食品工业中常用消毒剂的分析与应用

齐建军 孙红霞 赵建利

（北京洛娃日化有限公司，北京，101300）

近年来，为促进食品安全的发展，解决食品安全事件频发的问题，我国各级政府越来越重视食品安全保障工作，严格把控餐饮企业的食品卫生安全，防止食品安全问题影响到个人、企业、社会乃至国家的健康发展。

在食品生产和加工过程中容易滋生微生物，一旦条件合适，微生物将大面积繁殖，所以杀菌消毒是食品加工过程中的重要环节。对操作人员、加工环境、机械设备以及工器具的消毒，更是食品加工过程中必须要进行的步骤之一。随着我国消毒技术的迅速发展，目前应用于食品加工过程的消毒剂多种多样。本文针对食品加工过程中使用的消毒剂进行了分析，以便于食品加工企业进行选择和应用。

1 食品加工过程中常用的消毒剂

在食品加工过程中使用消毒剂对加工工具和设备的物体表面进行消毒，要求消毒剂具有有效使用浓度低、作用速度快、性质稳定、且易溶于水、无残留等优势，而且可在较低温度下应用。常用的消毒剂主要有含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、臭氧水、电解水、季铵盐类消毒剂。

1.1 含氯消毒剂

含氯消毒剂主要是含次氯酸钠、次氯酸、二氧化氯等有效成分的消毒剂，其具有高效、广谱杀菌、无毒的优势，因此最早被应用于食品加工过程中。与其他消毒剂相比，其作用浓度低，氧化分解产物为水、氯化钠、挥发性气体等无毒物质。虽然含氯消毒剂具有一系列优点，但其也具有刺激性、不稳定性和腐蚀性等缺点。不可接触皮肤、口鼻，需要戴手套、口罩、在通风环境下配制和使用。化学性质不稳定，降解比较快，保质期不长，购买时请注意有效期。同时消毒效果易受有机物的影响，对金属物品表面可造成损伤。

食品工业在使用稳定性二氧化氯消毒液前需对原液进行酸化，使得二氧化氯游离。有关资料显示，二氧化氯活化后在1 mg/L时即具有较强的消毒效果。酸化应优先选择缓冲能力较强的有机酸，建议使用柠檬酸，其具有低腐蚀性和良好的缓冲性能。稳定性二氧化氯溶液活化后使得二氧化氯游离，具有强氧化性，分解速度快，应在使用前检测，做到现配现用，保证二氧化氯的有效作用浓度。二氧化氯消毒液的稳定剂一般为碳酸钠、过碳酸钠等，在酸性溶液中极不稳定，能很快分解成氧和氯化钠等物质。二氧化氯水溶液基本没有氯产生，反应过程中释放出的新生态氧含量远大于次氯酸量，所以也可以归属为过氧化物类消毒剂[1]。二氧化氯消毒液对碳钢有一定的腐蚀作用，对铝和不锈钢有轻度的氧化作用。高浓度二氧化氯溶液不宜长时间作用于不锈钢表面，避免其中含有的氯离子破坏其表面的钝化膜而造成腐蚀，引起微生物污染。

1.2 过氧化物类消毒剂

过氧化物类消毒剂主要指过氧化氢和过氧乙酸溶液。在食品加工过程中使用过氧化物进行杀菌，由于其氧化能力极强，可以利用活性氧破坏微生物体内的原生质，从而达到杀灭微生物和消毒灭菌的目的。具有广谱、高效、长效的杀菌特点，在完成杀菌过程之后，分解为氧气和水，不会产生有毒残留物，无需用水冲洗，对环境无污染，是一种环保型消毒剂。

过氧化氢也叫双氧水，食品级双氧水在食品消毒杀菌中的应用日益广泛。双氧水在较低温度和较高纯度时，比较稳定。当双氧水加热到150℃或更高时，便会发生猛烈的爆炸性分解。在较低温度下，双氧水可以比较平稳地分解成水和氧气。介质的酸碱度对双氧水的稳定性有很大的影响。在酸性条件下，双氧水的性质十分稳定，发生氧化反应速度较慢；在碱性介质中，双氧水很不稳定，分解速度很快。因此，在碱性环境中，通过加热方式，可以完全消除过量的双氧水。双氧水应贮存在阴凉、通风、干燥的库房中，避免阳光直射；严禁与碱、金属及金属化合物、易燃品混存；容器应加盖并保持排气状态，以保持容器内双氧水的纯度，防止污染同时安全释放可能产生的气体；双氧水在良好的贮存和运输条件下，在一年之内，其浓度下降值不会超过原来浓度的3%[2]。

过氧乙酸主要由冰乙酸与过氧化氢反应而成，过氧乙酸消毒液易冲洗且分解产物仅有醋酸、水与氧气，在食品工业应用中残留物对食品安全无毒。过氧乙酸属于强氧化性消毒剂，对不锈钢、玻璃、PET、PVC 等材料兼容性较好，但对普通铝制品有较强腐蚀性，对铜有轻微腐蚀性。过氧乙酸对食品加工设备的腐蚀性比含氯消毒剂要低，特别在加热情况下，含氯消毒剂对不锈钢有严重的腐蚀性，而过氧乙酸对不锈钢设备无腐蚀。过氧乙酸作为高水平消毒剂，在浓度300 mg/L下作用1 min对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见的致病菌微生物的杀灭对数值＞5；在浓度1000 mg/L下作用5 min对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭对数值＞5[3]。在浓度相同时，延长作用时间或温度升高杀菌效果增强。普通过氧乙酸消毒液不含或含有极少的表面活性剂，因此，不能利用泡沫覆盖的方式进行消毒，这种不产生泡沫的性质有利于喷淋消毒后的冲洗。

1.3 臭氧水消毒

由于臭氧具有高效、广谱、无残留等特性，在食品工业及其相关领域的应用也有着非常广阔的市场。在标准压力和温度(STP)下，臭氧的溶解度比氧气大13倍。臭氧在水中的溶解度随温度的降低、压力的升高而增大。在实际生产条件下，保证臭氧浓度为10 mg/L，气、水接触时间5～10 min，气、水混合接触良好的情况下即可达到杀菌要求。臭氧很不稳定，在大气中半衰期为50 min(常温)，在蒸馏水中的半衰期为20 min (20℃)，在含有杂质的水溶液中可迅速分解。臭氧在水中分解产生非常活泼、具有强氧化能力的[O]、[OH]，通过氧化作用破坏微生物膜的结构从而起到杀菌消毒的作用[4]。

臭氧水的杀菌消毒是微生物菌体既与溶解于水中的臭氧直接反应，又与臭氧分解产生的羟基自由基[OH]反应，由于羟基自由基[OH]具有极强的氧化性，因此臭氧水的杀菌速度很快。臭氧用于食品加工车间的环境消毒效果很好，并可去除车间异味。臭氧水可用于肉食加工车间、厨房操作间的杀菌、脱臭、除味及食品原料的脱色和漂白。同时还可用于食品加工从业人员的卫生消毒，臭氧水在杀菌消毒的同时不仅不会对人的皮肤有伤害，而且能够起到护肤作用。

1.4 电解水消毒

氧化电解水是一种具低pH、高氧化还原电位以及含一定有效氯的新型机能水。主要通过电解水生成装置电解含电解质的水获得。因其生成方式的不同可分为强酸性电解水、弱酸性电解水、强碱性电解水及弱碱性电解水。其中，强酸性电解水具有强酸性和高氧化还原电位，作为杀菌剂应用时杀菌效果显著，并且具有杀菌谱广、迅速，使用方便、成本低，对人体无毒副作用、腐蚀性小、环境友好的特点。

酸性氧化电解水pH值在2.3～2.7之间；有效氯质量浓度约为50 mg/L；氧化还原电位（ORP）在＋1100 mV以上。接触空气、光线、有机物或加温至50℃以上可逐渐还原成为普通水，无残留，对环境污染小、对人体无害，属实际无毒物，对皮肤无明显刺激。通过特殊铂金钛合金电极，在带有渗透隔膜的电解槽中将经过滤、软化的自来水和一定比例的氯化钠混合后在含有离子交换膜的电解槽中电解。其中，在阳极一侧生成酸性氧化电解水，在阴极一侧生成碱性氧化电位水。由于离子交换膜将电解槽的阳极与阴极分开，使盐水通过电解解离成H+和OH-，随着进一步的反应，在阳极生成次氯酸（HClO和ClO2），从而得到酸性氧化电解水。

酸性氧化电解水中的有效氯是杀灭病原微生物的最主要因素。其pH范围为2.3～2.7、ORP范围为＋1100 mV，大大超过了微生物的生存环境，同时加以有效氯质量浓度为50 mg/L的作用，使得酸性氧化电解水的灭菌效果更加安全有效。通过低pH值，高氧化还原电位和有效氯的共同作用，破坏微生物的生存环境，增强细胞膜的通透性，导致细胞肿胀，内部代谢酶被破坏，微生物迅速死亡，达到消毒杀菌的作用。对手的灭菌效果实验，强酸性氧化电解水灭菌效果与常用消毒剂酒精相同；弱酸性氧化电解水灭菌效果稍差于强酸性离子水，但杀灭率远高于肥皂。对餐具、食品加工用具进行灭菌效果实验，发现餐具在酸性氧化电解水中浸泡3 min后，各种餐具的细菌杀灭率均大于90%；选择模拟食品加工操作间作为实验对象，用酸性氧化电解水对密闭空间内的空气喷雾1 min后，测得空气中下菌落数为5个/皿，而对照为56个/皿。空气中下落菌数大幅度减少，空气质量由原来的普通空气变为清洁空气[5]。

1.5 季铵盐类消毒剂

季铵盐类消毒剂被广泛应用于家居、医院、食品工业、水处理等行业，季铵盐消毒杀菌剂具有高效、低毒、不易受pH值变化的影响、持续时间长的特点，且对黏液层有较强的剥离作用，化学性能稳定，分散及缓蚀作用较好，还具有灭藻、絮凝等特点。季铵盐类杀菌剂发展到现在衍生了七代产品，第一代杀菌剂苯扎氯/溴铵（洁尔灭/新洁尔灭）；第二代为第一代的衍生品；第三代杀菌剂为双长链季铵盐（双癸基二甲基氯化铵DDAC）；第四代杀菌剂为第一、三代的复合物；第五代杀菌剂为双子季铵盐；第六代杀菌剂为聚季铵盐；第七代杀菌剂为三、六代复合物。由于单一的季铵盐杀菌剂在某些使用环境下杀菌效果会受到限制，且长期单独使用会产生耐药性，研究人员发现复配型的季铵盐协同作用会具有更优异的广谱杀菌效果，并别具优点，如延长杀菌周期、扩大抗菌谱和抗菌范围、降低使用浓度、防止细菌产生抗药性等[6]。季铵盐作为阳离子表面活性剂，具有杀菌作用，可以复配非离子型表面活性剂、洗涤助剂等制成清洁消毒剂，对食品加工工具和设备清洗的同时进行消毒，可以节约时间，简化工序。

壳聚糖季铵盐（HTCC）具有安全、无毒的特点，被广泛应用于食品工业中作为食品的保鲜剂、食品的添加剂及食品的防腐剂等。壳聚糖是来自自然界中的唯一阳离子多糖，可通过甲壳素脱乙酰化得到，甲壳素是一种天然生物高分子聚合物，广泛存在于许多低等动物，特别是节肢动物，如虾蟹壳、鱿鱼软骨、蟋蟀、蛆、蛹等昆虫的甲皮中以及菌、藻等细胞壁中。壳聚糖季铵盐是壳聚糖极其重要的一类衍生物，具有无毒、抗菌活性高和适用范围广的特点，是一类较为理想抗菌材料。壳聚糖分子链上含有大量的羟基和氨基，正是由于游离氨基的存在使得壳聚糖易溶于弱的有机酸中，壳聚糖溶于弱的有机酸之后就会形成具有一定黏度的透明溶液，将此溶液涂布在食品的表面上能够形成一层透明的壳聚糖薄膜，从而起到对食品的保鲜作用。壳聚糖季铵盐在很广的pH范围内均具有水溶性且其成膜性强于壳聚糖，因此壳聚糖季铵盐对食品保鲜具有更好的效果[7]。

2 食品加工过程中消毒的讨论

食品行业里的清洗通常使用清水或清洗剂。水是最常用的清洗剂之一，广泛应用于食品清洗。把水加热的同时使用外力搅拌以及喷射洗涤等方法进行辅助，是提高水清洁能力的重要手段。含氯消毒剂在食品接触面的消毒和生产用水消毒方面应用广泛。表面活性剂也是清洗消毒的重要试剂，而且清洗效果比水要好，但是因清洗后会有少量的表面活性剂残留，因此广泛应用于食品生产以及生产经营场所的清洁。由于碱水脱脂洗涤能力极强，所以一般机械设备、管道的洗涤都用适当浓度的碱水溶液，其可在清洗的同时，适当地加热溶液再辅以喷射洗涤的方式，使洗涤效果更好。

食品工业在原辅料、生产环境和产品中面临着各种病源微生物，如细菌、病毒等，需要采取各种杀菌消毒方法进行控制，以保证食品安全。目前食品工业上使用的多为消毒剂或者臭氧水，要求无毒性、且无残留毒物质。杀菌消毒是食品加工过程中必不可少的步骤。随着食品工业的发展出现了很多的消毒方式，可以根据食品加工工艺和工厂硬件及自身条件或资金等因素来选择合适的方式。在生产过程中要按照制定的杀菌消毒计划的要求，对加工过程或产品进行杀菌消毒，做好相关记录，并定期进行验证，以确保实现对微生物或致病菌的控制。杀菌消毒应向无污染、无残留、高效无损伤的方向发展。