1、微 酸 性 电 解 水 介 绍“森永乳业营养行学研究所”提供一、 强酸性电解水及弱酸性（微酸）电解水制造原理近年来，由肠溶大肠菌 O-157 和沙氏门菌引起的食物中毒，不止在日本、在全世界引起了轰动，使国际对食品卫生方面引起高度关心。作为制造食物的人需要特别留意的一点是，这些食物中毒不同于以往的常识，极少的菌数就有发病的危险。这不是吃的时候病原菌没有繁殖就可以了的概念，而是需要进行食品中不能让病原菌存在的卫生管理。作为保证食品品质的管理方式、引进了 HACCP，但首先要做到全部杀菌、即要彻底进行食材、包装容器、加工处理机器、作业环境（地面、墙壁、空气等） 、手指等的杀菌除菌和微生物污染防治对策
2、。食品工业的杀菌，主要根据热杀菌除菌的方法，但药剂主要使用次亚氯酸钠等氯系列杀菌剂、过氧化氢、臭氧等酵素系列杀菌剂和酒精等。但他们都不是万能的，且在能量费用、药剂混入产品、工作人员和环境上的影响等诸多方面需要注意。因此、使用方法和使用场所也受到较多的限制，因此要融合 TPO 按照各自的特性使用。其中，适合群体杀菌，具有电解除菌水 、 超氧化水 、 强酸性电解水 、弱酸性电解水等多种称呼的电解机能水（生成装置）备受关注。 （本文中将称呼为电解机能水。 ）杀菌为目的的电解机能水生成装置登场是在 10 年前，但当初只是在医疗领域以防止 MRSA 感染备受瞩目。 （手指清洗消毒用医疗用具得到许可的装置
3、。 ）在食品领域中，O-157 引起食物中毒为契机、对其效果和便利性的研究开始迅速普及。 本公司以需要严格卫生管理的乳品业杀菌方法为准，给工业产业制造耐用的装备为目标进行了研究。终于、开发了与以往的方式不同的新型电解机能水生成装置，并为了确认在工厂中的使用实绩和有效性，从 2006 年 4 月份以purester之名开始销售。本文中主要论述电解机能水（生成装置）及purester的特征和效果，同时论述了电解机能水在食品领域中普及有关的问题点。（一）电解机能水的本质由于生成方法和性状不同，电解机能水被厂家命名为各种名称，但是任何一种名字都说明了电分解氯离子溶液后得出的调制水 ，几乎都证实了对细菌
4、和病毒的杀菌力。有关电解机能水的杀菌力，当时有高氧化还原电位（ORP）引起之说，但根据最近的研究发现，其杀菌力的主体为次亚氯酸（游离型） 。即电解机能水是相同于次亚氯酸苏打等的氯系列杀菌液。电解机能水的特征之一，次亚氯酸苏打 1/10 的低氯浓度也能达到相同的杀菌效果。据了解，游离型的次亚氯酸显示的杀菌力比次亚氯酸离子的杀菌力强 1） 。这种次亚氯酸的游离型和离子型的存在比率依赖于 pH 的变化，如果是碱性、离子型较多，中性或弱酸性、游离型的较多。如果是酸性，容易变成氯气体、从溶液中扩散。这种关系图请参考图 12） 。次亚氯酸苏打一般在 100200ppm 高浓度中使用，但由于 pH 值为 8
5、9，因此以次亚氯酸离子存在的比率较高。另一方面、电解机能水的 pH 在 26 左右、以次亚氯酸（游离型）和氯气体形式存在的比率高，从这一点就能看出，低于次亚氯酸苏打浓度，也能发挥高的效果。图 1.pH 对水中游离有效一率形态的影响(二)电解机能水生成装置电解机能水生成装置共有 20 多家厂家在销售，但这些生成装置根据生成方式和原料的不同，主要分为 3 种类型。请参考表 1.。表 1.电 解 机 能 水 生 成 装 置 的 种 类原 料（ 氯 离 子 源 ） 电 解 槽 电 解 pH 电 解 水调 制 方 式A强 酸 性 型 食 盐 隔 膜 式 2 3全 部 电 解 后 、只 使 用 阳 极 水
6、B弱 酸 性 中 性 型 -1 食 盐 和 盐 酸 无 隔 膜 式 6左 右 用 水 稀 释 电 解 液C弱 酸 性 中 性 型 -2（ purester) 盐 酸 无 隔 膜 式 6左 右 用 水 稀 释 电 解 液强酸性型 （A） ，食盐溶液为原料、使用了隔膜式电解槽。作为电解机能水生成装置的开拓者、现在仍使用这种方式。流程图如图 2。 阴 极 水阳 极 水 盐 水 泵 浦 （ 酸 性 水 ）阳 极 阴 极隔 膜 原 水盐 水 罐图 2. 强酸性电解水装置流程图在隔膜式电解槽中电分解食盐溶液，阳极主要产生氯气体，阴极则产生苛性苏打和氢气体。阳极的氯气体立刻与水反应成为次亚氯酸和盐酸。用隔膜
7、与阴极隔开时，阳极水必然是酸性的，且 pH 值也低。一般情况下低于 pH3 时使用，作为次亚氯酸 pH 值是不稳定的，但在开放状态下较短的时间内扩散为氯气体，也会降低有效氯浓度。因此最好在使用前调制，也要考虑被扩散的氯气体。阴极室中得到的、含有苛性苏打的液体就叫做碱性离子水 。由于这种方式将比较淡的溶液全部电分解、需要调高电解电压，比起其它方式比较耗电。氯气体产生量相同时， 耗电量达到（B） 、 （C）稀释方法的数十倍。同时，由于太耗电、我们认为不适合用于需要大型电解槽的大能力装置。（B）的弱酸性中性型 ，使用无隔膜电解槽。这种方式没有分离阳极水和阴极水，因此阳极的液体和阴极的液体会混合。电分
8、解食盐溶液后、阳极中产生的次亚氯酸和盐酸会与阴极中产生的苛性苏打完全中和、成为食盐和次亚氯酸苏打。要想得到游离的次亚氯酸溶液、要事先在食盐溶液原料中添加酸，或中和生成液。这种方式，通过把较浓的食盐溶液电分解后、用水稀释分解物得出调制液，因此产生氯时消费的电量没有强酸性型的隔膜电解方式高。且因为不会产生碱性离子水、也不会浪费水。purester(C)是无隔膜式的一种、弱酸性中性型电解机能水生成装置，作为氯离子源只使用盐酸是其主要的特征。 purester的流程图如图 3 所示。在电解槽内，根据下列反应式、2mol 的盐酸生成次亚氯酸和盐酸各 1mol。2HCI H2 + CI2+H2OHOCI+
9、HCI反复操作上述反应、能从盐酸中连续生成次亚氯酸。原液的盐酸浓度和电分解程度决定生成液的 pH（也受水硬度的影响） 、就能轻易得到弱酸性中性电解机能水。这种方式的主要特征是盐酸作为离子源，能够提高电解效率。与相同氯离子浓度的食盐相比，单位电解电力产生的氯是 1.5 倍左右。且、这种方式不使用盐，生成的电解机能水也不含盐。同时、也不会发生含盐时的不良情况、如盐对植物的副作用、室内等地方反复喷雾式有可能产生结晶等，可以安全使用是其优点。此外, 市场上还销售无隔膜电解槽中电解食盐溶液、调制碱性次亚氯酸苏打的装置（次亚氯酸苏打型） ，这是一种通过电解制造次亚氯酸苏打的方法，生成水的主要成分是次亚氯酸
10、离子。主 配 管电 解 用 旁 路 线电 解 槽盐 酸 泵 浦盐 酸 罐原 水图 3“purester”流程图二、 微酸性电解水及弱酸性电解水制造机“”及水的特征2002 年微酸性电解水和强酸性电解水一起以次氯酸水之名被指定为食品添加物。这种微酸性电解水之名由原来所说的弱酸性电解水变更而来。目前还没有被广泛认知。在本文中，首先介绍微酸性电解水的制造装置“purester”的特征和、用 purester 制造的微酸性电解水（以下称 purester 水。 ）的特征。（一）微酸性电解水制造装置“purester”的特征照片 1 是，采用符合食品添加物规格的制造方式的微酸性电解水制造装置“pures
11、ter”的外观。现阶段有三种机型、制造能力为小型机（Mp-240B）每小时240L、中型机（Mp-10000C）每小时 1200L、大型机（Mp-10000C）每小时 1 万 L。此外还有每小时 30t 的装置和 360L、120L 的装置、或分批出产的简易型等正在开发中。装置的流程如图 1。小型机把 3%的稀盐酸直接和原水混合，而中、大型机则把 21%的盐酸与部分原水混合稀释后供给到无隔膜电解槽中。通过电分解生成的 Cl分子被水溶解后从电解槽中产生高浓度的 HClO 溶液。把此溶液以约 1：1000 的比例与原水混合稀释、就能制造出有效氯浓度 10-30ppm、pH6 左右的 pureste
12、r 水。通过控制盐酸供给量和水的供给量、及电解电流值，能够任意调整有效氯浓度和pH、使其达到各自的规格范围内。这种高浓度电解、高倍率稀释，能够实现良好的电解效率、廉价的运行成本和大容量。且因为使用无隔膜电解槽、所有生成水都能用于除菌目的。（二）purester 水的特征、 杀菌效果Cl 溶液中，在微酸性领域中杀菌效果高的 HClO 分子的存在比率高。因此、与作为 Cl 系列杀菌剂使用的碱性 NaClO 溶液相比、purester 水以低有效氯浓度显示高杀菌效果。除大肠菌和黄色葡萄球菌等细菌外、对抗菌素的失活效果也已确认。作为其中的一个例子对 Bacillus subtilis 芽孢的杀菌效果如
13、图 2。与有效氯浓度100ppm、pH9.5 的 NaClO 溶液相比、有效氯浓度 10ppm、pH6.0 的 purester 水的杀菌效果明显很高。、 稳定性Purester 水在 pH6 附近 Cl2的存在比率较低。因此发挥到气相中的 Cl2较少、在开放状态下也比较稳定、几乎没有 Cl 味。制造后原则上要马上使用、如果在遮光有盖的桶内、保存 2、3 天也没有什么问题。把 purester 水放在 PET 瓶中盖紧盖、在阴暗场所 10中保存 1 年后、有效氯浓度能够保持 8 层以上。、 运行成本二Purester 的运行成本除原料水以外还包括盐酸费、电费、电极费。根据运行条件和使用机型而有
14、所不同、比如使用大型机种时这些运行成本之合计每吨几十日元（原料水费除外） 。三、 微酸性电解水的应用领域长期被方便使用的杀菌剂，近年来，开始被指出其弊害。这种弊害主要指使用杀菌剂时的直接影响，但废气后引起的环境污染也是一个重要问题。况且，防治病原性微生物引起的食物中毒等确保食品安全性问题，也是食品业界需要解决的首要任务。很遗憾，目前还没有同时解决以上两个问题的划时代的方法，但做出最符合对象物的选择是有必要的。因此我们确信其选择之一，就是把同时具备之前杀菌剂没有的各种特征的电解机能水普及到食品领域中，相信这也具有重大的社会意义。进一步普及在食品业界中的利用，解决食品添加物问题也是一个重要的课题，
15、有幸的是，厚生省药物局所管的机能水研究振兴团在 1993 年正式设立、针对电解机能水等机能水进行研究助成、研究推进、研究发表会等的普及活动。希望以财团为主的生产学共同努力，能够尽快确定电解机能水在食品卫生法上的位置。此外，purester 除食品领域外也可在其它广泛领域中使用。例如、畜产中饲育房的清洗、用于饲料水等，因为没有盐害、也可在园艺中用于植物和土壤的浇水、温室内的喷雾等地方。把盐酸的电分解物代替淡水稀释到海水中，就能得到与海水组成相同的 purester 水，也可用于渔业。此外、因为对周围的影响少、可用于宾馆、餐厅、公共设施的居室等的清扫和除臭等。关心食品卫生是必须的，因此寻求在医疗、农业领域上的新的杀菌方法，不仅是日本，是世界共通的需求。希望从日本发展的电解机能水能够在全世界中广泛活用。
