Industria alimentare

L'acqua elettrolizzata (EW) sta guadagnando popolarità come sanificante nell'industria alimentare di molti paesi. L'elettrolisi scinde una soluzione diluita di cloruro di sodio in acqua elettrolizzata acida (AEW, anolita) — pH 2–3, potenziale di ossidoriduzione di circa 1100 mV e 10–90 ppm di cloro attivo — e acqua elettrolizzata basica (BEW, catolita), con pH 10–13. Le cellule vegetative di vari batteri in sospensione sono state generalmente ridotte di 6,0 log UFC/ml con l'AEW.

I sanificanti tipici dell'industria alimentare comprendono composti del cloro, acidi organici, fosfato trisodico, iodofori e composti di ammonio quaternario. I composti del cloro sono spesso i più efficaci, ma possono essere più corrosivi e irritanti. Alcune procedure di decontaminazione sono state ritenute inaccettabili per residui chimici, costi elevati, efficacia limitata o alterazione del colore del prodotto. L'EW è sempre più utilizzata per ridurre o eliminare i batteri su prodotti alimentari, superfici di lavorazione e superfici non a contatto con gli alimenti. Il Ministero della Salute, del Lavoro e del Welfare giapponese ha approvato l'EW come additivo alimentare, e l'Agenzia per la protezione dell'ambiente statunitense ha approvato i generatori di EW per l'uso nell'industria alimentare.

Come funziona l'acqua elettrolizzata

L'EW è stata sviluppata originariamente in Russia, dove è stata impiegata per la decontaminazione, la rigenerazione e la disinfezione dell'acqua nelle strutture sanitarie, ed è utilizzata in Giappone dagli anni Ottanta. Si produce elettrolizzando una soluzione diluita di NaCl in una cella in cui un diaframma separa anodo e catodo. La soluzione anodica ha un pH di 2–3, un ORP superiore a 1100 mV e 10–90 ppm di cloro attivo; la soluzione catodica ha un pH di 10–13 e un ORP da −800 a −900 mV. L'acqua elettrolizzata neutra (pH 7–8, ORP di circa 750 mV) si ottiene miscelando la soluzione anodica con ioni OH⁻.

L'AEW ha una forte attività antimicrobica. Il cloro e un ORP elevato sembrano essere i fattori principali; il pH basso sensibilizza le cellule batteriche all'acido ipocloroso, il più attivo dei composti del cloro, che penetra le membrane cellulari e ossida sistemi metabolici chiave. La BEW si usa soprattutto come detergente e sgrassante prima della disinfezione, e in alcune applicazioni il pretrattamento con BEW seguito da AEW si è dimostrato più efficace della sola AEW.

Risultati su superfici, utensili e acqua di processo

• Taglieri: Vibrio parahaemolyticus è sceso da 5,8 a meno di 1,0 log UFC/cm² dopo un minuto di AEW; il risciacquo di taglieri in plastica con EW neutra ha ridotto E. coli, S. aureus, P. aeruginosa e L. monocytogenes di circa cinque ordini di grandezza.
• Guanti da lavorazione: L. monocytogenes è stata completamente inattivata su ogni tipo di guanto dopo cinque minuti.
• Acciaio inox e piastrelle: V. parahaemolyticus è stato ridotto di oltre 5,0 log UFC/cm² entro un minuto.
• Biofilm: l'AEW ha ridotto L. monocytogenes nei biofilm su acciaio inox a livelli non rilevabili entro cinque minuti.
• Macelli: dopo la prepulizia standard, l'AEW è risultata più efficace di un comune sanificante in tutte le aree del macello; spruzzare le pelli dei bovini con BEW e poi con AEW ha ridotto la carica totale di 3,5 log.
• Acqua di processo: elettrolizzare l'acqua di lavaggio delle verdure con l'aggiunta di un po' di sale ha ridotto i batteri testati di circa quattro ordini di grandezza, con inattivazione completa a corrente più elevata.

Risultati sui prodotti alimentari

• Frutta e verdura: dieci minuti di AEW hanno ridotto batteri aerobi, coliformi e funghi sulle fragole a livelli non rilevabili; sui pomodori, E. coli O157:H7, L. monocytogenes e Salmonella Enteritidis sono scesi di circa 7,5 log. Sulle verdure a foglia, l'AEW si è dimostrata efficace quanto il cloro.
• Pesce e frutti di mare: 15 minuti di AEW hanno ridotto la carica totale sulla pelle della carpa di 2,8 log UFC/cm².
• Pollame e carne: spruzzare le carcasse di pollo con BEW e poi immergerle in AEW ha dato riduzioni di 1,5–2,4 log, e l'AEW ha prolungato la conservabilità del pollame refrigerato. La decontaminazione delle carcasse con AEW si è rivelata il metodo più conveniente per ridurre Campylobacter lungo la filiera avicola.
• Uova: la nebulizzazione elettrostatica delle uova in guscio ha ridotto E. coli, S. aureus e Salmonella Typhimurium di 3–6 ordini di grandezza.
• Come ghiaccio: l'AEW congelata refrigera e controlla i patogeni allo stesso tempo; ha prolungato la conservabilità del costardella del Pacifico e bloccato la crescita dei coliformi.

D. Hricova, R. Stephan e C. Zweifel — Electrolyzed Water and Its Application in the Food Industry