1、第19卷 增刊2003年 11月农业工程学报Transactions of the CSAEV0119 SuppNov 2003 127电生功能水在农业领域的应用研究武 龙，李里特(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083)摘要：电生功能水是一种新型杀菌剂，其消毒杀菌功效十分显著，而且灭菌后可完全还原成水，无毒、元残留。因此，在食品加工、医疗卫生等领域的应用前景十分广阔。将电生功能水用于减农药、无农药栽培，用以部分替代农药来防治植物病虫害，以减轻农药对环境的污染及对人体的危害，将是植物病虫害防治的一种新途径。电生功能水是一种有效的防腐保鲜剂，可以减少在农产品储运过程中化学药剂的使用
2、，它还可以有效的杀灭农产品中存在的病原微生物，用于农产品加工的预处理。文章主要介绍了目前电生功能水在植物保护及农产品加工等方面的应用研究，对其应用前景作了分析评价。将电生功能水在农业领域推广应用，将带来可观的社会效益及经济效益。 关键词：电生功能水；杀菌剂；农产品加工；植物保护0引 言电生功能水又称电位水、电解水或离子水。它是指在特殊装置中将电解质稀溶液经电场处理，使水的pH值、氧化还原电位(ORP值)、残余氯浓度等指标发生改变而产生的具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水的总称13|。中国是一个农业大国，农药的需求量越来越大。农药及化学防腐保鲜剂对环境和人类健康产生的危害越来越被人们重视。开发
3、、推广安全、高效、低残留的环保型农药和利用环保型农业核心技术已成为各国农业专家和政府的共识。电生功能水作为一种杀菌高效、没有残留、使用安全、经济实用的消毒杀菌剂5叫，在食品原料的杀菌1 91、食品生产器具的消毒等领域均发挥出良好的功效89。将电生功能水作为一种“绿色”农产品保鲜剂和无农药、减农药栽培的手段，必将推动我国绿色农业和绿色食品的发展，为我国的农业可持续发展做出贡献。目前，在农业领域，日本已将酸性离子水应用于杀菌为目的的减农药无农药栽培以及种子的消毒清洗等领域；碱性离子水应用于品质改良为目的的植物的无土栽培、嫁接、酸性土壤的改良、高品质作物的栽培等领域1引。我国对电生功能水的应用研究已
4、经起步，中国农业大学于1996年研制成功了间歇式电生功能水发生装置，在该装置内可同时得到酸性离子水和碱性离子水，1998年该技术获得国家专利(ZL96 2 44992X)。但研究工作主要集中在电生功能水的消毒杀菌作用及其在医疗卫生领域的应用。近年来，中国农业大学中日食品研究中心对电生功能水的理论及应用问题作了大量的研究工作，取得了一些重要的实验结果。尤其是将电生作者简介：武龙，硕士研究生北京中国农业大学食品科学与营养工程学院，100083通讯作者：李里特(1948一)，博士，教授，博导，北京市海淀区清华东路17号 中国农业大学东校区212信箱，100083。Email：dr一5sohucom功
5、能水应用于农业生产领域，处于国内领先的位置。本文对这些研究成果加以综合介绍，探讨了电生功能水在植物保护及农产品储藏加工等领域的应用前景。1 电生功能水发生原理和特点电生功能水产生的原理主要是：在NaCl等电解质稀溶液中插入两个电极，#I-力D一定的直流电压，经过一定时间的电解后，电解槽中发生了一系列电极反应：阳极：2H2002十+4H+4 e一2C1一一C12+2 e一阴极：2H20+2e一一H2十+20H一从而在阳极室、阴极室中分别产生具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水。它们的理化性质为：强酸性离子水的pH值通常在2o35之间，具有较高的氧化还原电位(ORP值)，一般达10001200 m
6、V；溶解氧含量在10“-50肛LL；有效氯浓度为20200 yLL。碱性离子水：pH 110122，ORP为850 1000mV。电生功能水的本质还是水，与光和空气及有机物接触后，它的氧化还原电位下降，逐渐还原生成普通的水，排放后对环境无污染。小宫山宽机E203等从老鼠、哺乳动物到人类志愿者进行了皮肤刺激性试验、皮肤过敏试验、口腔粘膜刺激试验、急性眼刺激试验、细胞毒性试验、染色体异常试验及微核试验等，发现所观测的各项指标均无显著变化，具有较高的安全性。日本已于2001年批准将其列为食品加工添加物21|。电生功能水的主要特点可概括为以下几点：(1)杀菌适用范围广：细菌等植物病源菌种类繁多，一般用
7、一种杀菌剂来抑菌比较困难。强酸性离子水对细菌、真菌、病毒等均有高效瞬时的杀菌功效261 3|，适用范围广。研究表明ACC为40弘LL的强酸性水杀菌效果与01的次氯酸钠杀菌效果相当甚至更好。(2)无污染、无残留：电生功能水与化学消毒、杀菌药剂有很大的不同，与化学药剂相比，它没有任何残留性，随着与光和空气以及有机物等接触，溶于其中的有效成分会放电分解，其氧化还原电位会逐步下降，最终还原为普通的水，对环境无任何污染。(3)安全、可靠：离子功能水不同于128 农业工程学报以往任何的化学药剂，它对皮肤无刺激，对人体无毒副作用、无蓄积毒性，对作业人员安全可靠。(4)价格低廉：我国是农业大国，农民的负担、农
8、业成本等问题不容忽视。离子功能水制取方便、价格低廉，可大大降低农业成本。2 电生功能水用于植物病虫害防治的研究电生功能水作为一种无毒无污染的杀菌剂应用于植物病害的防治方面的研究已经开始，日本为了推进电生功能水在农业方面的应用研究，成立了“电解功能水农业研究会”。利用酸性离子水对桃白粉病进行防治试验，发现喷洒酸性水能显著减少桃树和叶子白粉病的发病率。富士原和宏等z4,15研究表明，电生功能水对专性寄生菌(白粉)、疫霉菌(黄瓜霜霉菌)等的防除效果都非常显著。我们进行了电生功能水用于农作物病虫署防治方面的应用研究。目前已经进行的试验研究结果表明：1)电生功能水可以有效的防治黄瓜白粉病黄瓜的整个生长期
9、都处在高温高湿的条件下，故病害发生较严重，主要病害有白粉病、霜霉病、炭疽病、角斑病等1引。对黄瓜白粉病的防治试验表明：对已发病的黄瓜植株喷洒电生功能水一个月后，黄瓜叶面的白粉病防治效果均达到70以上，较自来水处理组要高出40。黄瓜白粉病分生孢子萌发的最适相对湿度为7080，在叶片上有水滴或水膜存在时不利于萌发，孢子在水滴中，由于渗透压的存在，一般超过半小时以后，便会吸水膨胀至使细胞破裂死亡1 7|，所以利用自来水喷洒也有一定的防治效果，而电生功能水处理后的防治效果远远高于自来水处理，说明电生功能水中的活性成分对白粉病菌起到了有效的杀灭作用。试验末期观察到电生功能水处理后的黄瓜叶面略显黄绿色，自
10、来水处理和对照组的黄瓜叶面则为深绿色。说明强酸性水处理会使叶片颜色变黄，但对植株的生长没有明显影响口引。2)电生功能水对于葡萄炭疽病的防治可以起到一定的作用葡萄炭疽病又名晚腐病，主要危害果穗，发病严重时可以造成30的损失，是葡萄的主要病害之一。对“京玉”葡萄进行的炭疽病的防治试验结果表明：电生功能水对葡萄炭疽病的防治效果与常用农药百菌清效果相当。但是电生功能水对葡萄炭疽病的防治效果不如对黄瓜白粉病的防治效果理想。其原因可能是：喷洒电生功能水只能杀灭作物表面的有害微生物，对于表面寄生性病害白粉病能起到较好的防治作用，但对于体内寄生型的病害如炭疽病等则不能充分发挥它的作用。利用电生功能水防治作物病
11、害应以预防为主，防治的目标也应以表面寄生性病害为主。电生功能水对植物病害的防治机理还有待于进一步深入研究，它在植物上的滞留时间短也有待于研究解决。此外，选择适宜的电生功能水指标以及具体的使用条件(如：喷洒方法、喷洒时间等)、应用范围等等都需要进一步研究和规范。和品质，就必须抑制有害微生物的生长繁殖和果蔬自身的生理活动。通常的贮藏措施(如低温、气调贮藏等)主要用来抑制果蔬自身的生理活动1 2|，对于有害微生物却基本上无能为力。电生功能水不同于以往任何的消毒杀菌剂，它是一种高效、无残留、无污染的新型杀菌产品，其功效部分是离子化的水，高效、廉价、无污染是它的最大特色。将其用于农产品保鲜贮藏是一种全新
12、的尝试。我们以草莓、番茄和葡萄为对象，研究了电生功能水对果蔬产品的保鲜效果。1)草莓的保鲜草莓属于易腐烂果蔬，影响贮藏效果的主要因素是果实表面微生物的数量，而用电生功能水处理能显著减少果实表面能够导致腐烂的霉菌数量，同时对果实生理代谢也有一定调节作用，所以能较好的起到延长保鲜期的作用。对草莓生理指标的测定表明：用电生功能水(酸性)处理后草莓中羧甲基纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶的酶活被显著抑制，延缓草莓的软化进程；酸性水处理后的草莓果实呼吸强度明显受到抑制，营养成分的消耗减少，从而延缓了果实的成熟和衰老；同时经过处理后的果实表面及总微生物数量均有明显减少，较好地保持草莓的鲜度，大大降低了果实的腐烂
13、率，在贮藏12 d后，仍能能保持果实较新鲜无腐烂2引。2)番茄的保鲜番茄果实柔软多汁，在贮运过程中易迅速软化。对番茄的保鲜试验结果表明：电生功能水处理能够抑制番茄果实多聚半乳糖醛酸酶的活性，从而控制果实的软化进程；刚采摘的番茄果实用酸性水浸泡10 min，室温贮藏12 d后，果实硬度明显高于自来水浸泡对照组；可溶性固形物含量也要高于对照组，失重率显著降低。3)葡萄的保鲜 葡萄属非跃变型果实，虽然采后生理活性较低，但是由于葡萄果皮薄，果浆丰富，采后极易失水，导致果柄萎蔫、褐变，果粒脱落、皱皮，在贮藏过程中易发生腐烂，从而大大降低了葡萄的品质和商品价值11|。试验结果表明：酸性水处理后葡萄表皮上附
14、着的霉菌总数和细菌总数均下降约2个对数值以上，经电生功能水处理后，葡萄的腐烂率由对照组的29下降到低于1，葡萄的脱粒率降到2以下，与对照组72的脱粒率相比下降了5左右。电解水对水果保鲜有一定的作用，但是在处理过程中如果选择的条件不适宜，则会对水果产生不良的影响，如在葡萄的保鲜试验中，电生功能水在杀菌防腐保鲜的同时也使果梗褐变率以及皱果率增加，影响了果实的外观品质，并使失重率稍有增加。但是选择适当的浸泡时间后这些不良影响即可得到控制。今后还需进一步研究探索电生功能水的使用方法和条件，探讨电生功能水的作用机理。4结 语3电生功能水用于果蔬贮藏保鲜的研究 量在凳糍嚣筌；鬻蠢鬻霎翥蓄竿釜瞿果蔬产品是具
15、有生物活性的产品，要保持其新鲜度 用给我们生存的环境造成了极大的破坏。电生功能水是增刊 武 龙等：电生功能水在农业领域的应用研究 129一种减农药、无农药栽培的有效手段，可以部分替代农药防除植物病虫害，减轻农药对环境的污染，它将是植物病虫害防治的一种新途径。它也是一种有效的防腐保鲜剂，可以减少在农产品储运过程中化学药剂的使用。电生功能水的应用有利于减轻农业生产对环境的污染、有利于人类的身体健康，可以带来巨大的社会效益；同时，中国是一个农业大国，农民的负担、农业成本等问题也不容忽视，电生功能水可以在达到同样效果的情况下有效的降低农业成本、减轻农民负担，带来更大的经济效益。电生功能水在农业生产领域
16、有着非常好的应用前景，而我国对于它在农业领域的应用研究只是刚刚起步，研究人员还需要付出巨大的努力，才能使它真正的投入实际应用，充分利用其优点，造福于人类。123456789参 考 文 献李里特，关东胜水的功能和利用J食品工业科技，1998，(1)：7173关东胜，李里特强酸化水的制备及其灭菌效果口中国农业大学学报，19972(2)；109113SooVoon Len，Hung Yencon，Chung Donghwan，et a1Effect of Storage condition and pH on Chlorine loss inelectrolyzed oxidizing(EO)wat
17、erJJ Agric FoodChem，2002。50。209212华小梅，等我国农药的生产使用状况及其对环境的影响J环境保护，1999，9：2325黄吉诚电解氧化水的杀菌效果观察J中国食品卫生杂志，1998，10(6)：1221李 盛，徐庆华，谢慧娟，等高氧化还原电位酸性水杀灭微生物效果的试验观察J中国消毒学杂志，2000，17(1)：911高哲平，尹炜玲，韩呈武，等氧化电位水对HBsAg破坏效果的试验及临床观察J中华流行病学杂志，2001，22(1)：40一42黄吉城，邓 峰，严纪文，等电解氧化水的杀菌效果及其在食品生产和食具消毒中的应用研究J广东卫生防疫，2001，27(2)：8一10黄
18、吉城，戴昌芳，邓 峰，等电解氧化水在瓶装饮用纯净水生产过程中消毒效果研究J中国食品卫生杂志2001，13(1)：911松尾昌树弱强电解水力生育艺杀菌飞。利用技术(上、下)J农业电化，1996，11，1720段振华葡萄保鲜技术的研究J食品与发酵工业，2002，28(1)：6870王士刚果蔬保鲜技术M南昌：江西科学技术出版社，1988。7576Chyer Kim。Hung Yencon，Robert EBrckettEfficacyof electrolyzed oxidizing(EO)and chemically modifiedwater on different types of food
19、borne pathogensJInt JFood Mierobiol，2000，61t199207富士原和宏，土井龙太，饭本光雄，等电机分解强酸性水喷雾；：土否作物防除；：基础研究(1)水素一才、浓度指数括土泸游离形有效盐素浓度疗年工哆lJ-j允二病力发病。抑制I：及I孑亨影响J生物环境调节，1998，36(3)：137143富士原和宏，土井龙太，饭本光雄，等电机分解强酸性水喷雾I：占6作物防除；：基础研究(2)专工哆IJ弋匕病刃发病抑制生理障碍力发生J生物环境调节，1998，36(4)：245249张 慧日光大棚黄瓜几种主要病害的防治rJ安徽农业，2000，(12)：18黄仲生，张芝莉，等
20、黄瓜病虫害识别与防治M北京：中国农业出版社，2002，2：4753吴丽敏，吴丽华，邵忠奇，等强酸性电解水在食用菌的应用研究初报J微生物学杂志，2002，3(22)：6162危永波电解水作为刚采摘蔬菜消毒剂的研究i-J-I食品与机械，2000(1)：3839小宫山宽机电解水力安全性I-J食品E开发，1998，10：810电解水妒f FZ机能水研究振兴财团学术选考委员会编集，日本，2001：56肖卫华，李里特，等电生功能水对草莓的保鲜试验研究J食品科学，2003，24(5)：152155肖卫华，李里特，等电生功能水防治黄瓜白粉病试验初报J植物保护，2003，29(2)：50一51Applicati
21、on of electrolyzed water on agricultureWu Long，Li Litex(College of Food Science and Nutritional EngineeringChina Agricultural University，Beijing 100083，China)Abstract：Electrolyzed functional water iS a kind of disinfectant which has strong bactericidal effectIt has beenused in the food processing an
22、d health care field alreadyBecause electrolyzed functional water is not complexchemical compound，it hasnt any toxicity to the human beingThe research of electrolyzed functional water usedin farm produce processing and plant protection was discussed in the paperThe application prospect ofelectrolyzed
23、 functional water was also analysedThe application of electrolyzed functional water in agriculturalfield will do good to the environment and the peopleKey words：electrolized water；bactericide；farm product processing；plant protection叼一n一幻妇胡司明刀胡虻明f=l幻幻如n挖nM坫“掩趵红毖髂rLrLrLrLrLrLr一rLr一rL电生功能水在农业领域的应用研究作者：
24、 武龙， 李里特作者单位： 武龙(中国农业大学食品科学与营养工程学院(北京)， 李里特(中国农业大学(北京市)相似文献(4条)1.会议论文 李里特.郝建雄 电生功能水在植物保护和农产品加工方面上的应用 2005电生功能水中的强酸性水作为一种新型杀菌剂，具有广谱杀菌的特性，而且灭菌后可完全还原成水，无毒、无残留，在食品加上、医疗卫生等领域的应用已经受剑广泛的重视。电生功能水用以部分替代农药杀菌剂来防治植物病害，以减轻农药对环境的污染及对人体的危害，将是植物病害防治的一种新途径。它用于农产品的杀菌保鲜和农药残留的消除，可以减少在农产品储运过程中化学药剂的使用，增加食品的安全性。本文对电生功能水在植
25、物保护及农产品加工等方面的应用研究进行了总结，对其应用前景作了分析评价。将电生功能水在农业领域推广应用，将带来十分可观的社会效益及经济效益。2.期刊论文 武龙.李里特.WU Long.Li Lite 电生功能水在农业领域的应用研究 -农业工程学报2003,19(z1)电生功能水是一种新型杀菌剂,其消毒杀菌功效十分显著,而且灭菌后可完全还原成水,无毒、无残留.因此,在食品加工、医疗卫生等领域的应用前景十分广阔.将电生功能水用于减农药、无农药栽培,用以部分替代农药来防治植物病虫害,以减轻农药对环境的污染及对人体的危害,将是植物病虫害防治的一种新途径.电生功能水是一种有效的防腐保鲜剂,可以减少在农产
26、品储运过程中化学药剂的使用,它还可以有效的杀灭农产品中存在的病原微生物,用于农产品加工的预处理.文章主要介绍了目前电生功能水在植物保护及农产品加工等方面的应用研究,对其应用前景作了分析评价.将电生功能水在农业领域推广应用,将带来可观的社会效益及经济效益.3.期刊论文 郑磊.刘海杰.郝建雄.杨合斌.李里特.Zheng Lei.Liu Haijie.Hao Jianxiong.Yang Hebin.Li Lite 电生功能水对保护地番茄叶霉病防治效果 -植物保护2010,36(1)弱酸性电生功能水处理保护地越冬番茄,每15 d喷洒一次,喷洒量80 mL/m2,连续处理3次.结果表明,电生功能水对番
27、茄叶霉病防治效果达68.1%,喷洒条件相同的甲基硫菌灵和恶唑菌酮氟硅唑的防治效果仅为30.4%,即电生功能水对番茄叶霉病的防治效果比混合农药高1倍以上.本研究结果为电生功能水作为绿色杀菌剂在农业上的应用提供了依据.4.会议论文 郝建雄.刘海杰.李里特 电生功能水在植保领域的应用研究 2008电生功能水中的酸性水作为一种新型杀菌剂，具有广谱杀菌的特性，而且灭菌后可完全还原成水，无毒、无残留，在食品加工、医疗卫生等领域的应用已经受到广泛的重视。电生功能水用以部分替代农药杀菌剂来防治植物病害，以减轻农药对环境的污染及对人体的危害，将是植物病害防治的一种新途径。它用于农产品的杀菌保鲜，可以减少在农产品储运过程中化学药剂的使用，增加食品的安全性。本文对电生功能水在植物保护方面的应用研究进行了总结，对其应用前景作了分析评价。将电生功能水在农业领域推广应用，将带来十分可观的社会效益及经济效益。本文链接：http:/
