電解水在農產品與食品「消毒殺菌」上的應用

作者：日本東京大學工程學系教授
　　　日本食物研究院

報告摘要：

農作物採收後的「微生物控制」，一向廣泛受到關注。原因是食品安全，在農產品採收後的每一個環節，譬如原料的處理、清洗，乃至於處理工具、管線和包裝的清潔，都十分重要。在提升食品安全與殺菌消毒上，近年來已有新技術的產生。
那就是使用「電解水」。此一概念最早由日本提出，但目前其他國家也漸趨流行。

電解水目前已證實在殺菌與殺死病毒上有很大的效果，而除黴方面則有中等成效。

中國和美國的相關研究顯示，電解水可以作為水果、器具、與砧板的殺菌劑，也可以用來清洗豬肉與雞肉。它的優點是「成本效益」與「環保」（因為不會污染水源），也因此是具有極高潛力的新興技術。


背景

世界上每年有超過15億個因食物不潔或中毒產生的事件。過去二十五年來，已有三十種與食物和水相關的新感染原被發現。細菌感染也可能發生在與食品接觸的器具或流理台等表面上，如磁磚、磁器、不锈剛與玻璃（像是廁所、洗衣機、微生物測試的實驗室、游泳池與醫療器材上）。也因此，維持生鮮食品的品質與食品處理環境的衛生，至為重要。

然而，在食物或相關器具表面上的微生物，卻不易以「化學消毒水」完全去除，原因是一般消毒水滲透微生物聚合體(polymers)的能力有限。

一般水果、蔬菜、肉、雞肉是以「高氯含量的清潔劑」(chlorine rinse)來減少病源。其他主流的清潔殺菌劑還包括：強鹼性白色晶體(trisodium phosphate), 十六烷基氯化砒啶(cetyphridinium chloride)(常見於潄口水的成份中)；過氧化氫（hydrogen peroxide）；加瑪射線；微波幅射與冷卻殺菌。

然而上述殺菌劑最大的問題，是會造成1.化學物殘留、2.雞肉顏色的改變 3.成本高 4.殺菌效果有限。也因此，發展新興殺菌劑，不斷引起科學家的興趣。
目前研究人員發現可以用「電解水」來當作殺菌劑，原因是在清洗生鮮食品、砧板、和器具上，電解水能更有效清除水果或蔬菜上，不均勻表面的細菌。日本人已將電解水應用於豆腐的生產過程中，他們用的是「鹼性電解水」(basic electrolyzed water,簡稱BEW)。而另一種電解水－「酸性電解水」，則是一項相當受歡迎的殺菌劑。研究顯示酸性電解水在減少食物、魚、雞肉、水果和蔬菜的病原菌上，有很高的成效。

電解離子水是以電解方式使水之pH值與氧化還原電位改變，並分解產生O2及H2。一般來說，能讓自由能增加的化學反應是不存在的。因此水在自然狀態下不可能分解產生O2及H2，但是若在水中加入陰極、陽極，通上電流，即能比照法拉第定律發生電解反應。

電解酸性水在農產品與食品採收前後各階段的應用：
採收前應用方式：
l 種子消毒。
l 作物消毒／採收前的疾病控制。
l 農業灌溉水的微生物控制。
l 噴撒除黴劑以控制植物疾病。

採收後應用方式：
l 砧板的消毒
l 清潔生菜沙拉
l 控管魚類衛生，減少病原菌
l 避免食物的腐敗

酸性電解水的優點
l 可以自行生產。
l 用純水，不加任何化學藥劑，只要加上稀釋鹽水(取其中的氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂),也因此在生產過程中不會污染環境。
l 降低成本，並減少消毒過程因接觸含氯溶劑所造成的危險性。
l 環保。但在PH值低於5的情況下，會產生氯氣，因此操作員必須戴上面罩，避免吸入氯氣。
l 有效殺除微生物，又不會在食物上殘留氯。
l 使用後還原成一般的水，不會排放大量氯氣。
l 以「物理性殺菌」，微生物不會產生抗藥性。
l 除了購買電解機的成本外，其他的操作成本很低。

酸性電解水的缺點
l 可能锈蝕一些金屬表面。
l 若有蛋白質存在，殺菌力會減弱。
l 在PH值小於5的情況下，氯氣的產生會造成操作人員的不適。
l 購買電解機的初期成本高。
l 殺菌後時間越長，氯會漸漸消失，細菌的活動力也會恢復。
l 酸性電解水含有「自由氯」，可能使植物產生光毒性，並且損害植物的組織。