酸性電解水及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明涉及食品加工技術領域，具體涉及一種酸性電解水及其制備方法和用途。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展、人民生活水平的提高，食品安全越來越受到人們的重視。但無論 是在發展中國家還是發達國家，人類健康均遭受著食源性疾病的威脅。據統計，每年全球大 約三分之一的人有犯食源性疾病的經歷。
[0003] 食源性病原菌是導致食物變質和引發食源性疾病的主要因素，也是食品安全面臨 的長期難題。目前，國內外的研究工作主要集中在食品中游離致病、致腐微生物方面。然 而，越來越多的研究表明，細菌生物被膜、亞致死細胞的修復以及病毒的變異等問題是食品 安全的重要隱性危害，也是導致食源性疾病爆發的重要原因。據估計，約65% -80%細菌 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，食品工業中形成的生物被膜最有可能是食源性疾 病的罪魁禍首。例如，在食品發酵中，一些腐敗菌和病原菌會形成生物被膜，從而導致最終 產品的腐敗和疾病的爆發。因此，食品工業中生物被膜對食品安全的威脅是不容忽視的。
[0004] 生物被膜是微生物為適應自然環境而特有的生命現象，在不利于其生長或存在的 條件下，細菌間相互粘連，并分泌聚合物基質形成膜狀物。任何細菌在特定的條件下均能 形成生物被膜，常見的被膜性致病菌包括單核細胞增生性李斯特菌、大腸桿菌、蠟樣芽孢桿 菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、克雷伯氏肺炎桿菌和銅綠假單胞菌等生物被膜。其中，蠟樣 芽孢桿菌是一種能引起食物中毒的常見病源菌，在自然界中廣泛存在，極易污染富含蛋白 質和淀粉的米飯、肉制品、?類食品、乳制品及倍烤食品等。該菌引起的食品中毒案例在我 國食物中毒中位居前列。但是，迄今為止，國內尚未見關于蠟樣芽孢桿菌生物被膜研究的報 道；在國外相關研究也較少。
[0005] 與浮游微生物相比，生物被膜對環境壓力的抗性更強且危害更大、更難清除。據 報道，生物被膜對各種化學殺菌劑的敏感程度只是同種浮游菌的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)。由于生物被膜對消毒劑 的抗性更強，故生物被膜給食品工業如釀造、海產品加工、乳品加工、家禽屠宰場及肉類加 工等帶來嚴重的食品安全問題。食品加工的任何階段，從食品生產到消費均可能感染各類 微生物，特別是腐敗菌和病原菌易粘附于食品表面，在食品加工系統中形成生物被膜。生物 被膜一旦形成，不僅會污染食品、增加設備清洗難度，使就地清洗系統失效，成為其他有害 微生物的藏身之地，還會腐蝕食品加工和貯運設備，帶來嚴重危害。此外，生物被膜還會促 使更多細菌協同共生，使設備內外表面成為傳播食源性疾病的隱性生物危害源，導致難以 解決的食品質量與安全問題。因此，食品加工過程中，生物被膜的控制和清除對保障食品安 全尤為重要。
[0006] 目前，食品工業中的主要研究方向是仍是針對食品及其加工設備中的病原菌，即 采用消毒劑或殺菌劑等化學試劑來殺滅食品中的病原菌。通常在缺乏有機物（如脂肪、 碳水化合物、蛋白質等）的條件下，消毒劑的滅菌效果更好。此外，有機物種類、PH、溫度、 水的硬度、化學抑制劑、消毒劑濃度及接觸時間也是影響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 等研究了不同殺菌劑 (酒精、冼必太、10%聚維酮碘、0. 1%苯扎氯銨和0. 1%烷基二甲基乙酸安泰樂）對銅綠假 單胞菌生物被膜的殺滅效果，發現除0. 1 %烷基二甲基乙酸安泰樂外，其余5種殺菌劑對浮 游菌的殺滅率幾乎為100% ;而對被膜態菌，只有0. 1%苯扎氯銨的殺滅率不變，其余殺菌 劑的殺菌效果均下降顯著（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，殺菌劑能夠殺滅食品中的普通病原菌卻難以殺滅被膜態菌及其生物被膜。再者，食品工 業對殺菌劑的使用有嚴格的要求，殺菌劑必須安全、有效、使用方便、用完后能從載體表面 去除、無毒性殘留。但傳統的化學殺菌劑只在高濃度、大劑量時才對生物被膜有較顯著的殺 滅作用，而高濃度、大劑量化學殺菌劑的使用對人類健康構成嚴重威脅。另外，一些細菌可 能會通過基因突變等方式對殺菌劑產生一定抗性及生理塑性。因此，食品加工過程中，生物 被膜的預防與控制刻不容緩。
[0007] 電解水是稀鹽溶液在一個由膜將正、負電極分隔開的電解池中電解產生的功能 水。稀鹽溶液經電解后，其pH、氧化還原電位（0RP)、有效氯濃度（ACC)等理化性質發生顯 著變化。其中，在正極池中產生的功能水是酸性電解水，具有強氧化性和抗菌活性；在負 極池中產生的功能水是堿性電解水，具有強還原性，其抗菌活性較低。急性和亞急性毒性 實驗已表明酸性電解水對人體無害，色、透明、無明顯刺激性氣味的安全型殺菌劑，用于殺 滅耐甲氧四林的金黃色葡萄球菌（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)。與 傳統的化學殺菌劑相比，酸性電解水具有殺菌效果好、成本低、環境友好等優點，被廣泛應 用于食品、農業、醫療、畜產、水產等領域。
[0008] 現有技術中，對于酸性電解水的研究主要是針對食源性致病菌如大腸桿菌、金黃 色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特氏菌、腸炎沙門氏菌、空腸彎曲桿菌等均的殺滅效果的研 究。酸性電解水的廣譜、高效的殺菌性能已被國內外研究證實，但是酸性電解水的殺菌性能 易受有機物干擾，研究表明有機干擾物會迅速降低ACC和0RP，從而大大削弱酸性電解水的 殺菌性會泛（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 性電解水中的活性氯化合物易與蛋白質反應形成有機氯胺，其抗菌活性遠低于Cl2。
[0009] 然而，目前有關酸性電解水對于殺滅食源性致病菌生物