Физико-химические изменения в электрохимически активированных растворах анолитов при различных условиях хранения

Введение: Микробиологическая безопасность производства пищевых продуктов неразрывно связана с проведением санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий, в которых немаловажная роль принадлежит использованию дезинфицирующих средств. Значимыми составляющими эффективности дезинфектантов являются их стабильность и изменения физико-химических свойств в процессе хранения. Существующая литература по теме свидетельствует о недостаточной изученности смачивающих свойств электрохимически активированных растворов (ЭХАР) анолитов в совокупности с такими традиционно анализируемыми характеристиками, как содержание активного хлора, показатель активности водородных ионов и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП).

Цель: исследовать влияние условий хранения электрохимически активированных растворов нейтральных и кислотных анолитов на их физико-химические свойства, в том числе смачиваемость и стабильность.

Материалы и методы: Объектами исследований являются: кислотные и нейтральные электрохимически активированные растворы, получаемые на электролизных установках. Стабильность растворов анолитов оценивали по содержанию активного хлора, окислительно-восстановительному потенциалу (ОВП) и показателю активности водородных ионов (pH). Смачивающую способность оценивали по краевому углу смачивания (КУС) в 3-х фазной системе по методу Юнга-Лапласа.

Результаты: При хранении кислотных анолитов в течение 70 дней ОВП снижается по сравнению с исходным раствором, при этом скорость снижения зависит от условий хранения с наибольшим падением в первые дни хранения. У образцов нейтрального анолита существенного уменьшения ОВП не наблюдалось, однако для образцов, хранящихся в емкостях из различных материалов при температуре 5±1 ℃ был отмечен определенный рост ОВП, который через 15-20 дней стабилизировался. У растворов нейтрального анолита скорость падения активного хлора существенно ниже, чем у кислотных анолитов и сопоставима с результатами снижения показателя pH данных растворов, что может быть интерпретировано образованием хлорсодержащих кислот в хранившихся образцах, которые переводили растворы из нейтральной среды в кислую. КУС анолита по отношению к поверхности из нержавеющей стали после хранения сопоставим со значением КУС 0,1 н раствора соляной кислоты.

Выводы: Условия хранения ЭХАР оказывают существенное влияние на физико-химические и потребительские свойства анолитов. При различных условиях хранения как кислотных, так и нейтральных анолитов температурный фактор является важнейшим, определяющим стабильность этих растворов. Использование и хранение растворов нейтральных анолитов предпочтительнее, чем кислотных, но требует соблюдения определенных условий. ЭХАР нейтральных анолитов должны храниться в закрытых стеклянных, нержавеющих или эмалированных емкостях в прохладном темном месте, вдали от нагревательных приборов, не допуская попадания прямых солнечных лучей при температуре от 0 ^оС до плюс 8 ^оС при соблюдении принципов товарного соседства.

1. Бессарабова, М., Позднякова, М. (2021). О роли госпитального эпидемиолога в организации и проведении дезинфекционных мероприятий в медицинских организациях. Актуальные вопросы профилактической медицины и санитарно-эпидемиологического благополучия населения: факторы, технологии, управление и оценка рисков. Медиал. (с. 126-128).

2. Кузина, Ж., Маневич, Б. (2015). Санитарно-гигиенические мероприятия на предприятиях молочной промышленности. МОЛОКО. Переработка и хранение: коллективная монография (pp. 402-439). ВНИМИ.

3. Маневич, Б. (2007). Дезинфицирующие средства: о «хлорке» и хлорсодержащих препаратах. Переработка молока, 5, 22-24.

4. Маневич, Б., Кузина, Ж., Косьяненко, Т., Гаврилова, Н. (2019). Смачивание и его роль в процессах санитарной обработки автоматов розлива и фасовки. Переработка молока, 10, 68-70. http://doi.org/10.33465/2222-5455-2019-10-68-70

5. Маневич, Б., Бурыкина, Е. (2022). О контроле остаточных количеств средств санитарной обработки в контексте эффективного и безопасного применения. Молочная промышленность, 8, 26-28. http://dx.doi.org/10.31515/1019-8946-2022-08-26-28

6. Маневич, Б., & Титов, Е. (2023). Оценка смачивающих свойств пероксида водорода в контексте безопасного применения при асептическом розливе молока. FOOD METAENGINEERING, 1(2), 54-65. https://doi.org/10.37442/fme.2023.2.21

7. Маневич, Б., & Титов, Е. (2024). Электролизные растворы в санитарной обработке: прошлое и настоящее. Молочная промышленность, 1, 60–63. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2024-1-3

8. Метлева, А., Евстратенко, А. (2021). Антибиотико-резистентные микроорганизмы в сельском хозяйстве. Актуальные научно-технические средства и сельскохозяйственные проблемы. Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия. (pp. 306-310).

9. Панкратова Г., Бидёвкина М., Шайхутдинова З. (2023). Безопасность использования в практике дезинфицирующих средств на основе гипохлорита натрия. Дезинфекционное дело, 1(123), 23–30. https://doi.org/10.35411/2076-457X-2023-1-23-30

10. Петрова, О., Барашкин, М., Мильштейн, И., Кудряшова, Е., & Колобкова, Н. (2020). Микробиологическое тестирование дезинфицирующего средства «нейтральный анолит». Вестник биотехнологии, (1), 20-27.

11. Семенихина, В. Ф. (2020). Пробиотические культуры и их свойства. Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством, 1(1), 481–484. https://doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-481-484

12. Шестопалов, Н., Пантелеева, Л., Соколова, Н., Абрамова, И., Лукичев, C. (2015). Федеральные клинические рекомендации по выбору химических средств дезинфекции и стерилизации для использования в медицинских организациях. Ремедиум Приволжье.

13. Aniyyah, M., Idhamnulhadi, Z., Shah, A., Shakirah, H., Suhaila, A., Norazlina, H., Najwa, M. (2022). Electrolysis study effect on electrolyzed water as disinfectant and sanitizer. Journal of Physics: Conference Series, 2266(1), 12004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2266/1/012004

14. Clayton, G. E., Thorn, R. M., & Reynolds, D. M. (2021). The efficacy of chlorine-based disinfectants against planktonic and biofilm bacteria for decentralised point-of-use drinking water. npj Clean Water, 4(1), 48. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00139-w

15. Cui, X., Shang, Y., Shi, Z., Xin, H., & Cao, W. (2009). Physicochemical properties and bactericidal efficiency of neutral and acidic electrolyzed water under different storage conditions. Journal of Food Engineering, 91(4), 582-586. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.10.006

16. Fabrizio, K., & Cutter T. (2003). Stability of electrolyzed oxidizing water and its efficacy against cell suspensions of Salmonella typhimurium and Listeria monocytogenes. Journal Food Protection, 66, 1379-1384. https://doi.org/10.4315/0362-028X-66.8.1379

17. Garcia-Rodriguez, O., Mousset, E., Olvera-Vargas, H., & Lefebvre, O. (2022). Electrochemical treatment of highly concentrated wastewater: A review of experimental and modeling approaches from lab-to full-scale. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 52(2), 240-309. https://doi.org/10.1039/D2RA02733J

18. He, Y., Zhao, X., Chen, L., Zhao, L., & Yang, H. (2021). Effect of electrolysed water generated by sodium chloride combined with sodium bicarbonate solution against Listeria innocua in broth and on shrimp. Food Control, 127, 108134. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102228

19. Kunigk, L.; Schramm, L.; Kunigk, C. (2008). Hypochlorous acid loss from neutral electrolyzed water and sodium hypochlorite solutions upon storage. Brazilian Journal Food Technology, 11, 153-158.

20. Len, S., Hung, Y. Chung, D., Anderson, J., Erickson, M., & Morita, K. (2002). Effects of storage conditions and ph on chlorine loss in electrolyzed oxidizing (EO) water. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 209-212. https://doi.org/10.1021/jf010822v

21. Mohammadi, S., Ebadi, T. (2021). Production of a water disinfectant by membrane electrolysis of brine solution and evaluation of its quality change during the storage time. Arabian Journal of Chemistry, 14(2), 102925. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.102925

22. Nisola, G., Yang, X., Cho, E., Han, M., Lee, C., Chung, W. (2011). Disinfection performances of stored acidic and neutral electrolyzed waters generated from brine solution. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 46, 263–270. https://doi.org/10.1080/10934529.2011.535428

23. Park, G., Boston, D., Kase, J., Sampson, M., Sobsey, M. (2007). Evaluation of liquid- and fog-based application of sterilox hypochlorous acid solution for surface inactivation of human norovirus. Applied and Environmental Microbiology, 73, 4463–4468. https://doi.org/10.1128/AEM.02839-06

24. Pivovarov, О., Kovalova, О., Koshulko, V. (2022). Disinfection of marketable eggs by plasma-chemically activated aqueous solutions. Food Science & Technology, 16(1), 101. https://doi.org/10.15673/fst.v16i1.2289

25. Scialdone, O., Proietto, F., Galia, A. (2021). Electrochemical production and use of chlorinated oxidants for the treatment of wastewater contaminated by organic pollutants and disinfection. Current Opinion in Electrochemistry, 27, 100682. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2020.100682

26. Shi, H., Li, C., Lu, H., Zhu, J., Tian, S. (2023). Synergistic effect of electrolyzed water generated by sodium chloride combined with dimethyl dicarbonate for inactivation of Listeria monocytogenes on lettuce. Journal of the Science of Food and Agriculture, 103(15), 7905–7913. https://doi.org/10.1002/jsfa.12884

27. Thorn, R., Lee, S., Robinson, G, Greenman, J., Reynolds, D. (2012). Electrochemically activated solutions: Evidence for antimicrobial efficacy and applications in healthcare environments. European Journal of Clinical Microbiology Infectious Diseases, 31, 641-653. https://doi.org/10.1007/s10096-011-1369-9

28. Yan, P., Daliri, E., Oh, D. (2021). New clinical applications of electrolyzed water: A review. Microorganisms, 9(1),136. https://doi.org/10.3390/microorganisms9010136