微酸性电解水在食品杀菌保鲜中的应用分析

◎ 薛婧琳，刘 慧，甘慧萍，李远宏

（徐州医科大学，江苏 徐州 221004）

目前，许多食物中毒和食源性疾病的发生，都与食源性致病菌密切相关。为了消除这些病原体，保持食品品质的良好特性，食品工业采用了多种杀菌保鲜技术来应对这些挑战，包括广泛使用的物理技术（如紫外线）、化学技术（如含氯化合物、过氧化物混合物、季铵化合物）和生物技术（如植物精油）。然而，由于存在化学残留、灭活效果受限、对食品质量产生负面影响，以及对人类和环境可能具有潜在毒性等缺点，这些技术并未被食品工业完全接受。

SAEW 是一种安全、无毒、环境友好且高效节能的新型杀菌剂，在水果、蔬菜、肉类和水产品等食品的杀菌保鲜方面得到广泛应用。

1 SAEW 的杀菌特性

SAEW 又称为微酸性次氯酸水，是通过在无隔膜电解槽中电解低浓度氯化钠（NaCl）或稀盐酸（HCl）溶液而产生的具有特殊理化性质的水溶液。SAEW 的有效成分主要为次氯酸（HClO），其pH 为5.0～6.5。研究表明，SAEW 具有强大的杀菌能力，可以有效消除食品中存在的李斯特氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌[1]。除了高效杀菌，SAEW 还可以保持食品的物理特性、营养品质和感官特性，并延长食品的保质期。在日本和美国，SAEW 已被列入杀菌剂使用，广泛应用于食品加工设备的清洁和消毒，以有效清除食品加工设备表面的污垢和有害微生物，确保食品加工的卫生和食品安全。

相比于传统的杀菌技术，SAEW 是一种非热杀菌技术，具有杀菌广谱、安全无毒、制作成本低、储存稳定性好等优势，已被广泛应用于食品、饮料和生鲜等行业中清洁灭菌和消毒杀菌。SAEW 具有以下特征：①杀菌效果显著。SAEW 对多种食源性致病菌具有显著的杀菌效果，包括大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等。②安全环保。SAEW 由食盐水或稀盐酸电解而成，成分简单，无需添加其他化学物质，不会产生有害物质残留，对人体和环境无毒无害。③高效节能。SAEW 的制备过程相对简单，无需使用高温、高压条件或高耗能设备，制备成本较低且操作相对容易。④易于操作和管理。SAEW 的制备设备简单，操作便捷，不需要复杂的器具和技术，并可以与食品加工生产线相结合，实现自动化生产和管理。总之，SAEW作为一种安全、高效、环保的消毒剂，受到越来越多领域人们的关注。

2 SAEW 杀菌机制

当前，学界尚未完全明晰SAEW 对微生物灭活的作用，其杀菌作用可能与pH、有效氯浓度（ACC）、氧化还原电位（ORP）直接相关。其中，有效氯（特别是HClO）是其造成细菌细胞失活的首要因素。具体来说，当SAEW 透过细菌的细胞膜扩散时，其中存在的氢氧化离子（H+）和自由氯化离子（ClO-），会在细菌内部产生强氧化性的活性氧（ROS），引起复杂的细胞内代谢过程的变化，从而破坏细胞蛋白质和脱氧核糖核酸（DNA）等生物分子结构，导致细菌的失活和死亡[2]。高ORP 值的SAEW，具有改变细胞的氧化还原状态的能力，从而破坏细菌的内外膜，导致细胞质成分泄漏和细胞死亡。与此同时，较低的pH 可以增加细胞膜的通透性，促进HClO 进入致病菌内部，阻碍其正常的生长和繁殖[3]。然而，这些因素对于SAEW 的杀菌消毒作用并不占主导作用，对杀菌作用的影响比较有限。总体来说，SAEW 主要通过其强氧化作用、高ORP 及低pH 等因素的综合作用，抑制微生物的生长和繁殖，进而延缓菌落总数上升、延长食品货架期。

3 SAEW 在食品保鲜中的应用

3.1 SAEW 在果蔬保鲜中的应用

果蔬的生产、加工、包装、运输和销售等环节，都存在食源性致病菌污染风险，可能导致食品腐败变质，甚至引发食品中毒和人类感染，对人类健康构成严重威胁。目前，含氯消毒剂是常用的果蔬保鲜方法，但可能存在氯化物残留超标、产生异味和释放有害气体等问题，对环境和人体健康构成潜在风险。相比之下，SAEW 是一种安全、高效、环保、杀菌的理想果蔬消毒剂，在绿叶蔬菜、根茎类蔬菜、番茄、苹果和水蜜桃中，有着广泛的应用潜力。Zhang 等[4]使用不同ACC 浓度的SAEW 代替常规生产用水，发现其能够有效清除农产品表面的致病菌。比如，大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特氏菌，并且不会对产品的品质和安全性产生不利影响。Yoon 等[5]对不同稀释度的SAEW 进行评估，发现卷心菜浸泡在40%稀释度的SAEW 中60 s 后，能够完全清除其中的小肠结肠炎耶尔森氏菌，细菌数量减少了6.39 个log CFU·g-1。丁年平等[6]的研究结果显示，当SAEW 的ACC 浓度为50 mg·L-1，pH 为6.5 时，SAEW 在杀灭新鲜黄瓜表面的天然菌落和人为污染添加的大肠杆菌方面，具有良好的效果。此外，SAEW 不仅在果蔬杀菌保鲜方面具有关键作用，在去除农药残留、保持果蔬的新鲜度和品质方面，也发挥着重要的作用。

3.2 SAEW 在肉类保鲜中的应用

肉类产品中微生物污染，是导致质量损失和食源性疾病的重要因素。为了降低肉类微生物的污染水平，许多新型杀菌技术，如SAEW、高压处理、紫外线辐射和低温保鲜，已被引入肉类保鲜的加工中。通过应用这些技术，可以有效降低肉类中的微生物负荷，保持产品的品质与新鲜度。据报道，SAEW 可以有效杀灭附着在猪肉、牛肉、鸡肉等肉类表面的肠沙门氏菌、大肠杆菌、耶尔森氏菌和金黄色葡萄球菌等。在肉类产品的SAEW 杀菌保鲜研究中，大部分学者采用了喷雾或浸泡等技术，灭活这些食源性致病菌。祝雪梅等[7]研究了SAEW 雾化处理对生鲜猪肉贮藏过程中品质特性变化的作用，结果表明，SAEW 能够显著降低冷鲜猪肉的微生物数量，并显著延缓产品品质指标的劣变，货架期可延长2 d 左右。Zhang 等[8]采用两步法评估了SAEW 清除鸡肉中单增李斯特氏菌的杀菌效果，结果发现，与一步法除菌相比，两步法可以更好地清除食品原料中的致病菌。由此可见，有效应用SAEW 技术，可以有效降低肉类中的微生物污染水平，保持产品的新鲜度与品质，并减少食源性疾病的风险，有效提高肉类产品的质量和安全性。

3.3 SAEW 在水产保鲜中的应用

水产品富含优质蛋白质，但在其生产、运输和销售过程中很容易受到微生物的污染，不仅会降低海鲜的质量和缩短保质期，还会对人类健康构成潜在的风险。目前，SAEW 技术已用于水产品的安全控制和防腐保鲜。岑剑伟等[9]研究发现，ACC 值为（31.39±1.48）mg·L-1的SAEW，可以明显延缓罗非鱼片在贮藏保鲜过程中菌落总数的升高；与对照组相比，经过SAEW 处理后的罗非鱼片货架期可以延长2～3 d。吴雨轩等[10]研究了利用SAEW 保鲜南美白对虾的工艺条件，结果发现，经过处理的虾肉，在感官评分上明显优于对照组。同时，SAEW 处理能够抑制菌落总数、优势腐败菌和总挥发性盐基氮值的增长，减少腐败物质的产生。Xuan 等[11]研究了SAEW制成的冰块对鱿鱼保藏的影响，研究发现，相比于自来水冰，SAEW 制成的冰在保持质量存储方面更加有效，能显著减少细菌数量，是一种非常有潜力的控制劣化、保障安全的方法。由此可见，SAEW 技术在水产品保鲜和安全性控制方面，能够有效降低微生物污染的风险，延长水产品的货架期，改善产品的质量，具有很大的潜力。

3.4 SAEW 与其他技术联用

SAEW 是一种新型的非热杀菌技术，具有经济、安全、环保和广谱高效的优点。然而，单独使用SAEW 技术仍然无法完全消除食品中的致病菌和腐败菌等微生物。因此，在食品工业中，仍然需要研发新技术，以在保持果蔬感官品质的同时，延长食品的保鲜期。目前，SAEW 可以与化学方法结合，增强其杀菌效果。例如，将SAEW 与有机酸（柠檬酸、富马酸和乳酸）、精油和苯扎氯铵等物质联合使用，可观察到其对灭活食品中的食源性病原体具有协同效应。此外，SAEW 还可以与一些物理技术相结合，如紫外线照射、超声波和热处理，以清除食品中的病原体，确保食品安全。

4 展望

近年，随着全社会对食品安全问题关注度的不断提高，非热杀菌技术得以快速发展。SAEW 作为新型食品杀菌技术，具有操作简便、杀菌谱广、环境友好等优点，具有广阔的发展前景。然而，由于起步较晚，目前该技术在实际生产中的应用尚不够广泛。为了促进SAEW 技术的发展，相关学者有必要进行更深入的研究，挖掘其在食品工业中的潜力，验证其效果和稳定性，并探索其对食源性致病菌的杀菌机理。与此同时，可以将SAEW 技术与其他食品杀菌技术相结合，如超声处理、紫外杀菌、添加有机酸等，进一步提高其杀菌保鲜作用。此外，相关部门应当加强标准化和规范化管理，制定相应的技术标准和操作流程，为SAEW 技术的实际应用提供依据。未来，伴随SAEW技术的不断成熟和广泛应用，将为食品工业带来积极作用，提升食品安全整体水平，推动行业的健康快速发展。