二氧化氯

取自 食品百科全书

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[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。

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