[发明专利]一种活性氧/活性氮增强型氧化电解水及其制备方法和应用

说明书

本发明属于新型环保、杀菌剂制备领域，具体涉及一种活性氧/活性氮增强型氧化电解水及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤：在离子膜电解槽中，采用均相离子交换膜将电解槽分成阳极区和阴极区两部分；在阳极区和阴极区添加等体积氯化钠水溶液作为电解质，恒流电解，阳极区得到氧化电解水；将所制备的氧化电解水加入到活化室中，以氮气和氧气为载气，通过辉光放电的方式产生低温等离子体并喷射进入氧化电解水中，与氧化电解水发生相关化学反应，从而制备得到富含活性氯、活性氧和活性氮的活性氧/活性氮增强型氧化电解水高效杀菌剂。活性氧/活性氮增强型氧化电解水具有杀菌效率高，杀菌广谱，适用范围广，使用便利，且绿色环保的新型杀菌剂。

技术领域

本发明属于新型环保、杀菌剂制备领域，更具体地，涉及一种活性氧/活性氮增强型氧化电解水及其制备方法和应用。

背景技术

食源性疾患在世界各地广泛存在，其发病率居各类疾病总发病率的前列，是当前世界上最突出的卫生问题，直接关系到人的生命安全和健康。据统计，超过80％的细菌感染与食品加工设备中细菌生物被膜有关。细菌生物被膜是具有多细胞复杂微生物群落，其具有三维自组装的胞外聚合物质结构(胞外多糖、蛋白质和胞外DNA等)。与浮游细胞相比，生物被膜细胞对杀菌剂抵抗力更强，因此它们极难被消除。所以，研究适应性广、高效、广谱、安全无残留且适用性强的新型食品杀菌技术具有重要的战略意义。

氧化电解水杀菌剂是一种近年来广泛被研究的电化学杀菌技术。氧化电解水杀菌效率优于常见的食品杀菌剂(次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等)，其对人体无害，环境残留少，是一种安全的消毒剂。但是，目前氧化电解水对食品加工设备中细菌生物被膜的杀灭效果远低于对细菌浮游细胞的杀灭效果。这是因为细菌生物被膜一种复杂的微生物群落，微生物分泌的细胞外聚合物可以保护内部细胞，使氧化电解水中活性氯杀菌因子不容易渗透到细胞内部并完成杀菌。

综上，在食品加工设备中持续存在的食源性病原体主要以生物被膜的形式生长。生物被膜细胞对杀菌剂抵抗力强，目前还缺少既高效，又环保的新型杀菌剂。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，通过增加氧化电解水的活性氧和活性氮含量，从而得到既具有一定活性氯含量，又具有一定活性氧/活性氮含量的增强型氧化电解水。该活性氧/活性氮增强型氧化电解水对致病微生物被膜具有高效杀菌作用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种活性氧/活性氮增强型氧化电解水的制备方法，该制备方法包括：

S1：氧化电解水的制备：在离子膜电解槽中，采用均相离子交换膜将电解槽分成阴极区和阳极区两部分；在阴极区和阳极区分别添加氯化钠水溶液作为电解质，恒流电解，在阳极区得到酸性氧化电解水，在阴极区得到碱性还原电解水；

S2：活性氧/活性氮增强型氧化电解水的制备：将步骤S1所制备的氧化电解水置于活化室中，并将等离子体发生器喷射头置于氧化电解水溶液的上方或下方；以包含氮气和氧气的载气为激发气源，并通过辉光放电的方式产生低温等离子体；并喷射进入氧化电解水中，与氧化电解水发生化学反应，得到富含活性氯、活性氧和活性氮的所述活性氧/活性氮增强型氧化电解水。

根据本发明，获得的活性氧/活性氮增强型氧化电解水具有酸性，可影响细胞正常生理代谢，使其失活。同时活性氧/活性氮增强型氧化电解水还具有比较高的氧化性，可以对细胞进行氧化破坏。活性氧/活性氮增强型氧化电解水中具有活性氯、活性氧和活性氮，其中活性氧/活性氮有利于氧化破坏细菌生物被膜的细胞外聚合物，可以通过与碳氢键发生反应使细菌的细胞壁变得薄弱，可以破坏肽聚糖的分子内键导致细胞壁破裂，引起微生物细胞膜的氧化应激，改变细菌的表面结构和化学状态，从而使活性氯能顺利渗透到细胞内部，导致DNA分解、蛋白质破坏及其他内部成分的损伤。

作为优选方案，步骤S1中，阳极采用钛基铱氧化物复合电极，阴极采用钛板电极。

通过控制阴极极板与阳极极板的间距，更好地调整电流大小。作为优选方案，阴极极板与阳极极板的间距为0.5～5cm，优选为1～3cm。