氧化電位水在乳制品工業(yè)原位清洗中的應(yīng)用

張曉君，曹宏芳，漆曉明，王剛，王彩云，云戰(zhàn)友

（內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，呼和浩特010110)

0　引 言

乳制品工業(yè)原地清洗(clean in p lace，CIP)過程中用到酸性清洗劑（主要成分為硝酸）和堿性清洗劑（主要成分為氫氧化鈉），在清洗時(shí)溶液中主要成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般都在1.0～2.5%左右[1-3]。氧化電位水（Electrolyzed oxidizing w ater，EOW）是質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%氯化鈉溶液經(jīng)電解后產(chǎn)生的，分為酸性氧化電位水和堿性氧化電位水[5]。研究表明酸性氧化電位水具有良好的消毒效果[6-10]。堿性氧化電位水的主要成分為氫氧化鈉，可用于清洗[11-12]。Yoshinori等[13]采用pH 11.3的堿性氧化電位水清洗粘有污垢的不銹鋼試片，發(fā)現(xiàn)其具有很好的清洗效果。S.P.Walker等[14]采用氧化電位水對(duì)擠奶設(shè)備CIP，表明具有一定清洗消毒效果。

本實(shí)驗(yàn)采用氧化電位水對(duì)乳品中試車間配料系統(tǒng)進(jìn)行CIP，通過檢測(cè)清洗后殘留在設(shè)備表面的微生物確定清洗消毒效果[15]。

1　.實(shí)驗(yàn)

1.1　材料與試劑

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（北京陸橋）、生理鹽水（0.9%氯化鈉）、錐形瓶、棉簽、一次性培養(yǎng)皿。

1.2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1.2.1LHD 6-A氧化電位水生成機(jī)

制水能力：60 L/h；電位水指標(biāo)：酸性氧化電位水pH 2.3～2.7、氧化還原電位+1 100 m V、有效氯50 mg/L，堿性氧化電位水pH 11.2～11.5、氧化還原電位-870 m V。

1.2.2配料系統(tǒng)

配料罐100 L，帶有高剪切攪拌；板式換熱器可升溫至60～85℃，溫度連續(xù)可調(diào)，誤差±1℃。

2　方 法

2.1　無菌采樣瓶制備

取25 mL生理鹽水加入錐形瓶中，放入棉簽，封口后，121℃滅菌15min，備用。

2.2　清洗消毒方法

連續(xù)進(jìn)行10次生產(chǎn)，生產(chǎn)結(jié)束后進(jìn)行CIP，其中采用氧化電位水連續(xù)CIP 5次、采用傳統(tǒng)復(fù)合酸、堿清洗劑連續(xù)CIP 5次，兩種方法清洗流程如表1所示。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，將堿性氧化電位水清洗溫度設(shè)為60℃[16]，由于酸性氧化電位水受熱易分解[17]，將酸性氧化電位水清洗溫度定為常溫（實(shí)際測(cè)定溫度為20～30℃。）傳統(tǒng)復(fù)合酸、堿清洗劑CIP溫度按照車間現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

表1　兩種CIP方法清洗程序

2.3　微生物采集

在采用兩種方法進(jìn)行CIP后，用棉簽涂抹采集配料罐內(nèi)壁、配料罐進(jìn)料口、配料罐出料口、板式換熱器出料口、板式換熱器進(jìn)料口處微生物，采樣面積大約為25 cm2。

2.4　微生物檢測(cè)

菌落總數(shù)檢測(cè)按GB4789.2-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行。

3　結(jié)果與分析

3.1　清洗成本分析

采用氫氧化鈉、硝酸，復(fù)合堿、酸，氧化電位水對(duì)配料系統(tǒng)進(jìn)行CIP的成本核算如表2所示。由表2可以看出：采用氧化電位水的CIP成本低于復(fù)合酸堿，略高于氫氧化鈉、硝酸CIP成本。

表2　氧化電位水與傳統(tǒng)清洗劑CIP成本分析

3.2　清洗消毒效果

3.2.1化料罐內(nèi)壁清洗消毒效果

由表3和圖1可以看出，兩種CIP方法的清洗消毒效果均較好，微生物殘留較少，能夠滿足生產(chǎn)衛(wèi)生要求。對(duì)兩種CIP方法清洗后，化料罐內(nèi)壁微生物殘留平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如下：兩處理方差齊性檢驗(yàn)F=2.4321，p=0.4104＞0.05，兩處方差齊性，均值差異檢驗(yàn)t=0.29，df=8，p=0.786＞0.05，均值差異不顯著，即兩種CIP方法清洗后，化料罐內(nèi)壁微生物殘留平均數(shù)不存在顯著差異。

圖1　化料罐內(nèi)壁清洗消毒效果

表3　化料罐內(nèi)壁微生物殘留平均數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.2化料罐進(jìn)料口清洗消毒效果

由表4和圖2可以看出：兩種CIP方法的清洗消毒效果都比較好，微生物殘留量均＜20 cm-2，能夠滿足生產(chǎn)衛(wèi)生要求。對(duì)兩種CIP方法清洗后，化料罐進(jìn)料口微生物殘留平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如下：兩處理方差齊性檢驗(yàn)F=12.933，p=0.0294＜0.05，兩處理方差不等，均值差異檢驗(yàn) t=1.28，df=4.615，p=0.270＞0.05，均值差異不顯著，即采用兩種CIP方法清洗后，化料罐進(jìn)料口微生物殘留平均數(shù)不存在顯著差異。

圖2　化料罐進(jìn)料口清洗消毒效果

表4　化料罐進(jìn)料口微生物殘留平均數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.3化料罐出料口清洗消毒效果分析

由表5和圖3可以看出：除氧化電位水CIP出現(xiàn)1次微生物殘留48 cm-2，兩種CIP方法微生物殘留基本一樣，均＜10 cm-2，清洗消毒效果較好。對(duì)兩種CIP方法清洗后，化料罐出料口微生物殘留平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如下：兩處理方差齊性檢驗(yàn)F=72.129，p=0.0011＜0.05，兩處理方差不等，均值差異檢驗(yàn)t=0.74，df=4.111，p=0.50＞0.05，均值差異不顯著，即采用兩種CIP方法清洗后，化料罐出料口微生物殘留平均數(shù)不存在顯著差異。

圖3　化料罐出料口清洗消毒效果

表5　化料罐出料口微生物殘留平均數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.4板式換熱器出料口清洗消毒效果

由表6和圖4可以看出：除傳統(tǒng)清洗劑CIP出現(xiàn)一次微生物殘留41 cm-2外，兩種CIP方法微生物殘留基本一樣，均＜10 cm-2，能夠滿足生產(chǎn)衛(wèi)生要求。對(duì)兩種CIP方法清洗后，板式換熱器出料口微生物殘留平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如下：兩處理方差齊性檢驗(yàn)F=32.735，p=0.0052＜0.05，兩處理方差不等，均值差異檢驗(yàn)t=0.98，df=4.244，p=0.382＞0.05，均值差異不顯著，即采用兩種CIP方法清洗后，板式換熱器出料口微生物殘留平均數(shù)不存在顯著差異。

圖4　板式換熱器出料口清洗消毒效果

表6　板式換熱器出料口微生物殘留平均數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.5板式換熱器進(jìn)料口清洗消毒效果分析

由表7和圖5可以看出：除傳統(tǒng)清洗劑CIP出現(xiàn)兩次微生物殘留＞20 cm-2，兩種CIP方法微生物殘留基本一樣，均＜10 cm-2，能夠滿足生產(chǎn)衛(wèi)生要求。對(duì)兩種CIP方法清洗后，板式換熱器進(jìn)料料口微生物殘留平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如下：兩處理方差齊性檢驗(yàn)F=329.10，p=0.0001＜0.05，兩處理方差不等，均值差異檢驗(yàn)t=1.13，df=4.024，p=0.321＞0.05，均值差異不顯著，即采用兩種CIP方法清洗后，板式換熱器進(jìn)料口微生物殘留平均數(shù)不存在顯著差異。

圖5　板式換熱器進(jìn)料口清洗消毒效果

表7　板式換熱器進(jìn)料口微生物殘留平均數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果

4　結(jié) 論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出采用氧化電位水對(duì)乳制品生產(chǎn)中使用的配料系統(tǒng)進(jìn)行CIP，可以達(dá)到與傳統(tǒng)清洗劑一樣的清洗消毒效果。氧化電位水安全、環(huán)保[19]，且使用成本與傳統(tǒng)清洗劑（復(fù)合酸堿或氫氧化鈉和硝酸）相比無太大差別，在使用時(shí)只需要在車間安裝一套氧化電位水生產(chǎn)機(jī)，并對(duì)現(xiàn)有CIP系統(tǒng)略加改造即可；生產(chǎn)氧化電位水的原料為氯化鈉和經(jīng)軟化的自來水[20]，制備氧化電位水和CIP過程中不會(huì)對(duì)人員造成傷害。綜上上述，氧化電位水可以作為一種新型清洗技術(shù)應(yīng)用于乳制品行業(yè)，但使用過程中需要根據(jù)不同生產(chǎn)工藝段污垢的特點(diǎn)確定各個(gè)工藝段CIP參數(shù)，確保CIP效果。

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