的“附錄B 抗細(xì)菌性能試驗(yàn)方法（吸收法）及效果評(píng)價(jià)”。

2.1.3 試驗(yàn)冰箱

晶弘冰箱BCD-580WIPDCL。

2.1.4 抗菌樣品

冷觸媒抗菌除味塊。

2.2 除異味試驗(yàn)方法

2.2.1 試驗(yàn)樣品

在待測(cè)箱體冷藏室門(mén)體上打兩個(gè)采集孔，用于發(fā)生和采集待測(cè)氣體。開(kāi)孔方式如下：橫向三等分處分別打兩個(gè)直徑1.6cm的采樣孔。

2.2.2 試驗(yàn)環(huán)境

待測(cè)冰箱內(nèi)膽環(huán)境溫度-25℃～5℃，箱體內(nèi)相對(duì)濕度≥60%。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

待測(cè)冰箱的門(mén)應(yīng)封閉嚴(yán)密。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的抗菌電冰箱密封箱體中，送入初始濃度為2mg/m3～12mg/m3的甲硫醇C1，2h后檢驗(yàn)甲硫醇的殘留濃度C2。

2.2.4 采樣和濃度計(jì)算

氣體分解率按下式計(jì)算：

A=（C1-C2）/C1×100%

式中：A—甲硫醇分解率；

C1—試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)甲硫醇?xì)怏w濃度，單位為mg/m3；

C2—試驗(yàn)結(jié)束時(shí)甲硫醇?xì)怏w濃度，單位為mg/m3。

2.3 檢測(cè)設(shè)備

超凈工作臺(tái)，生化培養(yǎng)箱，滅菌鍋、氣相色譜儀。

3 試驗(yàn)結(jié)論

3.1 冷觸媒抗菌機(jī)理

冷觸媒中的金屬離子與細(xì)菌蛋白酶中的巰基發(fā)生反應(yīng)，蛋白酶喪失巰基后失迅速失去活性，細(xì)菌無(wú)法進(jìn)行分裂繁殖而被殺滅。當(dāng)細(xì)菌被殺滅后，金屬離子可從菌體中游離出來(lái)，重復(fù)起到殺菌作用，因此抗菌效果可持久有效。

3.2 食源性致病菌的種類

可引起肉類腐敗的細(xì)菌常見(jiàn)為腐敗芽孢桿菌。引起新鮮水果和蔬菜變質(zhì)的微生物主要是酵母菌和霉菌和少數(shù)細(xì)菌。冰箱的低溫狀態(tài)只能抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，并不能殺滅微生物。冰箱冷藏室內(nèi)常見(jiàn)的細(xì)菌的主要種類有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌綠膿桿菌、沙門(mén)氏菌、黃曲霉菌等[5]。

3.3 抗菌試驗(yàn)結(jié)果

由表1可以看出，冷觸媒抗菌除味塊對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的除菌率＞99.99%，顯示出較好的抗菌性能。

3.4 冷觸媒除異味實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，將冷觸媒抗菌除味塊安裝在BCD-580WIPDCL安裝在冰箱冷藏室，在冰箱冷藏室注入初始濃度為2～12mg/m3甲硫醇和三甲胺氣體，2小時(shí)后分解率分別為92%和90.48%，滿足國(guó)標(biāo)要求。

表1 冷觸媒抗菌除味塊抗菌率

表2 冰箱整機(jī)異味分解率

3.5 冰箱內(nèi)異味成分以及來(lái)源

冰箱內(nèi)的異味主要來(lái)源于食品中蛋白質(zhì)腐敗而產(chǎn)生的胺類、氨類及低級(jí)脂肪酸被氧化產(chǎn)生的不愉快的氣味。冰箱內(nèi)的異味成分主要來(lái)源于以下兩種：

第一類是由于脂肪氧化產(chǎn)生的異味成分主要有醛類、酮類、低分子脂肪酸、醇類、酯類。第二類是由蛋白質(zhì)產(chǎn)生的異味成分主要有甲硫醇、三甲胺、氨、硫化氫吲哚。腐敗過(guò)程中生成的胺類通過(guò)細(xì)菌的胺氧化酶被分解，分解生成NH3、CO2和H2O。魚(yú)類、肉類中的三甲胺氧化物可被細(xì)菌的三甲胺氧化還原酶還原生成三甲胺。

4 結(jié)論

本文對(duì)冷觸媒抗菌除味的原理、冰箱內(nèi)常見(jiàn)異味的來(lái)源以及冷觸媒抗菌除味技術(shù)在冰箱除異味、抗菌方面的效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，通過(guò)在冰箱內(nèi)部安裝冷觸媒抗菌除味塊能夠有效的去除冰箱內(nèi)存在的異味以及食源性致病菌，在冰箱抗菌除味領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。后期對(duì)于冰箱內(nèi)冷觸媒抗菌除味塊的裝配方式以及冷觸媒抗菌除味塊的最佳有效作用時(shí)間還有待進(jìn)一步研究。