櫻桃采后處理中水消毒的監(jiān)測(cè)

王丹，張靜，張倩，楊娟俠，辛力

(山東省果樹(shù)研究所，山東泰安 271000)

櫻桃采后的清洗、水預(yù)冷、設(shè)備分級(jí)等處理都要用水。水是人類致病菌和果實(shí)腐爛菌傳播的載體，水有利于微生物的傳播和生長(zhǎng)，因此對(duì)水進(jìn)行消毒處理，并使其具有一定的殺菌能力，能避免因水導(dǎo)致的腐爛風(fēng)險(xiǎn)，所以采后處理用水的消毒十分重要。

1 消毒劑種類

水的消毒劑包括四大類：①常規(guī)氯系消毒劑。氯氣與液氯，漂白粉(次氯酸鈣)與漂白精，次氯酸鈉溶液，電解次氯酸鈉。②二氧化氯系消毒劑。二氧化氯發(fā)生器、穩(wěn)定型二氧化氯溶液、二氧化氯粉劑。③臭氧。④過(guò)氧化氫、過(guò)氧乙酸。可根據(jù)處理規(guī)模和投資情況，選擇合適的設(shè)備和消毒劑種類。對(duì)于國(guó)內(nèi)小規(guī)模的櫻桃包裝場(chǎng)，水預(yù)冷和分級(jí)設(shè)備的水消毒，推薦使用飲用水消毒常用的次氯酸鈉或二氧化氯粉劑。

次氯酸鈉(NaClO)是一類高效、廣譜、安全的消毒劑，但ClO-易與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生三氯甲烷等有害物質(zhì)，使用存在一定的安全隱患。二氧化氯(ClO2)是國(guó)際公認(rèn)的廣譜、高效、速效、安全、低毒的消毒劑。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用二氧化氯替代氯氣進(jìn)行飲用水消毒。中國(guó)GB2760-2014食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)規(guī)定：穩(wěn)定態(tài)二氧化氯可作為防腐劑用于新鮮水果蔬菜的表面消毒。因此，基于安全性、殺菌性能、使用方便性等方面的考慮，推薦優(yōu)先使用二氧化氯粉劑。

2 二氧化氯的使用濃度

研究發(fā)現(xiàn)，二氧化氯40mg/kg處理櫻桃1小時(shí)，常溫放置3～5天，明顯出現(xiàn)果實(shí)失水皺縮、果皮顏色加深等現(xiàn)象，證明40mg/kg二氧化氯已對(duì)櫻桃產(chǎn)生傷害，據(jù)此，應(yīng)選擇小于40mg/kg的使用濃度。且二氧化氯在水中的穩(wěn)定濃度為15～25mg/kg。因此，建議櫻桃采后水預(yù)冷和設(shè)備分級(jí)的水消毒中，二氧化氯使用濃度在10～20mg/kg。

3 二氧化氯殺菌能力監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)方法

二氧化氯作為消毒劑具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其易降解，需要及時(shí)調(diào)整補(bǔ)充，保證其始終具有足夠的殺菌性能，及避免濃度過(guò)高對(duì)果實(shí)產(chǎn)生傷害。因此，定期監(jiān)測(cè)十分必要。

傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法是測(cè)定水中有效氯的濃度(比色法、滴定法等)和pH值，從而判斷其殺菌能力。目前國(guó)際上常采用測(cè)定氧化還原電位(ORP，oxidation-reduction potential)，結(jié)合測(cè)定pH值，判斷其殺菌能力。一般認(rèn)為二氧化氯的殺菌機(jī)理主要是其具有強(qiáng)氧化性，ORP值越高，氧化能力越強(qiáng)，消毒效果越好。這種方法更準(zhǔn)確，更簡(jiǎn)便，還能夠?qū)崿F(xiàn)在線測(cè)定和控制。

3.2 ORP值和pH值測(cè)定

對(duì)二氧化氯進(jìn)行水消毒的ORP值、pH值測(cè)定。測(cè)定儀器：ORP儀(氧化還原電位儀)，pH計(jì)。試劑：二氧化氯粉劑(ClO2含量10%)，購(gòu)自山東兆冠藥業(yè)有限公司。配制2000mg/kg母液，放置30分鐘后稀釋配制不同濃度二氧化氯溶液，測(cè)定ORP值、pH值。

3.2.1 二氧化氯ORP監(jiān)測(cè) 不同濃度的二氧化氯溶液ORP值變化較大，隨二氧化氯濃度的升高其ORP值呈升高態(tài)，5～10mg/kg濃度范圍內(nèi)，ORP升高快，20mg/kg以上時(shí)，升高減緩。隨濃度升高pH值下降，30～40mg/kg濃度區(qū)間內(nèi)，pH值下降較為顯著。二氧化氯pH值與ORP值呈負(fù)相關(guān)(圖1)。在二氧化氯實(shí)際應(yīng)用濃度范圍10～20mg/kg，ORP監(jiān)測(cè)值建議控制在640～690mV。

3.2.2 二氧化氯母液穩(wěn)定性研究 配制2000mg/kg母液，放置不同時(shí)間，隨母液放置時(shí)間延長(zhǎng)，ORP值呈先上升后下降趨勢(shì)。放置于不同容器中，降解速率不同，敞口燒杯組6小時(shí)達(dá)到最高值，4天后降到370mV，溶液無(wú)色。放置于容量瓶的2個(gè)組前期趨勢(shì)較為一致，均在第7天達(dá)到最高值，之后緩慢下降，后期17天之后，敞口容量瓶組下降速率明顯高于封口容量瓶組，30天后，所有處理組ORP值均低于640mV(表2)。說(shuō)明二氧化氯具有揮發(fā)性，封口存放揮發(fā)損失小，母液存放穩(wěn)定性好。

圖1 不同濃度二氧化氯 的ORP值及pH值

處理0ORP pH6小時(shí)ORP pH24小時(shí)ORP pH30小時(shí)ORP pH42小時(shí)ORP pH4天ORP pHT16856.50729-753-763-7646.597916.59T26856.50727-743-750-7516.687796.64T36856.50698-676-640-5996.723706.66

處理7天ORP pH11天ORP pH17天ORP pH24天ORP pH30天ORP pHT17826.597816.597696.546896.535816.54T27756.717746.717486.636236.68--T3----------

注：T1封口容量瓶，T2敞口容量瓶，T3敞口燒杯。數(shù)值為3次測(cè)定的平均值，室溫，自然光放置。

3.2.3 二氧化氯稀釋液穩(wěn)定性研究 為進(jìn)一步研究二氧化氯在櫻桃采后水處理中，濃度、溫度等因素對(duì)二氧化氯降解速率的影響。在二氧化氯實(shí)際應(yīng)用濃度范圍10～20mg/kg內(nèi)(一般要求5mg/kg以上，最好20mg/kg)，選用稀釋液10mg/kg、20mg/kg組在室溫條件下敞口放置(模擬櫻桃采后處理實(shí)際情況)，ORP值前期出現(xiàn)大幅下降，其中，10mg/kg組放置6小時(shí)后達(dá)到消毒作用的下限640mV；20mg/kg組放置20小時(shí)后達(dá)到消毒作用的下限640mV。5℃條件下，ORP值在放置45小時(shí)內(nèi)降幅較平緩，之后下降趨勢(shì)明顯，其中，20mg/kg組在放置48小時(shí)內(nèi)均保持較高的ORP值，大于640mV；10mg/kg組在放置24小時(shí)時(shí)臨近消毒作用的下限640mV。表明二氧化氯溶液在放置一定時(shí)間范圍內(nèi)，隨時(shí)間延長(zhǎng)ORP值下降，下降趨勢(shì)受溫度影響，低溫環(huán)境能延緩ORP值下降(圖2)。

圖2 二氧化氯稀釋液隨時(shí)間、溫度變化曲線

4 小結(jié)與討論

二氧化氯濃度在5～90mg/kg隨濃度增大氧化還原電位ORP值升高。在實(shí)際應(yīng)用濃度范圍10～20mg/kg內(nèi)，ORP監(jiān)測(cè)值建議控制在640～690mV。

二氧化氯母液ORP值隨放置時(shí)間延長(zhǎng)，呈先上升后下降趨勢(shì)，密閉條件會(huì)減緩下降趨勢(shì)。前期ORP值升高的原因、是否同時(shí)伴隨氧化還原能力的增強(qiáng)還有待于進(jìn)一步探究。在實(shí)際生產(chǎn)中建議配置好母液，密閉保存，使用時(shí)直接添加，不需要再?gòu)姆蹌┡渲崎_(kāi)始，從而方便使用，但要注意存放時(shí)間。

二氧化氯稀釋溶液在放置一定時(shí)間范圍內(nèi)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，ORP值下降，下降趨勢(shì)受溫度影響，低溫環(huán)境能延緩ORP值下降。5℃條件下，20mg/kg組在48小時(shí)內(nèi)均保持較高的ORP值，大于640mV，10mg/kg組在24小時(shí)時(shí)臨近消毒作用的下限640mV。

二氧化氯粉劑在配制時(shí)，要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行，以免發(fā)生危險(xiǎn)。水溫高、濃度大、pH值較低時(shí)，二氧化氯會(huì)從水中逸出，空氣中的二氧化氯與氯氣有同等的危險(xiǎn)性和毒害性，要注意監(jiān)測(cè)及車(chē)間通風(fēng)。ORP測(cè)量?jī)x器間存在誤差，同一濃度二氧化氯溶液使用不同儀器測(cè)定的ORP值仍有10～20mV的差距，建議實(shí)際生產(chǎn)中取多次測(cè)定結(jié)果的平均值。