微酸性電解水在食品殺菌保鮮中的應用分析

◎ 薛婧琳，劉 慧，甘慧萍，李遠宏

（徐州醫(yī)科大學，江蘇 徐州 221004）

目前，許多食物中毒和食源性疾病的發(fā)生，都與食源性致病菌密切相關。為了消除這些病原體，保持食品品質(zhì)的良好特性，食品工業(yè)采用了多種殺菌保鮮技術來應對這些挑戰(zhàn)，包括廣泛使用的物理技術（如紫外線）、化學技術（如含氯化合物、過氧化物混合物、季銨化合物）和生物技術（如植物精油）。然而，由于存在化學殘留、滅活效果受限、對食品質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，以及對人類和環(huán)境可能具有潛在毒性等缺點，這些技術并未被食品工業(yè)完全接受。

SAEW 是一種安全、無毒、環(huán)境友好且高效節(jié)能的新型殺菌劑，在水果、蔬菜、肉類和水產(chǎn)品等食品的殺菌保鮮方面得到廣泛應用。

1 SAEW 的殺菌特性

SAEW 又稱為微酸性次氯酸水，是通過在無隔膜電解槽中電解低濃度氯化鈉（NaCl）或稀鹽酸（HCl）溶液而產(chǎn)生的具有特殊理化性質(zhì)的水溶液。SAEW 的有效成分主要為次氯酸（HClO），其pH 為5.0～6.5。研究表明，SAEW 具有強大的殺菌能力，可以有效消除食品中存在的李斯特氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和腸炎沙門氏菌[1]。除了高效殺菌，SAEW 還可以保持食品的物理特性、營養(yǎng)品質(zhì)和感官特性，并延長食品的保質(zhì)期。在日本和美國，SAEW 已被列入殺菌劑使用，廣泛應用于食品加工設備的清潔和消毒，以有效清除食品加工設備表面的污垢和有害微生物，確保食品加工的衛(wèi)生和食品安全。

相比于傳統(tǒng)的殺菌技術，SAEW 是一種非熱殺菌技術，具有殺菌廣譜、安全無毒、制作成本低、儲存穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，已被廣泛應用于食品、飲料和生鮮等行業(yè)中清潔滅菌和消毒殺菌。SAEW 具有以下特征：①殺菌效果顯著。SAEW 對多種食源性致病菌具有顯著的殺菌效果，包括大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等。②安全環(huán)保。SAEW 由食鹽水或稀鹽酸電解而成，成分簡單，無需添加其他化學物質(zhì)，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)殘留，對人體和環(huán)境無毒無害。③高效節(jié)能。SAEW 的制備過程相對簡單，無需使用高溫、高壓條件或高耗能設備，制備成本較低且操作相對容易。④易于操作和管理。SAEW 的制備設備簡單，操作便捷，不需要復雜的器具和技術，并可以與食品加工生產(chǎn)線相結(jié)合，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和管理?？傊?，SAEW作為一種安全、高效、環(huán)保的消毒劑，受到越來越多領域人們的關注。

2 SAEW 殺菌機制

當前，學界尚未完全明晰SAEW 對微生物滅活的作用，其殺菌作用可能與pH、有效氯濃度（ACC）、氧化還原電位（ORP）直接相關。其中，有效氯（特別是HClO）是其造成細菌細胞失活的首要因素。具體來說，當SAEW 透過細菌的細胞膜擴散時，其中存在的氫氧化離子（H+）和自由氯化離子（ClO-），會在細菌內(nèi)部產(chǎn)生強氧化性的活性氧（ROS），引起復雜的細胞內(nèi)代謝過程的變化，從而破壞細胞蛋白質(zhì)和脫氧核糖核酸（DNA）等生物分子結(jié)構(gòu)，導致細菌的失活和死亡[2]。高ORP 值的SAEW，具有改變細胞的氧化還原狀態(tài)的能力，從而破壞細菌的內(nèi)外膜，導致細胞質(zhì)成分泄漏和細胞死亡。與此同時，較低的pH 可以增加細胞膜的通透性，促進HClO 進入致病菌內(nèi)部，阻礙其正常的生長和繁殖[3]。然而，這些因素對于SAEW 的殺菌消毒作用并不占主導作用，對殺菌作用的影響比較有限?？傮w來說，SAEW 主要通過其強氧化作用、高ORP 及低pH 等因素的綜合作用，抑制微生物的生長和繁殖，進而延緩菌落總數(shù)上升、延長食品貨架期。

3 SAEW 在食品保鮮中的應用

3.1 SAEW 在果蔬保鮮中的應用

果蔬的生產(chǎn)、加工、包裝、運輸和銷售等環(huán)節(jié)，都存在食源性致病菌污染風險，可能導致食品腐敗變質(zhì)，甚至引發(fā)食品中毒和人類感染，對人類健康構(gòu)成嚴重威脅。目前，含氯消毒劑是常用的果蔬保鮮方法，但可能存在氯化物殘留超標、產(chǎn)生異味和釋放有害氣體等問題，對環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在風險。相比之下，SAEW 是一種安全、高效、環(huán)保、殺菌的理想果蔬消毒劑，在綠葉蔬菜、根莖類蔬菜、番茄、蘋果和水蜜桃中，有著廣泛的應用潛力。Zhang 等[4]使用不同ACC 濃度的SAEW 代替常規(guī)生產(chǎn)用水，發(fā)現(xiàn)其能夠有效清除農(nóng)產(chǎn)品表面的致病菌。比如，大腸桿菌、沙門氏菌和李斯特氏菌，并且不會對產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性產(chǎn)生不利影響。Yoon 等[5]對不同稀釋度的SAEW 進行評估，發(fā)現(xiàn)卷心菜浸泡在40%稀釋度的SAEW 中60 s 后，能夠完全清除其中的小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌，細菌數(shù)量減少了6.39 個log CFU·g-1。丁年平等[6]的研究結(jié)果顯示，當SAEW 的ACC 濃度為50 mg·L-1，pH 為6.5 時，SAEW 在殺滅新鮮黃瓜表面的天然菌落和人為污染添加的大腸桿菌方面，具有良好的效果。此外，SAEW 不僅在果蔬殺菌保鮮方面具有關鍵作用，在去除農(nóng)藥殘留、保持果蔬的新鮮度和品質(zhì)方面，也發(fā)揮著重要的作用。

3.2 SAEW 在肉類保鮮中的應用

肉類產(chǎn)品中微生物污染，是導致質(zhì)量損失和食源性疾病的重要因素。為了降低肉類微生物的污染水平，許多新型殺菌技術，如SAEW、高壓處理、紫外線輻射和低溫保鮮，已被引入肉類保鮮的加工中。通過應用這些技術，可以有效降低肉類中的微生物負荷，保持產(chǎn)品的品質(zhì)與新鮮度。據(jù)報道，SAEW 可以有效殺滅附著在豬肉、牛肉、雞肉等肉類表面的腸沙門氏菌、大腸桿菌、耶爾森氏菌和金黃色葡萄球菌等。在肉類產(chǎn)品的SAEW 殺菌保鮮研究中，大部分學者采用了噴霧或浸泡等技術，滅活這些食源性致病菌。祝雪梅等[7]研究了SAEW 霧化處理對生鮮豬肉貯藏過程中品質(zhì)特性變化的作用，結(jié)果表明，SAEW 能夠顯著降低冷鮮豬肉的微生物數(shù)量，并顯著延緩產(chǎn)品品質(zhì)指標的劣變，貨架期可延長2 d 左右。Zhang 等[8]采用兩步法評估了SAEW 清除雞肉中單增李斯特氏菌的殺菌效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與一步法除菌相比，兩步法可以更好地清除食品原料中的致病菌。由此可見，有效應用SAEW 技術，可以有效降低肉類中的微生物污染水平，保持產(chǎn)品的新鮮度與品質(zhì)，并減少食源性疾病的風險，有效提高肉類產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。

3.3 SAEW 在水產(chǎn)保鮮中的應用

水產(chǎn)品富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，但在其生產(chǎn)、運輸和銷售過程中很容易受到微生物的污染，不僅會降低海鮮的質(zhì)量和縮短保質(zhì)期，還會對人類健康構(gòu)成潛在的風險。目前，SAEW 技術已用于水產(chǎn)品的安全控制和防腐保鮮。岑劍偉等[9]研究發(fā)現(xiàn)，ACC 值為（31.39±1.48）mg·L-1的SAEW，可以明顯延緩羅非魚片在貯藏保鮮過程中菌落總數(shù)的升高；與對照組相比，經(jīng)過SAEW 處理后的羅非魚片貨架期可以延長2～3 d。吳雨軒等[10]研究了利用SAEW 保鮮南美白對蝦的工藝條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過處理的蝦肉，在感官評分上明顯優(yōu)于對照組。同時，SAEW 處理能夠抑制菌落總數(shù)、優(yōu)勢腐敗菌和總揮發(fā)性鹽基氮值的增長，減少腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生。Xuan 等[11]研究了SAEW制成的冰塊對魷魚保藏的影響，研究發(fā)現(xiàn)，相比于自來水冰，SAEW 制成的冰在保持質(zhì)量存儲方面更加有效，能顯著減少細菌數(shù)量，是一種非常有潛力的控制劣化、保障安全的方法。由此可見，SAEW 技術在水產(chǎn)品保鮮和安全性控制方面，能夠有效降低微生物污染的風險，延長水產(chǎn)品的貨架期，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，具有很大的潛力。

3.4 SAEW 與其他技術聯(lián)用

SAEW 是一種新型的非熱殺菌技術，具有經(jīng)濟、安全、環(huán)保和廣譜高效的優(yōu)點。然而，單獨使用SAEW 技術仍然無法完全消除食品中的致病菌和腐敗菌等微生物。因此，在食品工業(yè)中，仍然需要研發(fā)新技術，以在保持果蔬感官品質(zhì)的同時，延長食品的保鮮期。目前，SAEW 可以與化學方法結(jié)合，增強其殺菌效果。例如，將SAEW 與有機酸（檸檬酸、富馬酸和乳酸）、精油和苯扎氯銨等物質(zhì)聯(lián)合使用，可觀察到其對滅活食品中的食源性病原體具有協(xié)同效應。此外，SAEW 還可以與一些物理技術相結(jié)合，如紫外線照射、超聲波和熱處理，以清除食品中的病原體，確保食品安全。

4 展望

近年，隨著全社會對食品安全問題關注度的不斷提高，非熱殺菌技術得以快速發(fā)展。SAEW 作為新型食品殺菌技術，具有操作簡便、殺菌譜廣、環(huán)境友好等優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。然而，由于起步較晚，目前該技術在實際生產(chǎn)中的應用尚不夠廣泛。為了促進SAEW 技術的發(fā)展，相關學者有必要進行更深入的研究，挖掘其在食品工業(yè)中的潛力，驗證其效果和穩(wěn)定性，并探索其對食源性致病菌的殺菌機理。與此同時，可以將SAEW 技術與其他食品殺菌技術相結(jié)合，如超聲處理、紫外殺菌、添加有機酸等，進一步提高其殺菌保鮮作用。此外，相關部門應當加強標準化和規(guī)范化管理，制定相應的技術標準和操作流程，為SAEW 技術的實際應用提供依據(jù)。未來，伴隨SAEW技術的不斷成熟和廣泛應用，將為食品工業(yè)帶來積極作用，提升食品安全整體水平，推動行業(yè)的健康快速發(fā)展。