张建中，王 芳，彭 云，谢晴晴，唐 王，张 超

(1 重庆两江创享医药检验认证科技有限公司，重庆 500000；2 重庆方通生物科技有限公司，重庆 500000)

随着普通化学消毒剂的大量使用，各种环境问题逐渐显露出来。据Gräslund和Bengtsson[1]报道，在频繁使用化学消毒剂后，产生的毒性会持续保持很长时间，尤其是化学残留，这会对畜牧养殖产生恶劣的影响。另一方面，由于残留的化学物质催生了大量的耐药病原微生物，例如在接触多种化学剂以后李斯特菌会产生对应的抗性[2-5]，通过对各项数据的调查分析，由于许多细菌产生多重耐药性，使得化学消毒剂的杀菌能力下降，进一步养殖环境的恶劣。并且成为养殖行业的一个常态化问题。更重要的是食品行业的消毒，例如鸡蛋的消毒，一般的方法是使用含氯消毒剂、H2O2等消毒剂消毒[6-7]。但这些措施的效果一般但危害还大[8]。

化学消毒法是公认的最常用消毒方法，它包括熏蒸、喷雾等；最常使用的化学消毒剂有很多种，如碱类、氧化剂类，醇类，敌类、面素类及复合类等。常巧碱性消毒剂一般包括氨氧化钢，生石灰等；碱性消毒剂可W水解病原体的蛋白质和核酸．损害细茵结构和酶系统，从而破坏细菌体内代谢，使其死亡。碱性消毒剂对病毒作用亦较强，在高浓度下可杀灭病毒芽孢。但碱性消毒剂具腐蚀性，对动物及人体姐织具很大危害性，因此，碱性消毒剂只能用于地面或空舍消毒，且使用时需谨慎注意，防止消毒液繊入眼睛及烧伤皮肤等[9]。作为应用较早的卤素类消毒剂，如氯类、碘类、溴类，其杀菌机理主要是透过细胞膜，对细胞质进行消毒处理，市面上一般的含氯消毒剂主要是有三氯异氰脲酸、二氧化氯、漂白粉等。前两个都是广谱高效杀菌剂，可以杀灭病毒和常见的致病性微生物；其中二氧化氯应用较为广泛，主要集中在物表环境和饮水等方面。但卤素类消毒剂理化性质不稳定，尤其在一定的光照和温湿度条件下容易分解，而且大都有一定的腐蚀性[10]。醛类消毒剂包括如戊二醛，福尔马林等，其灭菌原理主要是和胞内物质发生反应，使细胞丧失某些功能达到消毒的目的。此类消毒剂消毒效果虽好，但普遍都带有较强的腐蚀刺激性，而且个别物质还带有毒性，例如甲醛等，有致癌作用，已被限制应用[11]。季铵盐类消毒剤如苯扎氯铵、苯扎溴铵等，属于阳离子类型表面活性类消毒产品。其主要原理是控制细胞膜的出入通道；该类消毒剂的优点主要是稳定性好；但是他的缺点是能与之搭配使用的消毒物质较少，应用面较窄[10]。酚类消毒剂如苯酚、甲酚、卤代苯酚等，其主要原理是使病原菌菌体蛋白变性，及其相关酶类失活。该类消毒产品的缺点主要是对一大部分病毒和芽孢类目标作用有限；因此他的主要应用领域是养殖行业、医疗器械和人体手等的消毒。另外，该类消毒剂普遍价格较高，且有一定致毒，对环境也不友好[10]。复合类消毒剂是将多种消毒剂混合使用，如季铵盐戊二醛溶液，东立胺碘等，其作用广泛，可杀灭细茵、真菌、芽孢、寄生虫、病毒等等。但复合类消毒剂在拥有这些消毒剂优点的同时，亦兼具这些消毒剂不稳定、耐药性高、污染环境等缺点[12]。上所述消毒剂皆为清洗消毒常用消毒剂，这些消毒剂很多具有价格昂贵及腐蚀性高的缺点。

微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water，以下简称SAEW)由此应运而生，它于20世纪90年代末在日本首先研发，1997年开始有学者相继研究其杀菌效果及安全性等。2002年，微酸性电解水以次氯酸水的名字在日本被指定为食品杀菌剂，之后其在众多领域有广泛应用。已有研宄表明，微酸性电解水可以杀灭沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌和酵母菌等多种微生物。对致病性的霉菌、细菌有明显的杀伤力。用微酸性电解水处理各种细菌繁殖体，结果发现，可使细菌芽胞减少到检测指标以下，对流感病毒也有灭杀效果。在实际应用中，微酸性电解水在预防甲型流感病毒方面有独特的功效。可使流感病毒、冠状病毒失去活性，可用于预防流感等。相比于酸性电解水，SAEW优点为：有效氯浓度低、杀灭活性高和稳定性好。降低生产电极和表面腐蚀性。降低C12释放，从而降低其对人类健康和环境的潜在危害。因此，SAEW作为环境友好新型消毒剂在农业和食品工业及畜禽领域有很髙的应用前景[13-16]。

现就SAEW清洗消毒性能及应用价值等方面综述如下。

1 微酸性电解水的生成原理及性能特点

1.1 微酸性电解水的生成原理

电解水(Electrolyzed water，EW)是指利用电化学方法，将低浓度的电解质溶液，如溶液、稀盐酸溶液或两者的混合溶液在电解槽内进行电解，使该溶液的值pH、氧化还原电位(ORP)、有效氯浓度(ACC)、活性氧等发生变化，从而拥有杀灭微生物功能的消毒溶液[17]。

依据生电解质、pH和的不同，将电解水分为微酸性电解水(pH 5.0～6.5)、弱酸性电解水(pH 2.7～5.0)、强酸性电解水(pH 2.2～2.7)和碱性电解水(pH 7.0～11.5)。

按以上分类，微酸性电解水、强酸性电解水具有微生物杀灭的功能，同时应用较为广泛。是否采用离子交换隔膜是二者生产的主要区别，其中，隔膜式电解水发生装置是强酸性电解水生产必须配备的，生产时，将电解质溶液分别注入到阴极室和阳极室，两侧电解室通过隔膜在电解过程中会发生离子交换，制备完成后，强酸性电解水在阳极室生成，碱性电解水在阴极室产生[18]。

生产SAEW采用的装置则是无隔膜的电解水装置，在阴、阳电极的电解槽中直接将低浓度的NaCI和稀HCI混合溶液加入，阴、阳两极通过直流电的作用发生电化学反应，最终生成SAEW，其生成原理如图1所示。

由图1可以看出，无隔膜电解操作制备微酸性电解水时，电解后所得的溶液都是消毒剂，生产效率高。而且，研究表明[19-20]在接近中性(5.0～6.5)的pH值范围内，微酸性电解水中的有效氯几乎完全以次氯酸分子(HC10)形式存在。在电解水中氯所存在的三种形式Cl2，C1O-和HClO中，次氯酸分子(HClO)的杀菌效果最强，其杀菌能力是次氯酸根(C1O-)的80倍左右[21]。

1.2 微酸性电解水的特点

1.2.1 广谱杀菌、瞬时高效

生活中存在很多种的致病性菌，使用单一品种的消毒剂，全部杀灭非常困难。SAEW可以在短时间内对各种细菌真菌如大肠毛霉菌等。另外，试验证明SAEW还可以对病毒进行灭活，如常见的流感病毒、艾滋病毒等[22-23]。SAEW瞬时灭菌的主要原理是：闪电速度夺取病原菌电子电位。清除普通细菌一般是几秒钟的时间，消灭真菌需要几分钟的时间，杀死孢子需要10分钟左右，而且杀灭率较高，可达90%以上。另外，SAEW的主要优势特点是针对专一性性较强，不像其他化学消毒剂SAEW作用时间很短，病原微生物无法再较短时间形成抗性。综上所述，由于SAEW的pH值一般在5.0～6.5范围内，基本都以次氯酸分子的形式存在，所以无论是杀菌能力还是稳定性都是一流的[24]。

1.2.2 制取方便、成本低廉

由于强酸性电解水制造成本偏高。离子交换膜必不可少，生产过程的问题也很多，而生产SAEW则不需要离子交换膜，该生产方式较为简便，生产用料是常见的低浓度NaCl或HCl溶液，无需其他化工原料，生产过程也不复杂，成本低廉。SAEW的生产方式也很灵活，一般分为间歇式生产或连续式生产两种，大小规模的生产都可以得到满足，这些优势更有利于SAEW在各个领域快速应用[18]。

1.2.3 贮藏稳定

SAEW在密闭环境下储存半年以上，其稳定性表现良好，仍然具有理想的杀菌效果[25]。Cui等研究表明：提温和降温后SAEW的ORP、pH值、电导率等指标都有一定的变化，但是有效氯浓度指标浮动不大。SAEW稀释后，ORP、pH值无明显变化，但有效氯浓度会有明显变化。SAEW在贮存过程中pH值和电导率在一定时间内浮动较小，不同贮藏条件对SAEW的杀菌效果影响较小[25]。

1.2.4 无污染、无残留

通常使用的传统84消毒液，富含大量ClO-，造成严重的环境污染。SAEW与常规的化学消毒剂最大的区别是，主要消毒因子HClO，在空气、光以及有机物接触后，自动分解，消毒后ORP很快降低，并快速分解成水，对环境零污染。所以与常规消毒剂相比，具有环保安全、无任何残留的显著的优点。即便SAEW释放到自然环境中，由于有效含量较低，容易被中和还原，对环境基本无污染。属于安全、绿色、环保的消毒剂[26]，消费者可以放心使用。

1.2.5 生产效率高、适用范围广

在生产强酸性电解水生产过程中一般会产生等量的碱性水，但是碱水利用率一般比较低，需要处理才能排放。SAEW用无隔膜电解方式生产，原料液全部生成SAEW，期间产生其他产品，可以提高SAEW的利用率。SAEWpH值一般在5.0～6.5，作用较为温和，适用范围广，可用于食品环境等多个领域，甚至可以减少或替代部分农药的使用[18]。

2 微酸性电解水在清洗消毒中应用及最新研究进展

SAEW主要用于地面和空气消毒[27]，当SAEW液滴与微生物接触时，细胞膜和微生物脱氢酶可被主要成分(HOCl和ClO-)破坏，从而起到灭菌消毒的作用[28]。与其他化学消毒剂不同，因为制作时没有添加有害化学物质，SAEW对表面的腐蚀更小对动物和人类健康基本都无害[29]。所以也广泛用于食品、空间清洗消毒等相关领域。

2.1 与紫外消毒协同作用对蛋类产品清洗消毒

江西农业大学有学者用SAEW对鸡蛋进行清洗消毒处理，研究了在25 ℃下储存期间，用不同消毒剂处理鸡蛋，对鸡蛋保质期及品质(例如，鸡蛋重量减轻的单位、蛋黄指数、蛋白pH和蛋黄pH)的影响。试验分别用SAEW、酸性电解水、次氯酸钠溶液、去离子水分别处理1、2、3和4分钟，有效氯浓度(ACCs)为10、18和26 mg/L。并在25 ℃储存30天。分别对其鲜度和品质参数进行了对比研究。发现，SAEW对鸡蛋的清洗效果比其他几种处理方法更高效。用SAEW对鸡蛋进行清洗消毒的优势是减少了对鸡蛋的腐蚀，且更少的水和二氧化碳从蛋壳表面毛孔逸出。从而提高鸡蛋的微生物安全性，延长鸡蛋的保质期[30]。

2.2 在空间消毒领域的应用研究

中国农业大学郝晓霞等用SAEW对饲养室进行空间喷雾消毒试验，试验结果表明SAEW可明显(显著)减少空气中的有害微生物，潜在地改善饲养室内的环境。在室内喷洒pH(5.29～6.30)的SAEW，30 min后，室内有害细菌减少了0.71×105CFU/m3，真菌减少了2.82×103CFU/m3。与对照组苯扎氯铵(BC)溶液和聚维酮碘(PVP-I)溶液相比，效果更为显著。在目前还没有有效的方法来降低通风式蛋鸡养殖场空气微生物水平的情况下，微酸性电解水喷雾是降低蛋房微生物数量的一种有效方法[31]。

在小学、大学教室内有人情况下使用SAEW进行空气消毒，同时调查人群主观空气湿度感、舒适感和不适感，结果显示，微酸性电解水具有良好的空气消毒杀菌效果。在日本，微酸性电解水已开始在看护设施、医院、餐饮店、办公室等场合用于空气消毒[32]。

2.3 在物表消毒领域的应用研究

在临床工作中，常用500 mg/L或1000 mg/L的消毒灵液(三氯异氰尿酸泡腾速溶片)擦拭治疗台面进行消毒，但消毒灵液有较强的氯味、轻度腐蚀性、对环境有一定污染以及对人体咽喉部和眼黏膜有一定的刺激性。EOW已作为一种绿色、环保的高效杀菌消毒剂在临床物体表面消毒中广泛应用[33]。

中国农业大学和北京大学学者一起研究了聚维酮碘和SAEW对蛋舍的消毒效果。对蛋舍房屋的表面用自动消毒系统分别喷了一层有效氯为60、80和100 mg/L的SAEW和聚维酮碘。消毒前后分别对地板、墙壁、进料槽和鸡蛋输送带表面用无菌棉签采样。结果显示：与自来水(对照组)相比，SAEW和聚维酮碘显著降低了蛋房表面的微生物数量。80或100 mg/L有效氯的SAEW对来自地板和进料槽表面的需氧菌、葡萄球菌、大肠菌群及酵母菌抑制的总有效率显著高于聚维酮碘。SAEW比聚维酮碘在减少需氧菌、大肠菌群、酵母菌和墙面上的模具。另外，SAEW与聚维酮碘对鸡蛋传送带的表面有相同的杀菌能力。结果表明SAEW与聚维酮碘相比具有同等或更高的杀菌剂效率，可以作为蛋舍消毒表面消毒的理想有效消毒剂[34]。

2.4 在果蔬清洗消毒领域的应用研究

SAEW虽然有效氯含量低，但是具有良好的杀菌效果，同时绿色环保，是一种较理想的蔬菜水果清洗消毒杀菌剂。

韩国的DeogHwan Oh等用SAEW和声热联合的方式处理新鲜灯笼椒和甘蓝，考察了对产品保质期和感官品质(颜色和纹理)的影响。用高温、SAEW和超声波相结合的方式处理在25 ℃和4 ℃都会不同程度减少单核增生菌和肠沙门氏菌、血清型伤寒沙门氏菌的生长繁殖，延长保质期，但是SAEW、高温和超声波联合的方式效果最为显著。灯笼椒的色度和硬度保持的最好[35]。在每个现摘甘蓝(10±0.2 g)接种约6个CFU/g的单核细胞增生李斯特氏菌。每个接种或未接种的样品在40 ℃下用去离子水浸泡处理3 min，然后进行超声波处理(400 W/L)，然后分别用SAEW(5 mg/L)、亚氯酸钠(SC，100 mg/L)、次氯酸钠(SH，100 mg/L)分别处理。处理后分别在4 ℃和7 ℃分别储存。储存期间对腐败微生物以及感官变化(整体视觉质量，褐变，以及异味)进行了评估。结果表明，超声波和SAEW联合处理是延长现摘甘蓝货架保存期的最有效方法。在4 ℃和7 ℃分别延长4天和6天左右[36]。

Sun Jung等研究了用SAEW冰处理比目鱼，能有效延长其上市保质期。对贮存过程中棕色比目鱼质量的变化进行了研究，通过微生物学、化学和感官分析，确定了延长比目鱼保质期的方法。在相同条件下，用SAEW冰处理的棕色比目鱼的保存时间为11～12天，而普通冰的保持时间则是9～10天[37]。

Yu-Hsin Pang喷洒弱酸性电解水(SAEW)和紫外臭氧水杀灭莴笋和生菜表面的大肠杆菌进行研究。结果表明，在喷雾洗涤中，SAEW和紫外线臭氧水的联合处理这一过程可以更有效地减少莴苣上的大肠杆菌O157:H7，从而有助于减少大肠杆菌的发病率[38]。

Xiao wei Sheng等研究了用SAEW对新鲜牛肉清洗消毒延长保质期的试验。试验以茶多酚，蒸馏水，SAEW分别对新鲜牛肉做清洗消毒处理，然后对牛肉储存期间总活菌数、硫代巴比妥酸含量、pH值、总挥发性碱性氮、感官指标做综合分析。结果表明对经蒸馏水、茶多酚、SAEW、处理的牛肉的储藏期分别达到6～8天、12～14天和14～16天。这项研究表明SAEW是一种有效的、有前途的延长牛肉产品保质期的方法[39]。

Charles Nkufi Tango等研究了用SAEW和化学试剂组合联合对果蔬清洗消毒方法的效果。对4 ℃和室温贮藏后的微生物和感官质量进行了综合分析。所用的番茄和苹果全部接种李斯特菌和大肠杆菌。接种和未接种的样品分别用蒸馏水、富马酸+SAEW、CaO+富马酸+SAEW、CaO+富马酸+SAEW+超声(US)的方式处理。试验结果显示所有的组合处理均比蒸馏水处理有效果。而且CaO+富马酸+SAEW、CaO+富马酸+SAEW+US的组合处理均大大提高苹果果实微生物的安全性和质量。研究认为SAEW+CaO+杀菌剂的复合清洗消毒方法技术在果蔬采后卫生处理中具有潜在的应用价值[40]。

2.5 在医疗器械清洗消毒方面的应用

上海市疾病预防控制中心的江宁等研究了SAEW对口腔综合治疗台水路消毒效果。采用现场试验方法，分别使用两种不同品牌、工艺的微酸性次氯酸水发生器生成的微酸性次SAEW对口腔综合治疗台水路进行消毒，检测不同处理时间的水路微生物负载，参照生活饮用水标准进行判定和分析。SAEW可以有效降低和持续控制口腔综合治疗台水路中微生物负载[41]。

3 SAEW相关产品标准情况

在GB/T 36578-2018中明确指出，一般含氯消毒剂适用于医疗卫生机构、公共场所和家庭和一般物体、医疗器械、医疗废物、饮食具、织物、果蔬和水等的消毒。也适用于疫源地各种污染的处理。不宜用于室内空气、皮肤、手、粘膜的处理。但是次氯酸消毒剂适用于室内空气、皮肤、手、粘膜的处理。目前新的GB28234正在修订过程中，应用范围中也要增加SAEW的应用。另外次氯酸水发生器卫生要求立项建议也已提交。

4 结 语

伴随着绿色经济可持续观念的深入贯彻。绿色环保、以人为本的消毒剂，在有效消毒的同时，也不会对周围环境及人的身体产生伤害。SAEW作为这样一种环保型消毒剂，具有广阔的应用前景，已经在食品、医疗、环境、物表等领域的清洗消毒有着广泛应用。目前已有企业对瓶装SAEW的稳定性进行深入研究。一旦成功，SAEW的使用便捷性会大大提高。市场不可限量。