Przemysł spożywczy

Woda elektrolizowana (EW) zyskuje popularność jako środek dezynfekcyjny w przemyśle spożywczym wielu krajów. Elektroliza rozdziela rozcieńczony roztwór chlorku sodu na kwaśną wodę elektrolizowaną (AEW, anolit) — pH 2–3, potencjał redoks około 1100 mV i 10–90 ppm chloru aktywnego — oraz zasadową wodę elektrolizowaną (BEW, katolit) o pH 10–13. Komórki wegetatywne różnych bakterii w zawiesinie były redukowane przez AEW zwykle o 6,0 log CFU/ml.

Typowe środki dezynfekcyjne w przemyśle spożywczym to związki chloru, kwasy organiczne, fosforan trisodowy, jodofory i czwartorzędowe związki amoniowe. Związki chloru są często najskuteczniejsze, ale mogą być bardziej korozyjne i drażniące. Niektóre procedury dekontaminacji uznano za nieakceptowalne z powodu pozostałości chemicznych, wysokiego kosztu, ograniczonej skuteczności lub przebarwień produktu. EW jest coraz częściej stosowana do ograniczania lub eliminowania bakterii na produktach spożywczych, powierzchniach przetwórczych i powierzchniach niemających kontaktu z żywnością. Japońskie Ministerstwo Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej dopuściło EW jako dodatek do żywności, a amerykańska Agencja Ochrony Środowiska dopuściła generatory EW do użytku w przemyśle spożywczym.

Jak działa woda elektrolizowana

EW opracowano pierwotnie w Rosji, gdzie stosowano ją do odkażania, regeneracji i dezynfekcji wody w placówkach medycznych, a w Japonii używa się jej od lat 80. Powstaje przez elektrolizę rozcieńczonego roztworu NaCl w celi, w której diafragma oddziela anodę od katody. Roztwór anodowy ma pH 2–3, ORP powyżej 1100 mV i 10–90 ppm chloru aktywnego; roztwór katodowy ma pH 10–13 i ORP od −800 do −900 mV. Neutralną wodę elektrolizowaną (pH 7–8, ORP około 750 mV) uzyskuje się, mieszając roztwór anodowy z jonami OH⁻.

AEW ma silne działanie przeciwmikrobowe. Głównymi czynnikami wydają się chlor i wysoki ORP; niskie pH uwrażliwia komórki bakterii na kwas podchlorawy, najbardziej aktywny ze związków chloru, który przenika błony komórkowe i utlenia kluczowe układy metaboliczne. BEW stosuje się głównie jako środek myjący i odtłuszczający przed dezynfekcją — a wstępne mycie BEW, a następnie AEW, było w niektórych zastosowaniach skuteczniejsze niż sama AEW.

Wyniki na powierzchniach, naczyniach i w wodzie technologicznej

• Deski do krojenia: liczba Vibrio parahaemolyticus spadła z 5,8 do poniżej 1,0 log CFU/cm² po jednej minucie działania AEW; płukanie plastikowych desek neutralną EW zmniejszyło liczbę E. coli, S. aureus, P. aeruginosa i L. monocytogenes o około pięć rzędów wielkości.
• Rękawice produkcyjne: L. monocytogenes została całkowicie inaktywowana na każdym typie rękawic po pięciu minutach.
• Stal nierdzewna i płytki: V. parahaemolyticus zredukowano o ponad 5,0 log CFU/cm² w ciągu minuty.
• Biofilm: AEW zredukowała L. monocytogenes w biofilmie na stali nierdzewnej do poziomu niewykrywalnego w ciągu pięciu minut.
• Ubojnie: po standardowym myciu wstępnym AEW była skuteczniejsza niż powszechny środek dezynfekcyjny w strefach ubojni; oprysk skór bydlęcych BEW, a następnie AEW, obniżył ogólną liczbę bakterii o 3,5 log.
• Woda technologiczna: elektroliza wody do mycia warzyw z niewielkim dodatkiem soli zmniejszyła liczbę badanych bakterii o około cztery rzędy wielkości, z całkowitą inaktywacją przy wyższym prądzie.

Wyniki na produktach spożywczych

• Owoce i warzywa: dziesięć minut działania AEW zmniejszyło liczbę bakterii tlenowych, bakterii z grupy coli i grzybów na truskawkach do poziomu niewykrywalnego; na pomidorach E. coli O157:H7, L. monocytogenes i Salmonella Enteritidis spadły o około 7,5 log. Na warzywach liściowych AEW była równie skuteczna jak chlor.
• Ryby i owoce morza: 15 minut działania AEW obniżyło ogólną liczbę bakterii na skórze karpia o 2,8 log CFU/cm².
• Drób i mięso: oprysk tusz kurzych BEW, a następnie zanurzenie w AEW, dało redukcję 1,5–2,4 log, a AEW przedłużyła okres przydatności chłodzonego drobiu. Dekontaminację tusz AEW uznano za najbardziej opłacalny sposób ograniczania Campylobacter w łańcuchu drobiarskim.
• Jaja: oprysk elektrostatyczny jaj w skorupkach zmniejszył liczbę E. coli, S. aureus i Salmonella Typhimurium o 3–6 rzędów wielkości.
• Jako lód: zamrożona AEW jednocześnie chłodzi i kontroluje patogeny — przedłużyła okres przydatności makreli sajry i zatrzymała wzrost bakterii z grupy coli.

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