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农产品中电解水杀菌技术应用研究

添加时间:2018/06/06
电解水又称电解离子水或氧化电位水, 一般是利用电解槽将Na Cl溶液或者K2CO3溶液在消耗微量电能的条件下进行电解, 并用隔膜分离而生成的酸性电解水和碱性电解水的总称。
  摘 要:人与自然和谐相处, 生态和经济可持续发展, 是21世纪的主题。崇尚自然, 维护环境, 是现代绿色消费的潮流。随着电解水在农业领域的应用, 电解水农业理念的提出, 电解水肥系列产品的推出, 在促进种子萌发与植物的光合作用, 农作物的杀菌、驱虫, 农副产品的防霉保鲜, 以及提高农产品品质, 对土壤酸、碱度的中和改良等作用明显, 真正做到了“用自然的力量, 创造健康的生活”, 为中国绿色农业的发展开辟了新路径。
    
  电解水又称电解离子水或氧化电位水, 一般是利用电解槽将Na Cl溶液或者K2CO3溶液在消耗微量电能的条件下进行电解, 并用隔膜分离而生成的酸性电解水和碱性电解水的总称。在生产过程中可以通过电解Na Cl溶液得到含次氯酸分子的酸性电解水, 通过电解K2CO3溶液得到含钾离子的碱性电解水。
  


 
  酸性电解水中主要含有氢离子、次氯酸、溶解氧, 其p H值可以达到1.5左右, 而碱性电解水中主要含有钾离子、氢氧根离子并富含氧离子, 其p H值可以达到13.5左右。强酸性电解水和强碱性电解水均具有很好的杀菌效果, 但一般认为酸性电解水的杀菌效果优于碱性电解水。酸性电解水被广泛应用于家庭、医院、饭店、食品加工厂、农业生产、养殖场的浸泡、清洗、消毒和杀菌, 以及作物病害的防治[1~5].在农业方面, 碱性电解水主要被用于作物病害的预防与促进作物生长等方面。因为杀菌效果好、制备成本较低、对人体无害等优点, 电解水在农业上具有很好的综合作用效果, 因此其在日本、欧美等众多国家得到广泛应用, 在中国也正在进行大面积的推广。
  
  1、 电解水的发展史
  
  电解水可以直接以市政自来水为基础水源, 自来水在通过电解水机电解过程中被功能化。电解水行业面市至今, 已在欧、美、日、韩、台和东南亚等地得到了极大发展, 目前非常普及。以日本为例, 日本是电解水机的发源地, 也是目前发展最好的国家, 家用普及率高达40%以上。
  
  日本在1931年根据长寿地区的水质特点, 研制出了世界上第一台电解水机。随后电解水机陆续传入韩国、美国等国家。我国在20世纪90年代开始涉足电解水领域, 发展相对滞后, 特别是在电解水农业技术方面没有形成较为成熟的体系。现今电解水行业在我国已迅速发展, 受到越来越多的消费者认可, 已成为了21世纪的黄金产业, 特别是近几年来, 江油市微生物应用技术研究院和西南科技大学相关科研团队共同努力, 大力推进了电解水农业技术的发展, 已经形成了完善的电解水农业技术体系, 并在实践中得到了成功的应用检验。
  
  2、 电解水杀菌技术
  
  目前主要的杀菌技术包括物理杀菌和化学杀菌。其中物理杀菌可分为加热杀菌和非加热杀菌[6~8].加热杀菌一般可分为间接加热、蒸汽直接加热、红外线加热、微波加热等;非加热杀菌有紫外线、臭氧、超高压、超音波、辐射、气体、电解水等。化学杀菌一般是指利用化学杀菌剂进行杀菌, 农业上用到的化学杀菌剂包括保护性杀菌剂和内吸性杀菌剂。在诸多杀菌技术中, 电解水杀菌成本低、设备简单、可还原为普通水、无排放要求、杀菌效果显着且残效性低, 因此, 电解水在医疗卫生、食品加工、农业生产三大领域都具有广阔的发展前景。
  
  2.1 电解水在医疗卫生方面的应用
  
  酸性电解水具有较好的杀菌效果且对皮肤无明显腐蚀作用, 可用于空气消毒, 临床物体表面消毒, 内镜消毒[9,10], 口腔医疗[11,12], 医务人员手及皮肤消毒[13], 创面及炎症治疗等[14,15].强酸性电解水可通过擦洗、喷洒等方式灭杀敷料、被服、衣鞋及医院墙壁和地面表面的微生物, 并表现出一定的漂白与脱色作用。皮肤方面其对脚癣、带状疱疹、湿疹、皮炎、褥疮等皮肤科疾病有一定的杀菌、预防感染及治疗作用。另外还可加快伤口创面愈合、对胃溃疡有辅助疗效。
  
  2.2 电解水在食品加工方面的应用
  
  酸性电解水含有高浓度的氢离子、次氯酸、溶解氧, 和低p H值, 具有良好的杀菌效果, 杀菌作用机理表现出综合性, 因此可以作为一种较理想的绿色环保的蔬菜杀菌剂。对于常见的食物病原菌金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌, 酸性电解水可在短时间内将其完全杀灭, 对可引起严重食物中毒的副溶血性弧菌和嗜盐弧菌, 微酸性电解水在30 s内即可将其杀灭。在密闭遮光的情况下, 酸性电解水可以较长时间维持有效氯含量, 可作为食品加工业管道不使用时的封存液, 也可以用于一些材料的长时间浸泡消毒[16~19].强酸性电解水可用于食品加工机械的清洗与消毒;杀灭蔬菜水果上的致病菌, 分解蔬菜水果上的农药, 用于蔬菜水果的保鲜;在餐馆、饭店、宾馆, 可用于餐具、卫生洁具等的消毒。江油市微生物技术应用研究院和西南科技大学联合研发团队也正在完善利用电解水对水厂等生产车间与相关设备的杀菌技术。
  
  2.3 电解水在农业生产方面的应用
  
  世界上有很多电解水生产设备, 但用于农业的电解水设备目前还比较少。电解水农业技术在日本发展得较为成熟, 也有大面积的实际应用。在国内, 电解水设备以及配套技术的开发主要集中在江油市微生物技术应用研究院和西南科技大学等少数几个单位。江油市微生物技术应用研究院和西南科技大学联合研制的电解水设备实现了以Na Cl溶液进行电解, 生产出p H值在1.5左右的强酸性电解水, 以K2CO3溶液进行电解, 生产出p H值在13.5左右的强碱性电解水。
  
  强酸性电解水和强碱性电解水均具有很好的杀菌效果, 强酸性电解水的杀菌效果可达99%以上, 优于强碱性电解水。从理论上讲, 强酸性电解水和强碱性电解水都可以用于植物病害的防治, 但在实际的大田应用过程中, 一般将强碱性电解水稀释20~25倍后喷施, 用于病害的预防和促进作物生长;将强酸性电解水稀释5~10倍后喷施, 用于病害的防治。酸性电解水可以有效地抑制有害菌的生长, 不仅可以用于农作物的病害防治, 也可以作为养殖过程中禽畜饲料的添加剂或者杀菌剂进行使用。用酸性电解水拌料喂羊, 可有效地防治各种肠道病的发生, 单独饲喂, 也能达到防病治病的目的。与此同时, 电解水还能有效地降解农残, 利用电解水浸泡蔬菜以及喷施电解水均能有效地降低农产品上化学农药的残留量。电解水还可以用于土壤p H值的调控, 种子的处理, 可提高种子的萌芽率和促进幼苗的生长发育等。近期江油市微生物技术应用研究院和西南科技大学联合研发团队正在研究施用电解水对栽培土壤中微生物结构以及对作物吸收积累重金属等的影响。研发团队相关研究成功后将进一步丰富电解水农业技术, 为电解水农业技术在全国的推广打下坚实的基础。
  
  3、 总结
  
  由于电解水具有制备成本低、杀菌快、杀菌范围广、不产生耐药性、易于分解、对环境无害、无需勾兑、使用方便等优点, 电解水已被广泛地应用在医疗卫生、食品加工和农业生产中。现今因为农药的不当施用, 农产品的安全问题越来越受到社会的重视。在一定程度上减少或者完全取代农药的施用是从根本上解决农产品的安全问题及农用耕地污染的重要措施。而电解水本身的性质决定了其应用在农业生产过程中不会对环境产生污染, 是无毒无害无污染的绿色产品, 因具有杀菌、促长、预防病虫害的作用, 可部分或全部取缔农药, 所以电解水的重要性在农业中显得更加突出。
  
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