櫻桃采后處理中水消毒的監測

王丹，張靜，張倩，楊娟俠，辛力

(山東省果樹研究所，山東泰安 271000)

櫻桃采后的清洗、水預冷、設備分級等處理都要用水。水是人類致病菌和果實腐爛菌傳播的載體，水有利于微生物的傳播和生長，因此對水進行消毒處理，并使其具有一定的殺菌能力，能避免因水導致的腐爛風險，所以采后處理用水的消毒十分重要。

1 消毒劑種類

水的消毒劑包括四大類：①常規氯系消毒劑。氯氣與液氯，漂白粉(次氯酸鈣)與漂白精，次氯酸鈉溶液，電解次氯酸鈉。②二氧化氯系消毒劑。二氧化氯發生器、穩定型二氧化氯溶液、二氧化氯粉劑。③臭氧。④過氧化氫、過氧乙酸。可根據處理規模和投資情況，選擇合適的設備和消毒劑種類。對于國內小規模的櫻桃包裝場，水預冷和分級設備的水消毒，推薦使用飲用水消毒常用的次氯酸鈉或二氧化氯粉劑。

次氯酸鈉(NaClO)是一類高效、廣譜、安全的消毒劑，但ClO-易與有機物發生反應，產生三氯甲烷等有害物質，使用存在一定的安全隱患。二氧化氯(ClO2)是國際公認的廣譜、高效、速效、安全、低毒的消毒劑。歐美發達國家已廣泛應用二氧化氯替代氯氣進行飲用水消毒。中國GB2760-2014食品添加劑使用標準也有相關規定：穩定態二氧化氯可作為防腐劑用于新鮮水果蔬菜的表面消毒。因此，基于安全性、殺菌性能、使用方便性等方面的考慮，推薦優先使用二氧化氯粉劑。

2 二氧化氯的使用濃度

研究發現，二氧化氯40mg/kg處理櫻桃1小時，常溫放置3～5天，明顯出現果實失水皺縮、果皮顏色加深等現象，證明40mg/kg二氧化氯已對櫻桃產生傷害，據此，應選擇小于40mg/kg的使用濃度。且二氧化氯在水中的穩定濃度為15～25mg/kg。因此，建議櫻桃采后水預冷和設備分級的水消毒中，二氧化氯使用濃度在10～20mg/kg。

3 二氧化氯殺菌能力監測

3.1 監測方法

二氧化氯作為消毒劑具有諸多優點，但其易降解，需要及時調整補充，保證其始終具有足夠的殺菌性能，及避免濃度過高對果實產生傷害。因此，定期監測十分必要。

傳統的監測方法是測定水中有效氯的濃度(比色法、滴定法等)和pH值，從而判斷其殺菌能力。目前國際上常采用測定氧化還原電位(ORP，oxidation-reduction potential)，結合測定pH值，判斷其殺菌能力。一般認為二氧化氯的殺菌機理主要是其具有強氧化性，ORP值越高，氧化能力越強，消毒效果越好。這種方法更準確，更簡便，還能夠實現在線測定和控制。

3.2 ORP值和pH值測定

對二氧化氯進行水消毒的ORP值、pH值測定。測定儀器：ORP儀(氧化還原電位儀)，pH計。試劑：二氧化氯粉劑(ClO2含量10%)，購自山東兆冠藥業有限公司。配制2000mg/kg母液，放置30分鐘后稀釋配制不同濃度二氧化氯溶液，測定ORP值、pH值。

3.2.1 二氧化氯ORP監測 不同濃度的二氧化氯溶液ORP值變化較大，隨二氧化氯濃度的升高其ORP值呈升高態，5～10mg/kg濃度范圍內，ORP升高快，20mg/kg以上時，升高減緩。隨濃度升高pH值下降，30～40mg/kg濃度區間內，pH值下降較為顯著。二氧化氯pH值與ORP值呈負相關(圖1)。在二氧化氯實際應用濃度范圍10～20mg/kg，ORP監測值建議控制在640～690mV。

3.2.2 二氧化氯母液穩定性研究 配制2000mg/kg母液，放置不同時間，隨母液放置時間延長，ORP值呈先上升后下降趨勢。放置于不同容器中，降解速率不同，敞口燒杯組6小時達到最高值，4天后降到370mV，溶液無色。放置于容量瓶的2個組前期趨勢較為一致，均在第7天達到最高值，之后緩慢下降，后期17天之后，敞口容量瓶組下降速率明顯高于封口容量瓶組，30天后，所有處理組ORP值均低于640mV(表2)。說明二氧化氯具有揮發性，封口存放揮發損失小，母液存放穩定性好。

圖1 不同濃度二氧化氯 的ORP值及pH值

處理0ORP pH6小時ORP pH24小時ORP pH30小時ORP pH42小時ORP pH4天ORP pHT16856.50729-753-763-7646.597916.59T26856.50727-743-750-7516.687796.64T36856.50698-676-640-5996.723706.66

處理7天ORP pH11天ORP pH17天ORP pH24天ORP pH30天ORP pHT17826.597816.597696.546896.535816.54T27756.717746.717486.636236.68--T3----------

注：T1封口容量瓶，T2敞口容量瓶，T3敞口燒杯。數值為3次測定的平均值，室溫，自然光放置。

3.2.3 二氧化氯稀釋液穩定性研究 為進一步研究二氧化氯在櫻桃采后水處理中，濃度、溫度等因素對二氧化氯降解速率的影響。在二氧化氯實際應用濃度范圍10～20mg/kg內(一般要求5mg/kg以上，最好20mg/kg)，選用稀釋液10mg/kg、20mg/kg組在室溫條件下敞口放置(模擬櫻桃采后處理實際情況)，ORP值前期出現大幅下降，其中，10mg/kg組放置6小時后達到消毒作用的下限640mV；20mg/kg組放置20小時后達到消毒作用的下限640mV。5℃條件下，ORP值在放置45小時內降幅較平緩，之后下降趨勢明顯，其中，20mg/kg組在放置48小時內均保持較高的ORP值，大于640mV；10mg/kg組在放置24小時時臨近消毒作用的下限640mV。表明二氧化氯溶液在放置一定時間范圍內，隨時間延長ORP值下降，下降趨勢受溫度影響，低溫環境能延緩ORP值下降(圖2)。

圖2 二氧化氯稀釋液隨時間、溫度變化曲線

4 小結與討論

二氧化氯濃度在5～90mg/kg隨濃度增大氧化還原電位ORP值升高。在實際應用濃度范圍10～20mg/kg內，ORP監測值建議控制在640～690mV。

二氧化氯母液ORP值隨放置時間延長，呈先上升后下降趨勢，密閉條件會減緩下降趨勢。前期ORP值升高的原因、是否同時伴隨氧化還原能力的增強還有待于進一步探究。在實際生產中建議配置好母液，密閉保存，使用時直接添加，不需要再從粉劑配制開始，從而方便使用，但要注意存放時間。

二氧化氯稀釋溶液在放置一定時間范圍內，隨時間延長，ORP值下降，下降趨勢受溫度影響，低溫環境能延緩ORP值下降。5℃條件下，20mg/kg組在48小時內均保持較高的ORP值，大于640mV，10mg/kg組在24小時時臨近消毒作用的下限640mV。

二氧化氯粉劑在配制時，要嚴格按照產品說明書要求進行，以免發生危險。水溫高、濃度大、pH值較低時，二氧化氯會從水中逸出，空氣中的二氧化氯與氯氣有同等的危險性和毒害性，要注意監測及車間通風。ORP測量儀器間存在誤差，同一濃度二氧化氯溶液使用不同儀器測定的ORP值仍有10～20mV的差距，建議實際生產中取多次測定結果的平均值。