二氧化氯
取自 食品百科全书
[中文]: 二氧化氯
[英文]: chlorine dioxide
[说明]: ClO2 红黄色气体。密度3.09（11℃）。沸点10℃。不稳定。有强氧化作用。会发生爆炸。溶于水，同时分解。溶于碱溶液而生成亚氯酸盐和氯酸盐。用作氧化剂、脱臭剂、漂白剂等。由氯酸钠与硫酸和甲醇作用或由氯酸钠与二氧化硫作用而制得。
人类食品的绝大多数都来自农产品。农产品采收后，病原微生物如腐败细菌、酵母、霉菌等会通过各种途径侵袭，这样不仅会使食品加工业遭受重大损失，而且会导致人类食源性疾病的爆发。现在，人们已经意识到在农产品中存在着大量的腐败细菌、酵母、霉菌及一些罕见的病原菌。新鲜食品中存在病原菌，人们对这一问题的担心逐渐增加，这主要是由于越来越多的食物性疾病的爆发引起的，然而遗憾的是，随着可利用食品的进一步增加，由病原微生物引起的人类疾病的发生率也随之增加了[1]。因此，食品在保鲜时必须进行杀菌，使用杀菌剂是一个较好的方法。
稳定性二氧化氯(Cl02)是目前国际上公认的性能优良、效果最好的杀菌剂、食品保鲜剂，能有效减少食源性疾病，被联合国卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。由于Cl02较氯系列消毒剂有许多优点，具有高度的安全性，从20世纪80年代开始，已被众多国家批准用于食品领域。1996年，我国GB一2760将稳定性Cl02列入食品添加剂中作防腐剂，使用范围为果蔬保鲜、鱼类加工。该标准同时将ClO2列为食品加工助剂。
1 Cl02的杀菌机理和效果
Cl02分子结构特点是氯原子以2个配位键与2个氧原子结合，其外层还存在一未成对电子，具有很强的氧化作用。它能迅速氧化、破坏病毒蛋白质衣壳中的酪氨酸，抑制病毒的特异性吸附，阻止其对宿主细胞的感染。C102与细菌及其他微生物蛋白质中的部分氨基酸发生氧化还原反应，使氨基酸分解破坏，进而控制微 生物蛋白质的合成，最后导致细菌死亡。同时，Cl02对细胞壁有较好的吸附和透过性能，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、藻类、真菌等均有较好的杀灭作用。
用浓度为100 mg／kg的ClO2处理大肠杆菌和单核细胞增多性李斯特氏菌30 S，灭菌率可达99．999％[2]。Noss等人[3]在pH 值为7．2、水温为5℃时，用0．6 mg／L Cl02杀灭肠道病毒指标一f2噬菌体，30 S杀灭率即可达99％。傅月华等人利用1．4 mg／L的C102杀灭沙门氏菌，10 min后杀灭率达99％以上。杜 金华等人[4]利用7．2 mg／L的C102气体杀灭苹果表面的O157：H7混合株，10 min后即可使之减少最少5 lg。Han等人_5 J在20℃下，用3mg／L的Cl02喷雾处理青椒，10 min后即可使青椒中的李斯特菌数减少3．7 lg。
2 Cl02在食品保鲜中的应用
2．1 Cl02 应用于食品保鲜的依据
Cl02的应用受到人们的高度重视是因为它具有的独特性能优势：(1)有效杀死微生物，无气味残留，被处理果蔬原有风味不变。Cl02有很强的杀菌作用， 在pH值为7．0的水中，不到0．1 mg／L的剂量，5 min内能杀灭一般肠道细菌。在pH值为8．5的水中Cl02的杀菌速度是氯的20多倍。
(2)杀菌过程不产生有害物质，对无公害食品的保鲜具有重要意义。Cl02不与富马酸、来酸等不饱和脂肪酸、脂肪族胺类及多糖类物质反应，因而不造成对食品、果蔬的损害。作用不受环境pH值的影响，适用范围广，杀菌性能不受影响 。
(3)阻止蛋氨酸生成乙烯，破坏已生成的乙烯，延缓果蔬衰老与腐烂。果蔬储运中，由于蛋氨酸等代谢作用而氧化分解为乙烯、Co2等造成果蔬衰老成熟的物质，ClO2可以迅速有效地阻止蛋氨酸的分解、消除乙烯等物质并杀灭腐败菌，起到长期保鲜的作用。
(4)对动植物机体不产生毒效。Cl02对病毒、细菌具有较强的杀灭作用，但它对动植物机体却不产生毒效。原因在于细菌的细胞结构与高等动植物截然不同，细菌是原核细胞生物，而动物及人类是真核细胞生物。原核生物细胞中绝大多数酶系统分布于细胞膜近表面，易受到攻击，而真核细胞生物的酶系统深入到细胞里面，不易受到Cl02的攻击，不会对其造成伤害[7]。
2．2 Cl02在果蔬保鲜中的应用
Cl02可以显著减少采后水果病原菌[8]。稳定态Cl02对MP(微处理)芒果具有较显著的杀菌效果，可延长其保存时间，并可减轻其褐变的程度[9]。采用50 mg／L C102结合0．1％的CaC12溶液对采后的蘑菇浸泡清洗1 min，能有效的提高双孢菇的商品外观品质，在14℃下能保藏4 d，2℃下能保藏6 d以上[10]。用Cl02作为板栗保鲜剂进行保鲜试验，在23℃的条件下保鲜56 d，保鲜率达95％，而且保鲜前后板栗的营养成分含量和口味无明显变化[11]。将Cl02用分子筛吸附，连同果蔬置于密封袋中，可达到良好的保鲜贮藏效果。Tsai等人[l2]利用7．8 mg／L的Cl02保鲜番茄，处理10 min可以显著减少番茄的腐败，而且没有任何化学物质残留，不破坏番茄的表皮颜色。Hodges[13] 使用5 mg／L的Cl02保鲜菠菜，可使之在10℃下保存16 d以上，叶绿素的损失较小。Nora利用Cl02保存马铃薯，可以有效杀灭镰刀霉，防止马铃薯软腐病、干腐病和晚期枯萎病，延长贮藏 期。
2．3 Cl02在畜禽制品保鲜中的应用
经Cl02溶液浸泡的禽类，可有效控制微生物生长，延长贮藏期，并能保持鲜美的口味。经过100～2o0 mg／L C102处理2 rain后的酱鸭，其保存时间在常温下可达26～30 d，品质仍能保持较好[14]。经稳定性C10，处理的鸡肉在 5℃下，可有效的延长贮存期。用Cl02处理禽蛋，保鲜效果亦良好，且不影响蛋的孵化。Pohlman、Jimenez—Villarreal等人[15-19]使用Cl02处理绞碎牛肉，可以减少李斯特大肠杆菌和沙门氏菌，对于牛肉的颜色和风味没有影响，而且可以保持或延长牛肉馅饼的货架期。
2．4 cl02在奶制品保鲜中的应用
采用50～100 mg／L Cl02对鲜牛乳处理，在30℃条件下保存时间可达24h，显著延长了鲜牛乳的保鲜时间，而且Cl02在3～4 h内衰减完毕，不会影响鲜牛乳的各种理化指标l1引。在初乳中添加0．5％Clo2溶液，可保鲜3个月不发生霉变[19]Boddie[20]利用C10，处理牛乳，可以减少其中80％～90％的奥里斯葡萄状 球菌和链球菌，延长贮藏期。
2．5 Cl02在水产品保鲜中的应用
稳定性Cl02可以减少海产品的细菌数[21]。对鱼、贝类具有较好的防腐效果，不同的品种，保鲜效果不一样，在低温下对鱼、贝肉的保鲜时间可大大延长。对虾捕获48 h后头尾和肢体变黑、变质、发臭，用C10，处理后，可防止虾体变黑、腐败，在0℃时保鲜时间可长达8～10 d[22]。Kim等[23]利用ClO2代替氯对大西洋鲑鱼和红鲶鱼进行处理，20～200 mg／L的剂量处理5 min，可以显著减少大肠杆菌和沙门氏菌的数目。Andrews[24]利用ClO2浸泡代替液氯保存小虾和小龙虾，可以显著减少需氧菌的数目。
2．6 Cl02在饮料保鲜中的应用
在啤酒中添加C102(一般不超过3．5 mg／L)，不仅可延长啤酒的保鲜期，而且不影响啤酒的口味[25]。在果汁饮料中保鲜加人量按产品最终浓度5～10 mg／kg为宜。矿泉水的保鲜按0．2～0．5 mg／kg加人，可延长保存期 。Pao[26] 使用C102代替热杀菌对鲜橙汁进行保鲜，可以显著减少大肠杆菌的数目，而且不会影响橙汁原有的感官品质。Winniczuk等[27]利用几种杀菌剂对柑橘汁进行保鲜，以C102的使用浓度最低，效果最好。
3 CIO2在食品保鲜中的应用前景
近年来，随着人民生活水平的提高和对自身健康的关注，人们对于食品的安全性要求越来越高，而且食品安全性问题已成为制约我国食品走向国际的重要因素，因此，提高食品的安全性已成为食品行业急需解决的技术型问题。Cl02是A1级安全消毒剂，具有很强的杀菌能力；同时杀菌过程不产生有害物质，不影响食品的风味和外观品质，是目前国际上公认的性能优良、效果好的食品保鲜剂。世界上许多国家将其广泛用于食品的保鲜，但在我国这方面的研究和应用还比较少。随着技术的发展和研究的深人，稳定性Cl02在食品保鲜中必将得到越来越广泛的应用。
