在食品行業(yè)，清洗和殺菌是保證食品安全的技術(shù)之一。在食品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，用得最多的清洗、殺菌劑是次氯酸鈉（NaClO）。NaClO比較安全，反應(yīng)性高，能快速殺滅很多微生物，并且NaClO還具有清洗作用。但NaClO在有機(jī)物多的環(huán)境下殺菌效果并不理想，并且對(duì)金屬材料和高分子材料有腐蝕性，還會(huì)產(chǎn)生三氯甲烷（CHCl3）等有毒化合物。

NaClO帶來(lái)的問(wèn)題大多來(lái)自于其“反應(yīng)性高”的特性，那么，如果采用比NaClO溫和的氧化劑，是否可以解決這些問(wèn)題呢？亞氯酸鈉（NaClO2）比NaClO分子多一個(gè)氧原子，反應(yīng)性較NaClO溫和，是權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可的食品添加物，可作為殺菌劑、漂白劑使用。若NaClO2既有殺菌效果，又有清洗效果，那么就可以成為不宜使用NaClO時(shí)的候補(bǔ)清洗、殺菌劑。本文通過(guò)比較NaClO2和NaClO的殺菌特性及清洗特性，證實(shí)了NaClO2作為新清洗、殺菌劑的可能性。

1 亞氯酸鈉（NaClO2）的殺菌特性

研究證實(shí)，在有機(jī)物存在下，NaClO2的殺菌效果比NaClO更好。圖1是NaClO2和NaClO分別對(duì)青魚(yú)子中大腸菌群的殺菌效果對(duì)比。從圖中看到，在6 h的處理時(shí)間內(nèi)，用NaClO處理的大腸菌群數(shù)減少不足一個(gè)數(shù)量級(jí)，而用NaClO2處理的大腸菌群數(shù)減少超過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。其原因在于二者分別與干青魚(yú)子的血液及污物反應(yīng)后濃度降低速度不同，NaClO濃度下降迅速，而NaClO2的濃度下降緩慢。據(jù)資料介紹，以美國(guó)產(chǎn)干青魚(yú)子為例，實(shí)施殺菌處理6 h后，其中殘留的NaClO2濃度是83%，而相同時(shí)間內(nèi)NaClO的濃度下降到8%。這說(shuō)明，NaClO2能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持殺菌效果，在有機(jī)物存在時(shí)殺菌效果優(yōu)于NaClO。

圖1 NaCIO2與NaCIO對(duì)干青魚(yú)子的殺菌效果對(duì)比

下面，考察在沒(méi)有有機(jī)物的情況下，NaClO2與NaClO的殺菌效果的差異。

圖2是在沒(méi)有有機(jī)物的條件下，NaClO2與NaClO對(duì)腸炎弧菌的殺菌效果對(duì)比。圖2橫軸是藥劑濃度（mg/L）與作用時(shí)間（s）的乘積，縱軸是腸炎弧菌存活率（相對(duì)于初始菌的存活細(xì)菌比例）的對(duì)數(shù)值。這意味著圖中曲線(xiàn)越向下，殺菌效果越好；pH越低，殺菌效果越好。這方面NaClO2與NaClO是相同的。不過(guò)，二者CT值相差高達(dá)105，顯然，NaClO2的基本殺菌力遠(yuǎn)高于NaClO。

圖2 NaCIO2與NaCIO對(duì)腸炎弧菌的殺菌效果對(duì)比

2 清洗

在對(duì)食品機(jī)械裝置實(shí)施衛(wèi)生管理時(shí)，作為清洗、殺菌對(duì)象的污物和微生物主要存在于食品機(jī)械裝置的表面。從食品機(jī)械裝置表面去除污物的洗凈力分為化學(xué)洗凈力（清洗劑）和物理洗凈力（機(jī)械作用力、熱作用力）兩大類(lèi)（圖3）。清洗是由化學(xué)洗凈力和物理洗凈力共同作用完成的。

圖3 洗凈力分類(lèi)

食品機(jī)械裝置的清洗介質(zhì)是水，它的作用是攜帶污垢一同排出。水的缺點(diǎn)是表面張力高，無(wú)法溶解油脂，因此可根據(jù)污垢及食品機(jī)械裝置的表面特性，加入各種適合的清洗劑成分。

表1是食品機(jī)械裝置清洗用清洗劑的構(gòu)成成分示例。清洗劑分為除去無(wú)機(jī)物的酸性清洗劑和除去有機(jī)物的堿性清洗劑兩大類(lèi)，在這些酸性成分和堿性成分里面，根據(jù)需要必須添加表面活性劑、螯合劑及NaClO。表面活性劑的作用是降低表面張力和提高污垢分散性，螯合劑的作用是抑制表面活性劑機(jī)能下降和除去鈣垢，NaClO可促進(jìn)蛋白質(zhì)去除。

表1 清洗劑構(gòu)成成分

2.1 NaClO2與NaClO對(duì)蛋白質(zhì)清洗效果的對(duì)比

Takahashi等認(rèn)為，對(duì)于不銹鋼上附著的蛋白質(zhì)污垢，清洗液在pH＜4或pH＞10的條件下發(fā)揮清洗作用。在單獨(dú)使用清洗液無(wú)效的pH 4～10范圍內(nèi)，本實(shí)驗(yàn)分別研究了NaClO2與NaClO對(duì)不銹鋼上附著的蛋白質(zhì)污垢的清洗效果。

圖4是清洗溫度40℃下，NaClO2水溶液與NaClO水溶液對(duì)不銹鋼上附著的蛋白質(zhì)污垢的清洗效果（清洗時(shí)間2 h）。橫軸是清洗液pH，縱軸是蛋白質(zhì)的去除率。蛋白質(zhì)的去除率越高，表示清洗效果越好。清洗液的pH用NaOH或硝酸調(diào)整。

圖4 NaCIO2、NaCIO水溶液對(duì)不銹鋼上附著的蛋白質(zhì)污垢的清洗效果

圖4顯示，NaClO從pH 5.5至堿性范圍條件下具有清洗作用。與此相反，NaClO2的清洗作用則是在pH＜6的酸性環(huán)境中有效，且效率與其濃度相關(guān)。如果用濃度20%的NaClO2水溶液清洗，在pH＜5的條件下，能夠去除95%以上的蛋白質(zhì)。清洗液的pH越低，從不銹鋼表面脫落的蛋白質(zhì)分子越低，因此筆者認(rèn)為，NaClO2的清洗作用主要是由氧化分解作用引起的。該作者還對(duì)不銹鋼上附著的微生物細(xì)胞的清洗效果做了確認(rèn)。

2.2 NaClO2與熱并用的清洗效果

因?yàn)镹aClO2與NaClO的清洗效果來(lái)自氧化反應(yīng)（化學(xué)反應(yīng)），因而清洗的同時(shí)加熱可進(jìn)一步提高清洗效果。圖5是1%的NaClO2水溶液（pH）連續(xù)加熱清洗實(shí)驗(yàn)結(jié)果。橫軸是清洗時(shí)間，縱軸是蛋白質(zhì)的殘存率。圖5表明曲線(xiàn)越往下，污垢越容易脫落。從40℃開(kāi)始，隨著清洗溫度升高，與溫度有依存關(guān)系的蛋白質(zhì)脫離更快。顯然，加熱能顯著提高NaClO2的洗凈力。因?yàn)镹aClO2的殺菌效果也是由氧化反應(yīng)引起，加熱同時(shí)提高了NaClO2的殺菌效果。

圖5 不同時(shí)間、溫度下NaCIO2的清洗效果

3 反應(yīng)副產(chǎn)物

研究證實(shí)，NaClO2的氧化反應(yīng)不會(huì)生成氯化物。圖6是用氣相色譜儀對(duì)乙醇與NaClO2及NaClO是否能生成CHCl3做的調(diào)查。橫軸是pH，縱軸是CHCl3的生成量。NaClO2與乙醇反應(yīng)不會(huì)生成CHCl3，而NaClO與乙醇反應(yīng)在pH＞8時(shí)可以生成CHCl3。竹原淳彥等的研究表明，在某些pH區(qū)域，即使表面上不會(huì)生成CHCl3，也能生成三氯乙醛（CCl3CHO）等氯化物。因此，上述氯化物可能會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題的出現(xiàn)，使用NaClO清洗時(shí)，必須引起注意。

4 對(duì)金屬材料的腐蝕性

圖6 與乙醇反應(yīng)生成CHCl3的量與pH的關(guān)系

為了考察NaClO2與NaClO對(duì)金屬材料的腐蝕性，本研究調(diào)查了不銹鋼微粒子（SUS316L）進(jìn)入清洗液的金屬離子溶出量（圖7）。不論哪種情況，結(jié)果均表明：pH越低，金屬離子的溶出量就越多，而且NaClO2與NaClO的濃度越高，金屬離子的溶出量就越多。0.02% NaClO水溶液中金屬離子溶出量，與20% NaClO2水溶液中金屬離子溶出量相當(dāng)。同濃度（1%）的NaClO2與NaClO比較，NaClO2水溶液中的金屬離子溶出量明顯偏低，說(shuō)明NaClO2對(duì)金屬的腐蝕性比NaClO低。

5 結(jié)語(yǔ)

本文比較了NaClO2與NaClO的殺菌效果、清洗效果、反應(yīng)副產(chǎn)物及對(duì)金屬材料的腐蝕性，二者的特性對(duì)比見(jiàn)表2。

NaClO在酸性pH區(qū)域有殺菌效果，在堿性pH區(qū)域具有清洗效果；NaClO2在酸性pH區(qū)域兼具清洗和殺菌效果。用NaClO2清洗不僅不會(huì)生成氯化物，而且從不銹鋼溶出的金屬離子的量也大大低于NaClO清洗。

圖7 清洗液中金屬離子溶出量

表2 NaClO2與NaClO的特性對(duì)比

由此看來(lái)，考慮到腐蝕性和反應(yīng)副產(chǎn)物問(wèn)題，NaClO的使用受到限制。這種情況下NaClO2不失為一種NaClO的替代清洗、殺菌劑。