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食品级双氧水在食品工业中的应用及贮运


梁庆华 邱德生
    汪永超简介:男,1966年生于浙江临安市,1988年毕业于浙江大学化学专业,化学工程师。从1988年至今,一直从事双氧水的研发工作,并和上海一公司合作,于1999年研制成功食品级双氧水,填补了国内空白,结束了我国不能批量生产高纯度双氧水的历史。汪永超于1999年底,创办杭州临安精欣化工厂,专业生产食品级双氧水,现为该厂厂长。
    食品级双氧水是一种高效强力杀菌剂,在食品工业中有着十分重要的应用价值。为了让广大读者对食品级双氧水的性质、用途和贮运等有一个清晰的了解,本报记者特地约请我国的双氧水专家汪永超先生,简要地介绍了这些方面的知识。
    食品级双氧水概况
    我国在上个世纪50年代,开始以电解法生产双氧水。上个世纪80 年代末,我国以蒽醌法全面替代电解法生产双氧水。目前,全国有几十家以蒽醌法生产工业级双氧水的企业。1999年之前,国内没有批量生产食品级双氧水的厂家,国内食品企业使用的双氧水,绝大多数是从国外进口的,每年用于购买进口双氧水的外汇也是一笔可观的费用。在此之前,国内一些厂家也生产少量试剂级双氧水,但由于产量小(一天仅能生产200公斤)、质量不稳定,无法应用于食品行业。汪永超先生与上海一家化工公司合作,历经多年努力,于1999年在国内率先研制成功了食品级双氧水,实现了食品级双氧水规模化生产的目的,突破了以前不能大批量生产的瓶颈,解决了双氧水质量不稳定、进口产品价格过高的问题,为食品级双氧水在我国食品行业的广泛应用创造了条件。
    食品级双氧水的理化性质
    双氧水,学名过氧化氢,系无色透明液体,溶于水、醇及醚,高浓度时有腐蚀性,敞口放置时,会渐渐分解为氧及水,30%的双氧水的密度为1.11g/cm3,熔点-0.89℃,沸点为151.4℃,分子式为H2O2,分子量为34.01。本品具有强烈的杀菌作用,在碱性条件下,效果更加明显。
    影响食品级双氧水稳定性的主要因素
    影响食品级双氧水稳定性的主要因素有这样几方面:
    1.温度。双氧水在较低温度和较高纯度时,还是比较稳定的。当双氧水加热到 153℃或更高温度时,便会发生猛烈的爆炸性分解。在较低温度下,双氧水的分解过程比较平稳地进行,分解反应为:2H2O2→2H2O+O2↑ +46.94kcal。
    2.PH值。介质的酸碱度对双氧水的稳定性有很大的影响。在酸性条件下,双氧水的性质十分稳定,发生氧化反应的速度较慢;在碱性介质中,双氧水很不稳定,分解速度很快。因此,在碱性环境中,通过加热方式,可以完全破坏过量的双氧水。
    3.杂质。杂质是影响双氧水稳定性的重要因素。很多金属离子如二价铁离子、二价锰离子、二价铜离子、三价铬离子等都会促进双氧水的分解。由于工业级双氧水中含有大量金属离子之类的杂质,所以,在工业级双氧水的生产过程中,通常在双氧水中加入大量的稳定剂来抑制杂质的催化作用,抑制原理是螯合及还原。
    4.光。波长在3200~3800Å之间的光线,会加速双氧水的分解速度。
为提高双氧水的稳定性,必须对光、热、金属离子含量和pH值四大因素进行控制。食品级双氧水因纯度高,内含金属离子等杂质很少,具有很好的稳定性,如含量为35.5%的食品级双氧水,在阴凉通风的库内存放半年,其有效含量一般可保持在35.0%~35.4%。
    双氧水品质与应用的关系
    工业级双氧水中含有大量的蒽醌类有机杂质以及阴阳离子、机械杂质等,这些有毒有害杂质会严重影响双氧水在某些行业的应用,如在食品、电子、电镀、化工合成等领域。高纯度双氧水采用特殊方法提纯,去除了原料中的杂质,是一种高品质、高纯净度的双氧水,因而可以广泛地用于所有对双氧水要求较高的领域。
    食品级双氧水的应用范围
    可广泛用于纯净水、矿泉水、乳品、饮料、水产品、瓜果、蔬菜、啤酒等食品的生产过程之中。
    食品级双氧水的杀菌原理
    双氧水利用活性氧极强的氧化能力,可以破坏微生物体内的原生质,从而达到杀灭微生物和消毒灭菌的目的。食品级双氧水具有广谱、高效、长效的杀菌特点,在完成杀菌过程之后,分解为氧气和水,不会产生有毒的残留物,无需用水冲洗,对环境无污染,是一种环保型消毒剂。
    食品级双氧水的使用方法
    1.对生产设备和管道的消毒。将双氧水用水稀释30~50倍,并以稀释液对设备冲洗、对管道浸泡20~30分钟之后,将消毒液放出即可,不需要再用水去冲洗。
    2.对包装容器的消毒。用稀释了35~100倍的双氧水溶液,对容器进行浸泡20~30分钟,或对容器加压冲洗10~30秒,放出消毒液即可,无需用水冲洗。
    3.无菌水的配置。双氧水与水的比例为1∶10000~30000,将双氧水加入水中,搅拌均匀即可。
    4.对生产空间的消毒。将食品级双氧水与水按1∶100的比例稀释后,用喷雾器将消毒溶液喷洒在空气中,即可起到对生产空间消毒的效果,有利于食品企业按GMP和HACCP标准进行生产和管理。
    5.对人员的消毒。将双氧水稀释50~100倍后所得的溶液,可对工作人员的手足进行消毒。对不同的场合、不同的物品进行消毒,可根据实际情况,采用不同的方法和不同浓度的消毒液,既可达到理想的灭菌效果,又可降低使用成本。以双氧水消毒,常用的方法有喷淋、冲洗、喷雾、浸泡等。
    6.乳品无菌包装的消毒杀菌。在乳品生产中,以双氧水对包装物进行灭菌的方式主要有两种:一种是将双氧水加热到一定温度,然后对包装盒或包装材料进行灭菌。这种灭菌一般在双氧水水槽内进行。另一种是将双氧水均匀地涂布或喷洒于包装材料表面,然后通过电加热或辐射或热空气加热蒸发双氧水,从而完成灭菌过程。真正的灭菌过程是在双氧水加热和蒸发的过程中进行的。由于水的沸点低于双氧水,因此灭菌是在高温、高浓度的双氧水中和在很短的时间内完成的。牛奶对细菌很敏感,但由于牛奶本身经过超高温灭菌,所以它的包装经双氧水彻底灭菌后可以在常温下长期保存。市场上流行的利乐包、利乐枕、百利包及其他包装的液态奶的无菌包装都是通过双氧水灭菌的。乳品无菌包装对35%食品级双氧水的稳定性、纯净度等质量指标有较高的要求。 食品级双氧水的包装 食品级双氧水采用符合食品卫生要求的聚乙烯桶包装,包装容器的盖上应分布有很小的排气孔。由于双氧水为氧化灭菌剂,所以,包装桶上应具有GB190中规定的“氧化剂标志”、“腐蚀性标志”以及 GB191中规定的“向上标志”。包装标签应符合GB7718-1994规定,并注有“食品添加剂”字样。
    食品级双氧水的贮存
    1.双氧水应贮存在阴凉、通风、干燥的库房中,避免阳光直射。
    2.严禁与碱、金属及金属化合物、易燃品混存。
    3.容器应加盖并保持排气状态,以保持容器内的双氧水的纯度,防止污染。
    4.如容器出现破裂、渗漏等现象,应及时用大量的水冲洗。
    5.双氧水在良好的贮存和运输条件下,在一年之内,其浓度下降值不会超过原来浓度的3%。
    食品级双氧水的运输
    1.双氧水的运输,应按氧化剂运输规程进行。在运输过程中,容器外部应加盖遮掩物,防止日晒雨淋。
    2.不得与有毒有害物品混运。
    3.请勿直接用手接触包装桶,搬运时应戴上塑胶手套。
    4.若双氧水从桶中外泄,或者搬运人员的手接触到双氧水,应立即用大量的水进行冲洗。
    食品级双氧水的安全与防护
    1.毒性。从一般意义上来讲,食品级双氧水是无毒物品,但对人的皮肤、眼睛和黏液膜有刺激作用。双氧水蒸气进入人体呼吸系统后,可对肺部产生刺激作用,甚至严重损伤器官。当双氧水溅落到人体表面或人眼内时,应立即用大量的清水冲洗。
    2.可燃性。任何浓度的双氧水都是不可燃的,但它是一种强氧化剂,特别是当浓度很高时,它容易引起其他可燃物质的燃烧。双氧水浓度越高,越容易引起其他物质的燃烧。当外溢的双氧水与其他可燃物质接触时,应立即用大量的清水冲洗,将双氧水洗掉。
    3.爆炸性。双氧水在杂质的催化下,会发生分解反应,放出氧气和热量。环境温度和双氧水的浓度越高,双氧水的分解速度就越快。一旦诱发了分解反应,则分解会随着放热和升温程度的加剧而自行加速,其结果是进一步使物料的温度上升,并产生更多的气体(氧气和蒸发的蒸汽)。此时,如容器密闭,则其内部会产生高压环境,从而导致容器爆破。因此,用来贮存双氧水的容器,应设有防尘的通风口,以安全释放可能产生的气体。

来源:2003年6月17日《中国食品报 添加剂周刊》

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