酸性氧化电位水在水产品和水产养殖中的应用
酸性氧化电位水在水产品和水产养殖中的应用讲解

酸性氧化电位水在水产养殖和水产品中的应用叶章颖*,祁凡雨,裴洛伟第一作者兼通讯作者:叶章颖,副教授,博导,主要从事电解水工程化应用技术与装备的研究,Email:yzyzju@ 来源:《水产工业化养殖的理论与实践》作者:刘鹰、朱松明、李勇出版社:海洋出版社出版时间:2014-9-1摘要本文介绍了酸性氧化电位水在水产领域中的应用,主要涉及养殖水体杀菌和环境消毒、毒藻清除,以及酸性氧化电位水在水产品活体净化、清洗杀菌、贮藏保鲜等卫生品质中的应用进展。
提出进一步推广微酸性电解水的应用范围、加强电解水专用设备的研发及完善电解水的相关标准规范将是今后研究的方向。
关键词:酸性氧化电位水,杀菌,水产养殖,水产品我国是水产品生产大国,2011年我国水产品生产总量达到5611万吨。
水产养殖业是我国农业的重要组成部分,在国民经济中占有重要地位。
然而,我国并不是水产养殖技术强国,当前渔业水体环境的污染和渔药残留等因素严重制约我国水产行业的发展。
同时水产品极易腐败变质,研究表明,微生物污染是导致水产品腐败变质的最主要因素之一。
甲壳类、贝壳类水产品多数生活在近海或淡水中,其表面或体内易携带致病菌;淡海水中的水产品均有感染沙门氏菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、大肠埃希菌等的可能。
一些水产品如牡蛎、三文鱼等在食用前不经过加工或半加工,消费者不可避免的会通过该种食用方式感染某些食源性疾病,尽管这些疾病一般不会威胁生命,其症状一般从短期温和型肠紊乱到急性胃肠炎,但极可能引发其他更严重的疾病。
因此,抑制或消除水产品中食源性致病菌是保证水产品食用安全的重要保障之一[1]。
一般通过养殖过程中的水体净化和水产品加工处理两方面来进行。
水产养殖过程常用的水体净化技术是紫外照射和臭氧杀菌以及一些化学杀菌剂。
紫外线处理海水时,海水的浑浊度、颜色及其可溶性铁盐均能影响紫外线通过海水的透过率,降低杀菌作用进而影响净化效率。
臭氧是一个强氧化剂,用于海水消毒时会首先与海水中的离子反应产生副产物,其次,如何精确的控制臭氧发生量,均匀地溶于海水,并保持海水中稳定的臭氧浓度尚存在困难,同时臭氧发生装置要求高,操作不便[2]。
酸性氧化电位水

酸性氧化电位水——许氏集团董事长:许哲铭酸性氧化电位水(electrolyzed-oxidizing water,简称EOW),其制备装置于1987年在日本研制成功,因为EOW对于“超级病毒”金黄色葡萄球菌具有显著的杀菌效果,该技术最初被应用于医药领域。
经过多年的研究,人们逐渐发现酸性氧化电位水是一种广谱、高效、无毒、无副作用、无耐药性、无残留、使用成本低的新型绿色环保消毒剂,其优点逐渐被人们接受,并且在日本、韩国、美国、欧洲等国家,酸性氧化电位水逐步得到了推广应用,特别是在日本的农业、医院、养殖、餐饮、家庭等领域该技术已得到全面应用发展,并以立法形式予以保护和推广。
在军事领域,西方国家已经能够将酸性氧化电位水制备装置与车载移动平台相结合,解决军队野外供水、消毒等大部分问题。
在1972年,美方在战备中运用反渗透净水技术设计出具有防控生化功能的水壶,通过在水壶中进行净水反应,结合水净化系统进行初步处理和二次处理,从而生成有效的EOW水体,该水不仅能够喷洒预防战斗过程中病菌交叉感染情况发生,还为美方士兵提供了持续不断的洁净水源。
此外,西方国家还将酸性氧化电位水技术应用于车载系统当中,车载酸性氧化电位水生成器在满足军队直饮水的同时,可以生产大量的绿色环保消毒剂,战时既可以预防生化武器,还可以为伤员提供大量高效消毒剂。
同时,借助该原理还可以做成舰载的酸性氧化电位水生成器,解决远航携带直饮水和消杀剂等关键性难题。
近年来,中国对于酸性氧化电位水的制备工艺、杀菌机理及多领域应用进行了深入研究,对这项新技术的重视程度有增无减,2008年被我国卫生部列为能杀灭非典病毒的20种消毒剂之一,2011年我国制定了酸性氧化电位水国家标准,此项技术得到飞速发展。
许氏集团旗下天津秒沙医疗器械科技有限公司还打破了酸性氧化电位水生成器产量少、产品保质期短这一世界性技术弊端,其产量从0.6吨每小时提升到1-6吨每小时,且酸性氧化电位水的保质期从3-4个月延长到了12个月以上,得到国内外专家一致认可与好评。
用氧化电位水实现畜禽养殖的设施及用具消毒

用氧化电位水实现畜禽养殖的设施及用具消毒睿安德环保设备(北京)有限公司孔祥兵氧化电位水是往自来水中加入微量的氯化钠(溶液浓度低于0.05%),在专门的电解槽中电解,而产生的具有较高氧化还原电位、低浓度有效氯的微酸性水溶液,俗称氧化电位水或电解水、酸性电解水、酸性氧化电位水等名称。
它可以瞬时杀灭耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)、大肠杆菌、淋球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌及曲霉菌等细菌繁殖体,还能够破坏乙肝表面抗原,杀灭艾滋病毒(HIV)和枯草杆菌黑色变种芽孢等微生物。
现代的养殖场普遍采用全进全出的养殖方式,在畜禽进入畜舍前,需要对畜舍内的所有设施用具和饲养工具进行彻底全面的清洗消毒处理,在养殖过程中,一切用具物品和饲养工具等在进入畜舍前必须经过严格的消毒或灭菌处理后方可进入使用。
国内外的试验和大量的实践证明,使用氧化电位水来进行畜禽养殖的设施及用具的消毒处理,如经常对畜牧场地面、门口过道、饲料槽、场地、墙壁、笼具、门口过道、运载工具等进行喷洒消毒,可有效控制传染性疾病的发生,与其他常规消毒方式相比,有显著的优势,是预防疾病发生的重要措施。
用氧化电位水定期对畜禽养殖场的床面、壁面、隔栅、饲料槽、饲喂用具、饲料床、孵化厅等进行消毒, 对进出的料车等车辆采用氧化电位水进行冲洗消毒,消毒垫每天更换2~3次氧化电位水。
下图所示为采用氧化电位水对车辆及饲喂用具的冲洗消毒照片:使用氧化电位水进行车辆冲洗消毒使用氧化电位水进行料槽及饲喂用具的冲洗消毒下图所示为中国农业大学农业部设施农业工程重点实验室的研究人员在对鸡舍进行带鸡喷雾消毒时,同时对鸡舍的墙壁、地面、料线和饮水管线表面等位置进行了采样,并进行消毒前后的杀菌效果检测,从而得出的效果数据。
从图中数据比较可以看出:氧化电位水较传统化学消毒剂有比较明显的杀菌优势。
使用氧化电位水进行带鸡消毒的效果数据中国农业大学农业部设施农业工程重点实验室的研究人员同样使用氧化电位水和常规化学试剂对空舍进行冲洗消毒,进行了消毒效果的检测,检测数据(空气中菌落数单位为cfu/m3)如下图所示:从数据比较可以看出:用氧化电位水进行空舍的冲洗消毒和传统化学试剂比较,杀菌效果有较明显优势。
黄鳝养殖中的养殖水体氧化还原电位调控

黄鳝养殖中的养殖水体氧化还原电位调控在黄鳝养殖业中,养殖水体的氧化还原电位是一个重要的环境参数,对黄鳝的健康和生长发育起着至关重要的作用。
控制养殖水体的氧化还原电位,能够有效地提高黄鳝养殖的效益,减少疾病的发生。
本文将就黄鳝养殖中的养殖水体氧化还原电位调控进行探讨。
一、黄鳝对氧化还原电位的适应性黄鳝是一种适应能力较强的淡水鱼类,对养殖水体的氧化还原电位变化具有一定的适应性。
然而,当养殖水体的氧化还原电位偏离鳝鱼所需的范围时,会对黄鳝的生长和健康产生负面影响。
二、控制养殖水体的氧化还原电位的方法与技术1. 水质调节:监测养殖水体的氧化还原电位,并借助于酸碱调节剂、垂直通气器等设备来维持理想的范围。
适当调节水体的pH值、溶解氧含量等参数,能够有效地控制养殖水体的氧化还原电位。
2. 水体循环与曝气:通过合理的水体循环系统,加强水体的氧气供应,增加溶解氧含量,提高氧化还原电位。
曝气装置的设置,可增加水体的氧气含量,有效地改善氧化还原电位。
3. 生物降解剂的应用:使用生物降解剂能够有效降解有机质,减少水体中的废料,保持水质的清洁。
清洁的水质有助于维持正常的氧化还原电位。
4. 养殖密度的控制:合理控制黄鳝的养殖密度,避免水体过度富营养化,减轻水体对悬浮物的吸附作用,有利于维持水体的氧化还原电位。
5. 废弃物处理:及时清理养殖底泥和饲料残渣等废弃物,防止废弃物的产生和积累,有利于维持水体的氧化还原电位。
三、养殖水体氧化还原电位的调控效果通过以上的调控措施,能够维持养殖水体的适宜氧化还原电位,对黄鳝的生长健康产生积极影响。
1. 提高饲料转化率:养殖水体氧化还原电位的调控,可以改变饲料的降解速度和利用效率,提高饲料的转化率,减少养殖成本。
2. 减少疾病发生:适宜的氧化还原电位有助于提高黄鳝的免疫力,减少疾病的发生。
正常的氧化还原电位能够维持黄鳝的生理机能,让养殖环境更有利于其健康生长。
3. 促进生长发育:优化的氧化还原电位能够促进黄鳝的吸食、消化和代谢功能,使黄鳝能够更好地生长发育。
氧化电位消毒水在畜禽养殖行业应用

氧化电位消毒水在畜禽养殖行业应用一、畜禽饮水消毒现状及主要问题清洁的饮水直接影响到畜禽的饮水量、饲料消耗和健康状况进而影响到生产能力和综合效益,因此各养殖场对饮水历来都比较重视,建场之前就要对水源进行综合考察评价,生产过程中都要定期用酸化剂对饮水管线进行浸泡冲洗,图1 所示为大多数养殖场的饮水管网结构布置示意图。
从图可以看出,影响畜禽饮水质量的环节包括水源(地下水或水库水)、储水器具(水罐、水塔、水池)、主管线、支管线、位于畜舍的水线和饮水器。
目前各企业对畜禽饮水进行处理的方法基本有以下 3 种:1.是在主管线安装紫外线杀菌器来对进入主管线的水进行杀菌处理;2.是在进入每栋畜舍的支管线上安装超滤过滤器对水中的细菌微生物进行截留去除;3.是直接从河流或水库取水的养殖企业,采用在水池或水罐位置安装加药装置,将消毒剂按一定比例投加到饮水中进行消毒,以解决由于汛期或流域性污染排放所引起的水中菌落总数超标问题。
以上三种处理方法在实际应用过程中均存在显著的缺陷和不足,因为规模化养殖场的饮水管线特别是主管线比较长,在各个畜禽舍均安装有各种类型的加药器,以定期把疫苗、保健品、营养品甚至抗生素等不同种类的添加物自动加入到水线中,与饮水混合后被畜禽饮用,而这些添加物特别是保健品也会部分附着在水线的管壁上,为各类细菌的滋生繁殖提供有利的环境条件,结果在水线内壁会很快形成生物膜,污染饮水甚至堵塞乳头式饮水器,由此可以看出,真正对畜禽饮水产生最直接影响的是位于各畜舍内的水线部分,而上面介绍的第一种和第二种畜禽饮水处理方法基本没什么作用;而第三种处理方法虽然能保证水池或水罐中的水能达到饮用水标准的微生物控制要求,但由于整个输送管路长,等水送到畜舍时再检测时,管线中的水往往就不达标了,畜舍内水线中段和末段中的水就基本没什么消毒效果,若是通过提高往水池或水罐中消毒剂的投加量来保证水线中、末段的水质达标的话,可能在离水池或水罐较近的用水点的水中的消毒剂的残留量又会远远超出安全要求,因此这第三种处理方法在实际使用过程中同样存在难以解决的问题。
氧化还原电位(ORP)的重要作用讲解学习

氧化还原电位(ORP)的重要作用氧化还原电位(ORP)的重要作用大家逐渐认识到氧化还原电位在水产养殖上的意义,可是这个指标对于学过(水)化学的来说,理解起来都有点费力气,更不用说咱们大多数养殖户朋友了。
技术员到塘口跟养殖户说:咱们这个药是氧化型的药,能提高水体氧化还原电位,很不错!养殖户听的一头雾水,而实际上很多技术人员对氧化还原电位本身也不是很清楚。
1.那么什么是氧化还原电位?在水中,每种物质都有独立的氧化还原特性,可以简单理解为在微观上,每一种不同物质都有一定的氧化还原能力,这些氧化还原性不同的物质能够相互影响,最终构成一定的宏观氧化还原性。
电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则表示溶液显示出一定的还原性。
2.哪些是氧化物质、那些是还原物质?⑴水体中常见处于氧化态(直接点就是溶氧充足的状态)的物质有:O2(氧气当然是);硫酸根、硝酸根、磷酸根和铁离子、锰离子、铜离子、锌离子等;⑵常见处于还原态(简单说就是缺氧状态存在的)的物质:氯离子、氮气、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷、亚铁离子、多数有机化合物(包括我们的残饵、粪便、池底有机质淤泥)等。
氮在水体中存在的形式:一般未受污染的天然水域中,由于溶氧丰富,氮主要以硝酸根存在;在养殖池水中氮通常有4种存在形态:硝酸根、亚硝酸盐、氮气、氨氮。
3.为什么氧化还原电位很重要?氧化还原电位怎么测?海水与淡水体系氧化还原电位实测值通常约为0.4V(400mv)(V 伏特,氧化还原电位的单位),好氧微生物一般生活在+100mV以上,以+300mV~+400mV为最适。
处于氧化态的物质在适当的条件(缺氧)下可以被还原,例如无毒的硝酸盐被还原成有毒的亚硝酸盐和氨氮;同样处于还原态的物质在适当条件(富氧)下被氧化,例如硫化氢被氧化成硫酸根。
随着氧化还原电的降低,出现铁锰呼吸,干塘晒塘时被氧化成三价的铁,此时逐渐被还原成二价铁,这个过程耗氧产酸,所以底泥pH值下降。
饲养鱼类需保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位

饲养鱼类需保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位饲养鱼类需要保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位鱼类是人们非常喜欢的宠物之一,其美丽的色彩和优雅的姿态能够给人们带来无尽的快乐。
然而,为了给鱼类提供一个健康和舒适的生活环境,我们需要注意鱼缸的水质,特别是氧化还原电位。
本文将详细介绍饲养鱼类时需要保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位的重要性和方法。
首先,保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位对鱼类的健康非常重要。
鱼类在含氧环境中呼吸,所以鱼缸内的氧气含量是鱼类生存的最基本条件。
氧化还原电位是衡量鱼缸水体中氧气溶解和释放的能力的重要指标。
适宜的水质氧化还原电位可以保证鱼类有足够的氧气供给,提高鱼类的生活质量和寿命。
其次,保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位可以促进鱼类的新陈代谢和免疫力。
适宜的水质氧化还原电位有助于鱼类身体内的代谢废物的分解和排除,使鱼类的新陈代谢保持良好状态。
同时,适宜的水质氧化还原电位还能够提高鱼类的免疫力,降低感染和疾病的风险。
然而,要保持鱼缸的适宜水质氧化还原电位并不是一件容易的事情。
下面是一些方法和建议:首先,注意鱼缸的通风和循环。
鱼缸内的氧气主要来源于水面上的气体交换。
因此,饲养鱼类时应尽量保持鱼缸水面的通风和循环,使用气泵等设备增加水中的氧气供应,并帮助水中二氧化碳的排除。
其次,定期清洁鱼缸。
饲养鱼类时,我们需要定期清洁鱼缸,确保鱼缸内没有过多的杂物和废弃物。
这些杂物和废弃物会分解产生有害气体,影响水质氧化还原电位的平衡。
定期清洁鱼缸,清除这些有害物质,可以有效地提高水质的氧化还原电位。
此外,饲养鱼类时还可以加入适量的水草。
水草可以吸收水中的二氧化碳,并释放氧气,有利于维持鱼缸的适宜水质氧化还原电位。
选择合适的水草品种,根据鱼缸的大小和光照条件,适当种植一些水草,可以提高鱼类的生活质量。
最后,定期检测水质氧化还原电位。
饲养鱼类时,我们需要定期测量鱼缸的水质氧化还原电位,检查饲养环境是否适合鱼类生存。
根据测试结果,采取相应的措施进行调整,确保鱼缸的适宜水质氧化还原电位。
过氧化物水质改良剂在水产养殖中的作用真的那么大吗?

过氧化物水质改良剂在水产养殖中的作用真的那么大吗?在水产养殖业中过氧化物水质改良剂主要用于改良与净化水质、改良底质、增加水体溶氧,其次还可用于杀菌消毒、解毒抗应激等。
虽然过氧化物有多种用途,但不同品种有各自不同的特性,其表现的改良水质的作用与功效也是有所差别。
含有过氧基、具有氧化能力且能改良养殖水环境的化学制剂通称为过氧化物水质改良剂,常见的有过氧化氢、过氧化钙、过碳酸钠、过氧化尿素、过一硫酸氢钾等,它们的主要特点是对水环境不产生二次污染,其次是改良水质的作用高效与快速。
特性与用途1、过氧化氢过氧化氢俗称“双氧水”,是一种用途非常广泛的绿色化学品,是所有过氧化物加合物与衍生物合成的基本原料。
一般来说氧化还原电位越高,其氧化能力就越强,过氧化氢在酸性溶液中氧化还原电位是1.77V,在中性溶液中氧化还原电位是1.1V,在碱性溶液中是0.87V。
因此,过氧化氢在酸性溶液中的氧化能力要高于在碱性溶液中,但在酸性溶液中氧化反应速度要慢于在碱性溶液中。
此外,过氧化氢在碱性溶液中比在酸性溶液中能显示出更强的还原性,能被高锰酸钾、臭氧、氯等氧化剂所氧化,生成水和氧气。
过氧化氢不论在酸性溶液还是碱性溶液中,都能自发地进行歧化分解反应,生成水和氧气,尤其在碱性溶液中分解反应速度比在酸性溶液中更快,更易分解放出氧气;此外,过氧化氢的分解还受一些其它因素的影响,如催化剂、温度、光照、微量金属离子等都会加速其分解。
过氧化氢在水产养殖业主要功能为:一是改良水质,通过氧化有机质而达到改良水质;二是解毒,氧化降解氨态氮、亚硝酸氮与降解有机无机硫化物、氯系消毒剂、杀虫药的残留;三是增氧,过氧化氢可作为增氧剂用于池塘增氧及缺氧急救;四是消毒杀菌剂,可作为水产养殖动物疾病防治的外用药物或药物增效剂。
养殖水环境是一个非常复杂的生态系统,且水质理化指标时刻都处在动态变化之中,这决定了过氧化氢在使用过程中会因使用时间、天气、水体pH值等物理化学因子的不同而导致使效果有所差异,如在pH值较高、硬度大的水体使用时主要表现为增氧作用,在中酸性水质条件下使用时以氧化有机质而改良水质为主。
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酸性氧化电位水在水产养殖和水产品中的应用叶章颖*,祁凡雨,裴洛伟第一作者兼通讯作者:叶章颖,副教授,博导,主要从事电解水工程化应用技术与装备的研究,Email:**************.cn 来源:《水产工业化养殖的理论与实践》作者:刘鹰、朱松明、李勇出版社:海洋出版社出版时间:2014-9-1摘要本文介绍了酸性氧化电位水在水产领域中的应用,主要涉及养殖水体杀菌和环境消毒、毒藻清除,以及酸性氧化电位水在水产品活体净化、清洗杀菌、贮藏保鲜等卫生品质中的应用进展。
提出进一步推广微酸性电解水的应用范围、加强电解水专用设备的研发及完善电解水的相关标准规范将是今后研究的方向。
关键词:酸性氧化电位水,杀菌,水产养殖,水产品我国是水产品生产大国,2011年我国水产品生产总量达到5611万吨。
水产养殖业是我国农业的重要组成部分,在国民经济中占有重要地位。
然而,我国并不是水产养殖技术强国,当前渔业水体环境的污染和渔药残留等因素严重制约我国水产行业的发展。
同时水产品极易腐败变质,研究表明,微生物污染是导致水产品腐败变质的最主要因素之一。
甲壳类、贝壳类水产品多数生活在近海或淡水中,其表面或体内易携带致病菌;淡海水中的水产品均有感染沙门氏菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、大肠埃希菌等的可能。
一些水产品如牡蛎、三文鱼等在食用前不经过加工或半加工,消费者不可避免的会通过该种食用方式感染某些食源性疾病,尽管这些疾病一般不会威胁生命,其症状一般从短期温和型肠紊乱到急性胃肠炎,但极可能引发其他更严重的疾病。
因此,抑制或消除水产品中食源性致病菌是保证水产品食用安全的重要保障之一[1]。
一般通过养殖过程中的水体净化和水产品加工处理两方面来进行。
水产养殖过程常用的水体净化技术是紫外照射和臭氧杀菌以及一些化学杀菌剂。
紫外线处理海水时,海水的浑浊度、颜色及其可溶性铁盐均能影响紫外线通过海水的透过率,降低杀菌作用进而影响净化效率。
臭氧是一个强氧化剂,用于海水消毒时会首先与海水中的离子反应产生副产物,其次,如何精确的控制臭氧发生量,均匀地溶于海水,并保持海水中稳定的臭氧浓度尚存在困难,同时臭氧发生装置要求高,操作不便[2]。
相对来说,化学杀菌剂使用方便,但也有其不可避免的危害性。
水产品加工过程中通常使用的化学类杀菌剂有双氧水、臭氧、含氯制剂等。
双氧水属于低毒杀菌剂,使用量如果不当会对人体产生潜在致癌性。
臭氧虽能有效杀菌,但因为存在着残留物发生氧化反应产生副产物的可能,其使用一直存在质疑;含氯制剂因其对设备的腐蚀性及存在余氯残留的危害,使用也受到一定限制[3]。
近年来新起的冷杀菌技术如超高压杀菌、辐照杀菌等虽能较好的保持产品固有的营养价值及色泽风味,但均因杀菌成本高、适用范围小等不利于工业化推广[4]。
酸性氧化电位水(又叫酸性电解水、电生功能水等)是近年来研制的一种新型机能水,通过直流电解稀盐酸溶液或食盐溶液产生,具有广谱抑菌活性、高效、安全无害、环境友好等特点,可现场生产,操作简单且生产成本低。
已有研究表明,电解水对于食源性致病菌沙门氏菌、副溶血性弧菌、大肠杆菌等病原菌具有良好的杀菌效果[5-6]。
目前,酸性电解水在医疗卫生领域的应用研究在日本已有大量报道,在食品加工、农产品保鲜、植物病害防治等领域也取得一定的研究成果。
作为一种新型消毒剂,酸性电解水直接用于水产养殖中的消毒杀菌在我国报道还很少,本文将其目前在水产业中的应用进行整理,期待为其应用于我国的水产行业提供一定的借鉴。
1 酸性氧化电位水的基础及杀菌机理1.1酸性氧化电位水基础介绍1990年日本学术年会上,由于酸性电解水能迅速杀灭造成医院内感染的MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) 而引起医学界广泛注目。
酸性氧化电位水及其电解仪器于20世纪80年代首先在日本研制成功,最开始获得批准并投入使用的是强酸性电解水(pH 2.2-2.7),采用有隔膜的电解槽电解产生。
后来有学者开始认识到强酸性电解水的腐蚀性、残留氯高等问题,因此,近年来新起的微酸性电解水(pH 5.0-6.5,ORP 500-800mv, ACC 10-30ppm)因其无腐蚀性、几乎无余氯残留、杀菌效率高等优点受到广泛关注。
2002年6月10由日本厚生劳动省认定微酸性次氯酸水可作为食品添加物使用(日本官报第3378期)。
在我国,对电解水的研究已经起步,已有很多家医疗卫生相关机构引进设备或用国产设备进行了消毒效果观察并对其作用机理进行了初步研究,在电解水基础理论研究方面,主要的研究都集中在酸性电解水杀菌机理的问题上。
此外,在电解水物理化学特性、贮藏条件方面所做的研究也很多。
Horiba[7]等人考察了中性电解水(pH6.1) 在不同贮藏条件下各理化参数随时间的变化以及对白色念珠菌和17种细菌(其中15种细菌从感染的根管中分离) 的杀灭效果。
结果表明,密闭避光条件下贮藏21天,中性电解水的pH值、ORP值基本保持不变,有效氯浓度则变化较大,由18.4 mg/L降到10.6mg/L。
另外,贮藏后中性电解水的杀菌活性降低。
Cui[8]等人研究表明:加热和冷却对微酸性电解水的pH值、ORP和电导率都有一定的影响,实验证明了加热和冷却时微酸性电解水的pH值略有升高,ORP下降,电导率显著增加,有效氯浓度变化不大。
稀释对微酸性电解水的pH值、ORP没有显著影响,但电导率和有效氯浓度随着稀释倍数的增加而显著降低,贮藏过程中微酸性电解水和酸性电解水的pH值和电导率基本不变,光照对微酸性电解水的各项理化性质没有显著影响(p>0.05),不同贮藏条件不影响微酸性电解水的杀菌效果,而酸性电解水开口贮藏后杀菌效果下降。
1.2 杀菌机理目前,酸性电解水的杀菌效果已得到广泛的认可,有关酸性电解水的杀菌作用机理,初认为是由于其pH值及ORP值超出了微生物生长的最适范围,使微生物的细胞膜发生电位改变,导致膜通透性增强,细胞内容物溢出,从而达到杀灭微生物的作用,并且杀菌效果与ORP值成正比[9]。
Liao 等认为高ORP值能影响并损害大肠杆菌的GSSG/2GSH的氧化还原状态,破环细胞外膜和内膜[10]。
后来曾新平[11]研究发现Na2SO4、NaNO3电解水的灭菌能力远低于酸性电解水,pH为2.50的H3PO4、HCl溶液的灭菌效果都很差,他认为电解水的高效杀菌作用是以ACC为主导、低pH值及高ORP 值为重要促进的三者协同作用的结果,其中ACC起了关键的作用。
近年来研究人员对这一问题进行了较多研究,提出了几种解释,主要有上述的ORP学说、有效氯学说、活性氧学说、自由基学说等。
例如郝建雄[12]等认为强酸性电解水的杀菌主要成分是次氯酸,当有效氯浓度达到一定值,其存在形式HClO或ClO-则是决定电解水杀菌强弱的关键。
杨敏[13]认为电解水杀菌过程中,活性氧和有效氯的协同消毒起了重要作用;同时,电镜试验结果表明,酸性电解水中的羟自由基也在消毒中发挥了重要作用。
1998年有效氯学说被确立为酸性电解水杀灭病原微生物的主要学说。
电解水的杀菌机理比较复杂,到目前为止还没有统一解释,需进一步证实研究。
2 酸性氧化电位水在水产养殖中的应用2.1 养殖水体杀菌和环境消毒表1总结了电解海水对于鳗弧菌,副溶血性弧菌等的杀灭效果。
沈晓盛等[14]将海水及海水稀释成不同浓度后通过氧化电解水装置进行电解不同时间后,所得酸性电解海水对病原菌及食品加工表面接触材料(地板砖、不锈钢板、瓷砖、手套、抹布)的消毒效果进行了分析研究,结果表明,酸性电解海水具有良好的杀菌效果,能将107 CFU/mL的病原茵悬液在l min内几乎全部杀死,能将表面材料含有的107CFU/cm2病原菌在5 min之内几乎全部杀灭。
由此说明电解海水对食品加工表面接触材料具有明显的消毒效果,能取代以淡水为原料的电解水杀菌效果是高效廉价和不浪费淡水资源的一种理想消毒剂。
Jorquera等[15]对电解海水用于扇贝孵化场的作用进行了研究,结果表明,相比经高压蒸汽或紫外处理过的海水,电解海水有较高的微藻生长率,具有低水平的Cl-含量的电解海水就能起到消毒作用。
表1 酸性电解水用于养殖水体杀菌Table 1 Bactericidal effects of AEW on aquaculture water2.2 毒藻清除目前,国内外有关酸性电解水用于海水中毒藻的清除研究报道较少。
台湾的陆元雄等[18]曾研究过酸性电解水对亚历山大细藻成长与毒性的影响,酸性电解水对有毒涡鞭毛藻生长及毒素的影响也有过报道,不过关于其对海洋中其他毒藻的生长影响并没有进一步的研究。
海洋毒藻除菌常用的是抗生素,因此不可避免的会有因使用抗生素而带来的负面效应。
有报道称海洋细菌同藻细胞的相互作用可以明显影响有毒藻的产毒能力,但相互之间没有明显的规律[19]。
因此酸性电解水对海洋毒藻的除菌以及海洋细菌的自主产毒影响效果及机理的研究是能否获得无菌藻的关键。
2.3 酸性氧化电位水安全性Kasai 等人研究电解海水作用于牡蛎时牡蛎的生存状况,结果表明,牡蛎在含有效氯 0.2 mg/L 的海水中48 小时不会出现死亡,而且这段期间牡蛎鳃没有产生病变,鳃组织周围纤毛运动也不会受到损害[16]。
同时有学者对电解海水的安全性也做了研究,表明含有效氯1.0mg/L 的电解海水具有很好的杀菌作用,电解后海水中的有机溴化物90%为三溴甲烷,其含量远低于日本和美国对饮用水中溴化物含量的限量标准,同时回复突变试验表明电解海水不具有致突变性[20]。
已有的研究都表明电解海水能高效安全的应用于养殖水体的净化杀菌中。
Ge 等[21]研究了不同浓度的中性电解水(pH 6.53, ORP电解或处理条件 有益效果 结论 参考文献 鳗弧菌电解海水速率4L/min, 电流0.1-2.0A (1.9-2.1V) 杀菌率>99.99% Cl - 1.0-1.3mg/L Jorquera et al, 2002大肠杆菌(牡蛎) 电解海水(盐度30‰), 电解速率3 L/min ,水温16.0–16.3 °C 氯浓度0.21-0.24 mg/L, 处理24h 后E. coli 数为30 MPN/100 g, 与紫外杀菌效果类似 牡蛎对氯的耐受量在0.2-0.4 mg/L,处理不超过24hKasai et al, 2011 UV 杀菌, 辐射剂量10 mJ/cm 2电解海水 (盐度28.6‰,电解7min) 沈晓盛等,2008 魔化摩根菌 海水与自来水体积比为 1:2 6.6×107CFU/ml 处理60s 后减到30 CFU/ml 直接利用氧化电解海水能将107 CFU /mL 以上的致病菌菌悬液在1 min 之内全部杀死 直接电解海水4.6×107CFU/ml 处理 60s 后检测不出 沙门氏菌 海水与自来水体积比为 1:2 8.4×107CFU/ml 处理60s 后减到100 CFU/ml直接电解海水 6.4×107CFU/ml 处理60s 后检测不出单增李斯特菌 海水与自来水体积比为 1:2 7.8×107CFU/ml 处理60s 后减到50 CFU/ml直接电解海水 7.8×107CFU/ml 处理 60s 后检测不出副溶血性弧菌(海胆)电解海水 (盐度30‰) 氯浓度0.23 mg/L 处理1min 去除率>99.99%木村稔等, 2006 总菌落数 氯浓度0.76 mg/L 处理2d 去除率>90%890 mV, ACC 80 mg/L)对猪皮的消毒效果,通过微生物学分析、组织学评估、接触性细胞毒性测定等证明了中性电解水用于猪皮消毒的高效及安全性。