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| 二氧化氯在食品行業(yè)中的應(yīng)用
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二氧化氯在食品行業(yè)中的應(yīng)用
譚 偉1，杜金華2*
（1山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，泰安 271018；2山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，泰安 271018）
摘 要：對(duì)近幾年來國內(nèi)外將二氧化氯（ClO2）應(yīng)用于食品行業(yè)的研究概況進(jìn)行了綜述，包括殺菌消毒、食品保鮮、環(huán)境除臭三個(gè)方面。ClO2具有很強(qiáng)的氧化作用，能夠有效殺死微生物，是一種高效安全的殺菌消毒劑；可阻止蛋氨酸生成乙烯，破壞已生成的乙烯，并對(duì)動(dòng)植物機(jī)體不產(chǎn)生毒效，在食品保鮮中具有獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)；可與異味物質(zhì)（H2S、-SOH、-NH2等）發(fā)生脫水反應(yīng)，使其迅速氧化為其他物質(zhì)，具有高效的除臭作用。
關(guān)鍵詞：二氧化氯；殺菌；保鮮；除臭
食品工業(yè)是人類的生命工業(yè)，伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，食品安全問題日益凸現(xiàn)出來，與食品安全相關(guān)的名詞如瘋牛病、口蹄疫、禽流感等頻頻進(jìn)入人們的視線。因此，選擇何種安全、高效的食品保鮮及殺菌劑來提高食品的安全性已成為人們普遍關(guān)心的問題。
穩(wěn)定性強(qiáng)的ClO2是目前國際上公認(rèn)的性能優(yōu)良、效果最好的殺菌劑、食品保鮮劑，能有效減少食源性疾病，被WHO列為A1級(jí)安全消毒劑。由于ClO2較氯系消毒劑有許多優(yōu)點(diǎn)，具有高度的安全性，從20世紀(jì)80年代開始，已被眾多國家批準(zhǔn)用于食品領(lǐng)域。國外已研究了ClO2對(duì)萵苣［1］、青椒［2］、胡蘿卜［3］、草莓［4］等果蔬表面致病菌的抑制作用，取得良好效果。我們以前的研究也表明，ClO2氣體對(duì)蘋果表面的大腸桿菌O157：H7（Escherichia coliO157：H7）與單孢李氏菌（LiSteria monocytogenes）有優(yōu)良的鈍化作用，可提高食品的安全性。隨著我國衛(wèi)生安全制度的完善和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，ClO2技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用必將日趨廣泛和成熟。
1 ClO2的作用機(jī)理
1.1 殺菌機(jī)理
ClO2分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是氯原子以2個(gè)配位鍵與2個(gè)氧原子結(jié)合，其外層還存在一未成對(duì)電子，具有很強(qiáng)的氧化作用。ClO2對(duì)細(xì)菌及其他微生物的細(xì)胞壁有較好的吸附和透過性能，可與蛋白質(zhì)中的部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使氨基酸分解破壞，進(jìn)而控制微生物蛋白質(zhì)的合成，最后導(dǎo)致微生物死亡。
1.2 保鮮機(jī)理
ClO2能阻止蛋氨酸分解成乙烯，且能破壞已形成的乙烯，從而延緩腐爛，同時(shí)可以控制腐敗菌，但不與脂肪酸反應(yīng)，不影響食品的品質(zhì)。
1.3 除臭機(jī)理
惡臭物質(zhì)可大體分為兩類，一類為含-S-基的硫系化物，例如（NH4）2S、H2S、（CH3）2S、CH3SH等，這些化合物接觸到ClO2后，-S-基被迅速氧化，消除惡臭。另一類不帶-S-基的氮系化合物如NH3、C2H2NH2、（CH3）2NH、氮的氧化物等，ClO2與它們接觸1～2min，也可將它們氧化，消除惡臭。
2 ClO2在食品行業(yè)中的應(yīng)用
2.1 ClO2在果蔬產(chǎn)品中的應(yīng)用
2.1.1 ClO2應(yīng)用于果蔬保鮮
將ClO2用分子篩吸附，連同果蔬置于密封袋中，可達(dá)到良好的保鮮貯藏效果。Tsai等人［5］利用7.8mg/L的C1O2保鮮番茄，處理10min可以顯著減少番茄的腐敗，而且沒有任何化學(xué)物質(zhì)殘留，不破壞番茄的表皮顏色。Hodges使用5mg/L的ClO2保鮮菠菜，可使之在10℃下保存16d以上，葉綠素的損失較小。ClO2可有效殺滅擴(kuò)展青霉和梨形毛霉等腐敗菌從而防止梨的腐爛；對(duì)大久保桃也具有較好的保鮮效果，能夠控制桃果實(shí)的褐變和腐敗，并能夠減緩失重速率，保持果實(shí)的硬度。
2.1.2 ClO2對(duì)果蔬表面致病菌的控制
ClO2可以殺滅果蔬表面的致病菌從而提高果蔬在食用時(shí)的安全性。8mg/L ClO2處理草莓120min可使其表面的沙門氏菌減少4.4log。Rodgers SL等研究發(fā)現(xiàn)用5mg/LC1O2處理蘋果、萵苣、草莓、哈密瓜15s可使其表面大腸桿菌O157：H7和李斯特菌的減少量均大于5log［6］。3mg/L的ClO2處理30min可以使青椒表面的李斯特菌減少6log。
2.2 ClO2在畜禽制品中的應(yīng)用
畜禽屠宰后其體表的原始菌和環(huán)境中的微生物會(huì)在其上大量繁殖，存在著極大的食品安全隱患。經(jīng)ClO2溶液浸泡的畜禽，可有效控制微生物生長，延長貯藏期，并能保持鮮美的口味。100～200mg/L的ClO2處理2min后的醬鴨，其保存時(shí)間在常溫下可達(dá)26～30d，品質(zhì)仍能保持較好。經(jīng)穩(wěn)定性ClO2處理的雞肉在5℃下，可有效地延長貯存期。Pohlman、Jimenez-Villarreal［7，8］用ClO2處理絞碎牛肉，可以減少大腸桿菌和沙門氏菌，提高牛肉食用的安全性，且對(duì)牛肉的顏色和風(fēng)味沒有影響，可以保持或延長牛肉餡餅的貨架期。
2.3 ClO2在水產(chǎn)品中的應(yīng)用
ClO2可有效控制水產(chǎn)品上的微生物，使其保鮮時(shí)間大大延長并提高食用的安全性。ClO2處理可防止對(duì)蝦捕獲后蝦體的變黑和腐敗，使其在0℃的保鮮時(shí)間長達(dá)8～10d。40mg/L的ClO2清洗小龍蝦可使需氧菌的數(shù)目減少4log，且無氯殘留。Shin JH［9］等用100mg/L的ClO2使魚肉表面的大腸桿菌O157：H7、沙門氏菌和李斯特菌分別減少4.8、2.6和3.3log，提高了其食用的安全性。
2.4 ClO2在奶制品中的應(yīng)用
鮮牛乳經(jīng)過50～100mg/L ClO2處理后，在30℃條件下可保存24h，顯著延長了鮮牛乳的保鮮時(shí)間，而且ClO2在3～4h內(nèi)衰減完畢，不會(huì)影響鮮牛乳的各種理化指標(biāo)［10］。在初乳中添加0.5%ClO2溶液，可保鮮3個(gè)月不發(fā)生霉變。Boddie用ClO2處理牛乳，可以減少其中80%～90%的奧里斯葡萄狀球菌和鏈球菌，延長貯藏期。在牛奶的加工過程中，ClO2還用于生產(chǎn)設(shè)備、車間環(huán)境、包裝容器的殺菌以及無菌水的制作，均取得了良好的效果。胡濱等研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)車間環(huán)境殺菌時(shí)當(dāng)ClO2在空氣中的濃度達(dá)到4mg/m3，即可殺滅99%以上的細(xì)菌、病毒、霉菌。可見ClO2可有效控制奶制品生產(chǎn)過程中的微生物，并延長牛乳的保鮮時(shí)間，從而確保了奶制品的正常生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量。
2.5 ClO2在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用
ClO2在啤酒制麥行業(yè)是一種高效安全消毒劑和漂白劑，200mg/LClO2能有效抑制麥芽生產(chǎn)過程中霉菌的生長繁殖，提高麥芽質(zhì)量。與常用的漂白粉、甲醛相比，ClO2因其無色、無味、無刺激、無腐蝕，大大改善了工人的操作條件，而且由于其具有除臭效果，還能減少室內(nèi)異味。另外，ClO2還能處理含酚廢水，將水中的多酚氧化成醌式直鏈酸，對(duì)浸麥水中多酚濃度降低起重要作用，有利于更多地浸出大麥多酚物質(zhì)，降低麥芽色度，提高麥芽質(zhì)量。
零東寧［10］將ClO2用于自釀啤酒生產(chǎn)中第5或第6代酵母泥的清洗以除去雜菌，使其可繼續(xù)使用2～3代仍可保持啤酒的原有品質(zhì)，從而降低了生產(chǎn)成本。此外，ClO2還被用于啤酒生產(chǎn)中無菌水的制作以及制麥過程、工藝管道、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)車間環(huán)境的殺菌。
2.6 ClO2在食品包裝中的應(yīng)用
固體ClO2是利用自身緩慢釋放出來的ClO2氣體殺菌，因此將固體ClO2用于食品包裝與傳統(tǒng)方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)：①ClO2氣體本身擴(kuò)散能力強(qiáng)、活性高，不需要任何專用設(shè)備即可完成消毒殺菌，而且在常溫常壓下即可使用，適用于任何包裝材料；②低濃度ClO2氣體無色、無味，不會(huì)給顧客帶來任何不愉快的感覺；③固體ClO2本身不與食品直接接觸，不會(huì)造成對(duì)食品的二次污染，而且可直接封裝在包裝箱、袋內(nèi)，不再會(huì)有空氣的二次污染；④ClO2氣體的有效釋放時(shí)間長，不會(huì)給細(xì)菌、霉菌留下生存機(jī)會(huì)。
在國外ClO2被用于雞肉制品的包裝中，有效控制了沙門氏菌等致病菌［11］。此外，ClO2還被用于食品包裝用的袋、箱、瓶、罐、盒等用品的殺菌、消毒。
2.7 ClO2在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用
飲料在生產(chǎn)過程中一般只進(jìn)行一次殺菌，飲用時(shí)不再經(jīng)過殺菌處理；飲料含有豐富的營養(yǎng)，是微生物生長的良好培養(yǎng)基，而且絕大多數(shù)飲料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程操作復(fù)雜易受微生物的污染。所以微生物的控制在飲料生產(chǎn)中占有非常重要的地位，直接關(guān)系到消費(fèi)者的身體健康和生命安全。ClO2在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：①原料微生物的控制；②生產(chǎn)設(shè)備的殺菌。包括管路系統(tǒng)的殺菌和工器具、容器、設(shè)備、生產(chǎn)線的殺菌；③生產(chǎn)環(huán)境的空氣、地面、墻壁的殺菌；④操作人員的手、服裝、織物、運(yùn)奶車、靴池等消毒。
2.8 ClO2應(yīng)用于環(huán)境除臭
ClO2除用于上述食品微生物的控制及保鮮外，還用于除臭。它已被制成產(chǎn)品用于家用冰箱、工業(yè)冷庫的脫臭。ClO2作為脫臭劑與福爾馬林、硫黃、酚類及其它有機(jī)氯相比，不僅本身無味，用后亦無殘留氣味，食品、果蔬在庫房內(nèi)也無需遷出就可進(jìn)行除臭消毒，使用方便、快速。Kastner［13］將ClO2用于畜產(chǎn)品加工廠異味的去除，取得了良好的效果。
3 ClO2在食品行業(yè)中的應(yīng)用前景
近年來，隨著人民生活水平的提高和對(duì)健康的關(guān)注，人們對(duì)于食品的安全性要求越來越高，而且食品安全性問題已成為制約我國食品走向國際的重要因素，因此，提高食品的安全性已成為食品行業(yè)急需解決的問題。ClO2是A1級(jí)安全消毒劑，具有很強(qiáng)的殺菌能力；同時(shí)殺菌過程不產(chǎn)生有害物質(zhì)，不影響食品的風(fēng)味和外觀品質(zhì)，是目前國際上公認(rèn)的性能優(yōu)良的食品保鮮劑。世界上許多國家將其廣泛用于食品加工的各個(gè)領(lǐng)域，取得了良好的效果，但在我國這方面的研究和應(yīng)用還比較少。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，穩(wěn)定性ClO2在我國的食品加工領(lǐng)域中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。◇
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作者簡介：譚偉（1981～ ），男，在讀研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。
文章來自國家食物與營養(yǎng)咨詢委員會(huì)
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