二氧化氯對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響研究

林 丹,馮志強,*,羅 坦,黃志芬

(1.廣東省食品工業研究所,廣東廣州 510308;2. 廣東省食品添加劑重點實驗室,廣東廣州 510308;3. 廣東省瓶裝飲用水行業協會,廣東廣州 510180)

二氧化氯對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響研究

林 丹1,2,馮志強1,2,*,羅 坦3,黃志芬1,2

(1.廣東省食品工業研究所,廣東廣州 510308;2. 廣東省食品添加劑重點實驗室,廣東廣州 510308;3. 廣東省瓶裝飲用水行業協會,廣東廣州 510180)

二氧化氯,靜態浸泡消毒,PET瓶,瓶裝飲用水,消毒副產物

包裝飲用水的容器經過二氧化氯消毒降低微生物和其它有害物質含量以保護人體健康。二氧化氯能殺滅各種微生物,包括細菌繁殖體、病毒、真菌、分支桿菌和芽孢等,100mg/kg 的二氧化氯與大腸桿菌接觸30s即可達到99.999%的滅菌效果[1];用濃度為50mg/L二氧化氯消毒液作用1min或35mg/L作用 3min,對銅綠假單胞菌、糞鏈球菌和產氣莢膜梭菌殺滅率均達到100%[2]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

2%穩定性二氧化氯、活化劑 廣州市九九消毒劑有限公司;500mL PET瓶。

DIONEX ICS-900型離子色譜儀、Chromelen色譜工作站、IonPac AS9-HC(4mm×250mm)陰離子色譜柱、IonPac AG9-HC(4mm×50mm)陰離子保護柱、ASRS300型陰離子抑制器(4mm)、ED50A電化學檢測器、手動進樣器 購自美國戴安公司;KQ-500DE型數控超聲波清洗器 昆山超聲波儀器有限公司;溶劑過濾器 天津市津騰實驗設備有限公司;0.45μm濾膜 上海摩速科學器材有限公司。

1.2 消毒工藝

1.3 實驗設計

1.3.1 單因素及正交實驗 選取消毒液濃度、消毒時間、沖洗液量和沖洗次數分別進行單因素實驗,考察各因素對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響。根據單因素實驗結果生產實際,選擇消毒時間、沖洗液量和沖洗次數進行L9(33)正交實驗,因素水平表見表1。

表1 因素水平Table 1 Factors and levels

1.3.2 不符合生產規范的工藝模擬 模擬消毒后省略沖洗工藝和在成品水中直接投加二氧化氯兩種不符合生產規范的消毒工藝,測定不同濃度消毒液和不同二氧化氯投加量對瓶裝飲用水中消毒副產物含量影響。

1.3.3 樣品的測定 對廣東省內的81個品牌、88個批次的包裝飲用水樣品進行測定,與實驗室模擬工藝的結果進行對比分析。

1.4 分析測定方法

色譜條件:淋洗液9.0mmol/L Na2CO3;流量1.0mL/min;進樣量500μL;電導檢測器溫度30℃;抑制器抑制模式自循環再生模式;抑制器電流100mA;ED 50A電化學檢測器。

1.5 數據統計分析

正交實驗使用正交設計助手II軟件對實驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 標準系列色譜圖和標準曲線

圖1 標準系列色譜圖Fig.1 Chromatogram of standards

2.2 消毒液濃度對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響

圖2 消毒液濃度對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響Fig.2 Effect of chlorine dioxide concentration on the DBPs

2.3 消毒時間對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響

圖3 消毒時間對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響Fig.3 Effect of disinfecting time on the DBPs

2.4 沖洗液量對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響

圖4 沖洗液量對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響Fig.4 Effect of washing water yield on the DBPs

2.5 沖洗次數對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響

圖5 沖洗次數對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響Fig.5 Effect of washing amount on the DBPs

2.6 二氧化氯消毒PET瓶工藝優化

根據單因素實驗結果生產實際,將消毒劑濃度定為500mg/L,選擇消毒時間、沖洗液量和沖洗次數進行L9(33)正交實驗,正交實驗結果見表2,方差分析見表3。

表2 正交實驗結果Table 2 Results of orthogonal experiment

表3 方差分析Table 3 Results of variance analysis

注:*差異顯著p<0.05。

2.7 不符合生產規范工藝對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響

圖6 省略沖洗工藝對成品水中消毒副產物殘留量影響Fig.6 Effect of non-washed process on DBPs

圖7 成品水中直接添加二氧化氯對瓶裝飲用水中消毒副產物殘留量的影響Fig.7 Effect of adding chlorine dioxide on DBPs

2.8 樣品的測定

表4 樣品的測定結果Table 4 Results of samples

3 結論

[1]蔡慧農,湯鳳霞. 穩定性二氧化氯及其在食品工業中的應用[J]. 食品工業科技,2003,24(4):92-94.

[2]宋金武,鄧金花,陳維等. 二氧化氯對礦泉水衛生指標菌殺滅效果的觀察[J]. 中國消毒學雜志,2012,29(5):384-388.

[3]齊春華,張穎,王化勇. 用離子色譜法同時測定生活飲水中溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽[J]. 中國衛生檢驗雜志,2012,22(10):2284-2287.

[4]路凱,陳亞妍,李士英,等. 二氧化氯特性及其飲水消毒的優缺點[J]. 國外醫學:衛生學分冊,2000,27(6):364-367.

[5]DBS 44/001—2011.飲用天然山泉水[S]. 廣東;廣東省衛生廳,2012.

[6]黃君禮. 新型水處理劑——二氧化氯技術及其應用[M].北京:化學工業出版社,2002:529-530.

[7]張鵬,張云,龔廣予,等. 二氧化氯在玻璃瓶包裝巴氏消毒乳生產中的應用[J]. 乳業科學與技術,2009,4(137):181-184.

[8]World Health Organization. Guideline for drinking water quality[S]. Geneva,Switzerland,2003.

[9]Alexander J,Krynitsky,Richard A. Niemann,et al. Determination of Perchlorate Anion in Foods by Ion Chromatography-Tandem Mass Spectrometry[J]. Center for Food Safety and Applied Nutrition,2004,76(18):5518-5522.

Influence of chlorine dioxide on disinfection by-products of bottle water

LIN Dan1,2,FENG Zhi-qiang1,2,*,LUO Tan3,HUANG Zhi-fen1,2

(1.Guangdong Food Industry Institute,Guangzhou 510308,China;2.Guangdong Provincial Provincial Key Laboratory of Food Additives,Guangzhou 510308,China;3. Bottled Drinking Water Association of Guangdong,Guangzhou 510180,China)

PET bottles were statically disinfected by chlorine dioxide. The disinfecting parameters namely chlorine dioxide concentration,disinfecting time,washing water yield and washing amount were optimized by single factor experiment and orthogonal experiment. Imitating non-conformity GMP process and comparing to practical samples. The results showed that the best effect was obtained when chlorine dioxide concentration 500mg/L,disinfecting time 3 minutes,washing water yield 90mL and washing 2 times,ClO-2and ClO-3were not detected. The samples of non-conformity GMP process detected high ClO-2and ClO-3. There were 8 samples detected ClO-2in 88 packaged drinking water of Canton province,including 2 high residue samples,which greatly exceeds the standard value 200μg/L of DBS 44/001 -2011 .

chlorine dioxide;static disinfection;PET bottle;bottle water;DBPs

2015-03-16

林丹(1988-)，女，碩士，研究方向：食品質量與安全。

*通訊作者:馮志強(1967-)，男，高級工程師，研究方向：食品質量與安全。

TS201.6

A

1002-0306(2015)13-0117-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.016