食品級雙氧水在食品工業中的應用及貯運
梁慶華 邱德生
汪永超簡介:男,1966年生于浙江臨安市,1988年畢業于浙江大學化學專業,化學工程師。從1988年至今,一直從事雙氧水的研發工作,并和上海一公司合作,于1999年研制成功食品級雙氧水,填補了國內空白,結束了我國不能批量生產高純度雙氧水的歷史。汪永超于1999年底,創辦杭州臨安精欣化工廠,專業生產食品級雙氧水,現為該廠廠長。
食品級雙氧水是一種高效強力殺菌劑,在食品工業中有著十分重要的應用價值。為了讓廣大讀者對食品級雙氧水的性質、用途和貯運等有一個清晰的了解,本報記者特地約請我國的雙氧水專家汪永超先生,簡要地介紹了這些方面的知識。
食品級雙氧水概況
我國在上個世紀50年代,開始以電解法生產雙氧水。上個世紀80 年代末,我國以蒽醌法全面替代電解法生產雙氧水。目前,全國有幾十家以蒽醌法生產工業級雙氧水的企業。1999年之前,國內沒有批量生產食品級雙氧水的廠家,國內食品企業使用的雙氧水,絕大多數是從國外進口的,每年用于購買進口雙氧水的外匯也是一筆可觀的費用。在此之前,國內一些廠家也生產少量試劑級雙氧水,但由于產量?。ㄒ惶靸H能生產200公斤)、質量不穩定,無法應用于食品行業。汪永超先生與上海一家化工公司合作,歷經多年努力,于1999年在國內率先研制成功了食品級雙氧水,實現了食品級雙氧水規?;a的目的,突破了以前不能大批量生產的瓶頸,解決了雙氧水質量不穩定、進口產品價格過高的問題,為食品級雙氧水在我國食品行業的廣泛應用創造了條件。
食品級雙氧水的理化性質
雙氧水,學名過氧化氫,系無色透明液體,溶于水、醇及醚,高濃度時有腐蝕性,敞口放置時,會漸漸分解為氧及水,30%的雙氧水的密度為1.11g/cm3,熔點-0.89℃,沸點為151.4℃,分子式為H2O2,分子量為34.01。本品具有強烈的殺菌作用,在堿性條件下,效果更加明顯。
影響食品級雙氧水穩定性的主要因素
影響食品級雙氧水穩定性的主要因素有這樣幾方面:
1.溫度。雙氧水在較低溫度和較高純度時,還是比較穩定的。當雙氧水加熱到 153℃或更高溫度時,便會發生猛烈的爆炸性分解。在較低溫度下,雙氧水的分解過程比較平穩地進行,分解反應為:2H2O2→2H2O+O2↑ +46.94kcal。
2.PH值。介質的酸堿度對雙氧水的穩定性有很大的影響。在酸性條件下,雙氧水的性質十分穩定,發生氧化反應的速度較慢;在堿性介質中,雙氧水很不穩定,分解速度很快。因此,在堿性環境中,通過加熱方式,可以完全破壞過量的雙氧水。
3.雜質。雜質是影響雙氧水穩定性的重要因素。很多金屬離子如二價鐵離子、二價錳離子、二價銅離子、三價鉻離子等都會促進雙氧水的分解。由于工業級雙氧水中含有大量金屬離子之類的雜質,所以,在工業級雙氧水的生產過程中,通常在雙氧水中加入大量的穩定劑來抑制雜質的催化作用,抑制原理是螯合及還原。
4.光。波長在3200~3800Å之間的光線,會加速雙氧水的分解速度。
為提高雙氧水的穩定性,必須對光、熱、金屬離子含量和pH值四大因素進行控制。食品級雙氧水因純度高,內含金屬離子等雜質很少,具有很好的穩定性,如含量為35.5%的食品級雙氧水,在陰涼通風的庫內存放半年,其有效含量一般可保持在35.0%~35.4%。
雙氧水品質與應用的關系
工業級雙氧水中含有大量的蒽醌類有機雜質以及陰陽離子、機械雜質等,這些有毒有害雜質會嚴重影響雙氧水在某些行業的應用,如在食品、電子、電鍍、化工合成等領域。高純度雙氧水采用特殊方法提純,去除了原料中的雜質,是一種高品質、高純凈度的雙氧水,因而可以廣泛地用于所有對雙氧水要求較高的領域。
食品級雙氧水的應用范圍
可廣泛用于純凈水、礦泉水、乳品、飲料、水產品、瓜果、蔬菜、啤酒等食品的生產過程之中。
食品級雙氧水的殺菌原理
雙氧水利用活性氧極強的氧化能力,可以破壞微生物體內的原生質,從而達到殺滅微生物和消毒滅菌的目的。食品級雙氧水具有廣譜、高效、長效的殺菌特點,在完成殺菌過程之后,分解為氧氣和水,不會產生有毒的殘留物,無需用水沖洗,對環境無污染,是一種環保型消毒劑。
食品級雙氧水的使用方法
1.對生產設備和管道的消毒。將雙氧水用水稀釋30~50倍,并以稀釋液對設備沖洗、對管道浸泡20~30分鐘之后,將消毒液放出即可,不需要再用水去沖洗。
2.對包裝容器的消毒。用稀釋了35~100倍的雙氧水溶液,對容器進行浸泡20~30分鐘,或對容器加壓沖洗10~30秒,放出消毒液即可,無需用水沖洗。
3.無菌水的配置。雙氧水與水的比例為1∶10000~30000,將雙氧水加入水中,攪拌均勻即可。
4.對生產空間的消毒。將食品級雙氧水與水按1∶100的比例稀釋后,用噴霧器將消毒溶液噴灑在空氣中,即可起到對生產空間消毒的效果,有利于食品企業按GMP和HACCP標準進行生產和管理。
5.對人員的消毒。將雙氧水稀釋50~100倍后所得的溶液,可對工作人員的手足進行消毒。對不同的場合、不同的物品進行消毒,可根據實際情況,采用不同的方法和不同濃度的消毒液,既可達到理想的滅菌效果,又可降低使用成本。以雙氧水消毒,常用的方法有噴淋、沖洗、噴霧、浸泡等。
6.乳品無菌包裝的消毒殺菌。在乳品生產中,以雙氧水對包裝物進行滅菌的方式主要有兩種:一種是將雙氧水加熱到一定溫度,然后對包裝盒或包裝材料進行滅菌。這種滅菌一般在雙氧水水槽內進行。另一種是將雙氧水均勻地涂布或噴灑于包裝材料表面,然后通過電加熱或輻射或熱空氣加熱蒸發雙氧水,從而完成滅菌過程。真正的滅菌過程是在雙氧水加熱和蒸發的過程中進行的。由于水的沸點低于雙氧水,因此滅菌是在高溫、高濃度的雙氧水中和在很短的時間內完成的。牛奶對細菌很敏感,但由于牛奶本身經過超高溫滅菌,所以它的包裝經雙氧水徹底滅菌后可以在常溫下長期保存。市場上流行的利樂包、利樂枕、百利包及其他包裝的液態奶的無菌包裝都是通過雙氧水滅菌的。乳品無菌包裝對35%食品級雙氧水的穩定性、純凈度等質量指標有較高的要求。 食品級雙氧水的包裝 食品級雙氧水采用符合食品衛生要求的聚乙烯桶包裝,包裝容器的蓋上應分布有很小的排氣孔。由于雙氧水為氧化滅菌劑,所以,包裝桶上應具有GB190中規定的“氧化劑標志”、“腐蝕性標志”以及 GB191中規定的“向上標志”。包裝標簽應符合GB7718-1994規定,并注有“食品添加劑”字樣。
食品級雙氧水的貯存
1.雙氧水應貯存在陰涼、通風、干燥的庫房中,避免陽光直射。
2.嚴禁與堿、金屬及金屬化合物、易燃品混存。
3.容器應加蓋并保持排氣狀態,以保持容器內的雙氧水的純度,防止污染。
4.如容器出現破裂、滲漏等現象,應及時用大量的水沖洗。
5.雙氧水在良好的貯存和運輸條件下,在一年之內,其濃度下降值不會超過原來濃度的3%。
食品級雙氧水的運輸
1.雙氧水的運輸,應按氧化劑運輸規程進行。在運輸過程中,容器外部應加蓋遮掩物,防止日曬雨淋。
2.不得與有毒有害物品混運。
3.請勿直接用手接觸包裝桶,搬運時應戴上塑膠手套。
4.若雙氧水從桶中外泄,或者搬運人員的手接觸到雙氧水,應立即用大量的水進行沖洗。
食品級雙氧水的安全與防護
1.毒性。從一般意義上來講,食品級雙氧水是無毒物品,但對人的皮膚、眼睛和黏液膜有刺激作用。雙氧水蒸氣進入人體呼吸系統后,可對肺部產生刺激作用,甚至嚴重損傷器官。當雙氧水濺落到人體表面或人眼內時,應立即用大量的清水沖洗。
2.可燃性。任何濃度的雙氧水都是不可燃的,但它是一種強氧化劑,特別是當濃度很高時,它容易引起其他可燃物質的燃燒。雙氧水濃度越高,越容易引起其他物質的燃燒。當外溢的雙氧水與其他可燃物質接觸時,應立即用大量的清水沖洗,將雙氧水洗掉。
3.爆炸性。雙氧水在雜質的催化下,會發生分解反應,放出氧氣和熱量。環境溫度和雙氧水的濃度越高,雙氧水的分解速度就越快。一旦誘發了分解反應,則分解會隨著放熱和升溫程度的加劇而自行加速,其結果是進一步使物料的溫度上升,并產生更多的氣體(氧氣和蒸發的蒸汽)。此時,如容器密閉,則其內部會產生高壓環境,從而導致容器爆破。因此,用來貯存雙氧水的容器,應設有防塵的通風口,以安全釋放可能產生的氣體。
來源:2003年6月17日《中國食品報 添加劑周刊》