酸性电解水及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种酸性电解水及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展、人民生活水平的提高，食品安全越来越受到人们的重视。但无论 是在发展中国家还是发达国家，人类健康均遭受着食源性疾病的威胁。据统计，每年全球大 约三分之一的人有犯食源性疾病的经历。
[0003] 食源性病原菌是导致食物变质和引发食源性疾病的主要因素，也是食品安全面临 的长期难题。目前，国内外的研究工作主要集中在食品中游离致病、致腐微生物方面。然 而，越来越多的研究表明，细菌生物被膜、亚致死细胞的修复以及病毒的变异等问题是食品 安全的重要隐性危害，也是导致食源性疾病爆发的重要原因。据估计，约65% -80%细菌 性感染是由生物被膜引起的（Hall-Stoodley L，Costerton J W，Stoodley P. Bacterial biofilms:from the natural environment to infectious diseases[J]. Natural Reviews Microbiology，2004,（2) :95-108)。其中，食品工业中形成的生物被膜最有可能是食源性疾 病的罪魁祸首。例如，在食品发酵中，一些腐败菌和病原菌会形成生物被膜，从而导致最终 产品的腐败和疾病的爆发。因此，食品工业中生物被膜对食品安全的威胁是不容忽视的。
[0004] 生物被膜是微生物为适应自然环境而特有的生命现象，在不利于其生长或存在的 条件下，细菌间相互粘连，并分泌聚合物基质形成膜状物。任何细菌在特定的条件下均能 形成生物被膜，常见的被膜性致病菌包括单核细胞增生性李斯特菌、大肠杆菌、蜡样芽孢杆 菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、克雷伯氏肺炎杆菌和铜绿假单胞菌等生物被膜。其中，蜡样 芽孢杆菌是一种能引起食物中毒的常见病源菌，在自然界中广泛存在，极易污染富含蛋白 质和淀粉的米饭、肉制品、?类食品、乳制品及倍烤食品等。该菌引起的食品中毒案例在我 国食物中毒中位居前列。但是，迄今为止，国内尚未见关于蜡样芽孢杆菌生物被膜研究的报 道；在国外相关研究也较少。
[0005] 与浮游微生物相比，生物被膜对环境压力的抗性更强且危害更大、更难清除。据 报道，生物被膜对各种化学杀菌剂的敏感程度只是同种浮游菌的1/10~1/1000 (Gristina A. G, Hobgood C D,Webb L X, et al.Adhesive colonization of biomaterials and antibiotic resistance [J] · Biomaterials, 1987, 8 (6) : 423-426)。由于生物被膜对消毒剂 的抗性更强，故生物被膜给食品工业如酿造、海产品加工、乳品加工、家禽屠宰场及肉类加 工等带来严重的食品安全问题。食品加工的任何阶段，从食品生产到消费均可能感染各类 微生物，特别是腐败菌和病原菌易粘附于食品表面，在食品加工系统中形成生物被膜。生物 被膜一旦形成，不仅会污染食品、增加设备清洗难度，使就地清洗系统失效，成为其他有害 微生物的藏身之地，还会腐蚀食品加工和贮运设备，带来严重危害。此外，生物被膜还会促 使更多细菌协同共生，使设备内外表面成为传播食源性疾病的隐性生物危害源，导致难以 解决的食品质量与安全问题。因此，食品加工过程中，生物被膜的控制和清除对保障食品安 全尤为重要。
[0006] 目前，食品工业中的主要研究方向是仍是针对食品及其加工设备中的病原菌，即 采用消毒剂或杀菌剂等化学试剂来杀灭食品中的病原菌。通常在缺乏有机物（如脂肪、 碳水化合物、蛋白质等）的条件下，消毒剂的灭菌效果更好。此外，有机物种类、PH、温度、 水的硬度、化学抑制剂、消毒剂浓度及接触时间也是影响消毒效果的重要因素 （Bremer P J, Monk I, Butler R. Inactivation of Listeria monocytogenes/Flavobacterium spp. biofilms using chlorine: impact of substrate, pH, time and concentration[J]. Letters in Applied Microbiology, 2002, 35(4) :321-325)。Saitou 等研究了不同杀菌剂 (酒精、冼必太、10%聚维酮碘、0. 1%苯扎氯铵和0. 1%烷基二甲基乙酸安泰乐）对铜绿假 单胞菌生物被膜的杀灭效果，发现除0. 1 %烷基二甲基乙酸安泰乐外，其余5种杀菌剂对浮 游菌的杀灭率几乎为100% ;而对被膜态菌，只有0. 1%苯扎氯铵的杀灭率不变，其余杀菌 剂的杀菌效果均下降显著（Saitou K，Furuhata K，Kawakami Y，et al. Biofilm formation abilities and disinfectant-resistance of Pseudomonas aeruginosa isolated from cockroaches captured in hospitals[J]. Biocontrol Science, 2009, 14(2):65-68)〇 因 此，杀菌剂能够杀灭食品中的普通病原菌却难以杀灭被膜态菌及其生物被膜。再者，食品工 业对杀菌剂的使用有严格的要求，杀菌剂必须安全、有效、使用方便、用完后能从载体表面 去除、无毒性残留。但传统的化学杀菌剂只在高浓度、大剂量时才对生物被膜有较显著的杀 灭作用，而高浓度、大剂量化学杀菌剂的使用对人类健康构成严重威胁。另外，一些细菌可 能会通过基因突变等方式对杀菌剂产生一定抗性及生理塑性。因此，食品加工过程中，生物 被膜的预防与控制刻不容缓。
[0007] 电解水是稀盐溶液在一个由膜将正、负电极分隔开的电解池中电解产生的功能 水。稀盐溶液经电解后，其pH、氧化还原电位（0RP)、有效氯浓度（ACC)等理化性质发生显 著变化。其中，在正极池中产生的功能水是酸性电解水，具有强氧化性和抗菌活性；在负 极池中产生的功能水是碱性电解水，具有强还原性，其抗菌活性较低。急性和亚急性毒性 实验已表明酸性电解水对人体无害，色、透明、无明显刺激性气味的安全型杀菌剂，用于杀 灭耐甲氧四林的金黄色葡萄球菌（Huang Y R, Hung Y C, Hsu S Y，et al. Application of electrolyzed water in the food industry[J]· Food Control, 2008,19(4):329-345)。与 传统的化学杀菌剂相比，酸性电解水具有杀菌效果好、成本低、环境友好等优点，被广泛应 用于食品、农业、医疗、畜产、水产等领域。
[0008] 现有技术中，对于酸性电解水的研究主要是针对食源性致病菌如大肠杆菌、金黄 色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特氏菌、肠炎沙门氏菌、空肠弯曲杆菌等均的杀灭效果的研 究。酸性电解水的广谱、高效的杀菌性能已被国内外研究证实，但是酸性电解水的杀菌性能 易受有机物干扰，研究表明有机干扰物会迅速降低ACC和0RP，从而大大削弱酸性电解水的 杀菌性會泛（Ayebah B, Hung Y C, Kim C, et al. Efficacy of electrolyzed water in the inactivation of planktonic and biofilm Listeria monocytogenes in the presence of organic matter[J]· Journal of Food Protection, 2006, 69(9) :2143-2150)。例如，酸 性电解水中的活性氯化合物易与蛋白质反应形成有机氯胺，其抗菌活性远低于Cl2。
[0009] 然而，目前有关酸性电解水对于杀灭食源性致病菌生物