食品安全是關係著人民民眾身體健康和生命安全、經濟健康發展、國家安定和社會發展與穩定的重大問題。我國食品安全工作仍面臨不少困難和挑戰,形勢依然複雜嚴峻。微生物和重金屬污染、農藥獸藥殘留超標、添加劑使用不規範、制假售假等問題時有發生。人民日益增長的美好生活需要對加強食品安全工作提出了新的更高要求,必須深化改革創新,進一步加強食品安全工作,確保人民民眾“舌尖上的安全”。在入口前對生鮮食品進行清洗淨化是確保人民民眾“舌尖上的安全”的有效措施之一。現有的食品淨化技術,如超音波淨化技術、臭氧淨化技術、次氯酸水淨化技術等都存在淨化效果不佳,淨化介質刺激性大或反應物有殘留等缺點,在此背景下,高燃氧離子食材淨化技術研發成功。
高燃氧離子食材淨化技術(High-activated Oxygen Purification Technology,簡稱HAOPT),該技術可將農藥殘留和激素、抗生素直接礦化分解,同時殺滅各類食源性致病菌,淨化效率高、淨化過程無殘留,是當前一種新型、高效、安全的淨化技術。
基本介紹
- 中文名:高燃氧離子淨化技術
- 外文名:High-activated oxygen purification technology
- 場景:食品淨化
- 作用: 降解有機污染物、殺滅食源性致病菌
- 簡稱:HAOPT
高燃氧離子的生成,作用原理分析,殺菌原理與殺菌性能,降解農殘原理與效果,發展歷程,
高燃氧離子的生成
高燃氧離子具有高度活性, 主要通過電子轉移、親電加成、脫氫反應等途徑無選擇地直接與各種有機化合物作用而將其降解為 CO2 , H2O和其他無害物質。
以有機磷農藥為例,其降解過程如下:有機磷農藥的P=S鍵受到高燃氧離子攻擊, 形成含有O-P-S環的中間產物。中間產物進一步被分解失去S得到含有P=O 化合物, 而含S化合物被 HOCl 氧化形成。含有P=O 化合物進一步被高燃氧離子作用, 最終被降解為〖PO〗_4^(3-) 、CO2 、〖NO〗_3^(2-)、〖SO〗_4^(2-)等物質。由於降解過程產生的含 P=O 化合物具有強電負性, 因此比對硫磷等有機磷農藥具有更高毒性,但含 P=O 化合物會被高燃氧離子進一步分解,其毒性遠小於原有有機磷農藥。
高燃氧離子淨化技術(Active Oxygen Combustion Radical Technology)是以先進材料體系及先進的納米塗層工藝為核心技術點,在特殊的電源供應系統的驅動下,在自來水中激發並產生大量的高燃氧離子基團(主要包含羥基自由基、氫氧根離子、氫離子、微量的次氯酸、微量過氧化氫等),其中羥基自由基能誘發並參與一系列的自由基鏈式反應,攻擊和氧化農藥、激素、抗生素等有機大分子,使其降解為小分子,直至礦化為水、二氧化碳和無機鹽。同時,基團還能破壞微生物具有通透性功能的膜,導致微生物的裂解死亡,實現殺菌消毒的作用,而發生器運作時產生的微弱電場還能吸附水中的重金屬離子。
作用原理分析
高燃氧離子基團為無色的透明基團和分子,在載入有電場的特殊催化極板間的水溶液中產生。高燃氧離子基團在微觀尺度下的產生過程十分迅速,過程中的10-17s至10-16s之間發生電離反應、10-15s發生激發反應,10-14s離子-分子反應和激發分解,10-7s發生水合電子解離與自由基的擴散和均勻分布,直至1S發生高燃氧離子基團與有機物的化學反應直至反應結束,1s到10s發生生物化學反應。
化學反應的方式包括:
1. 氫抽提:高燃氧離子基團與被抽提的α氫原子結合為水分子
2. 氧化分解反應:高燃氧離子基團攻擊分子鏈,使其氧化分解
3. 加成反應:高燃氧離子基團使有機物分子中的重鍵打開,原重鍵兩端原子各自接上一個新的基團
4. 電子轉移反應:高燃氧離子吸收反應物的電子將其氧化,自身變為穩態的氫氧根(OH-)
殺菌原理與殺菌性能
高燃氧離子的氧化作用會使細胞質膜通透性改變而導致細胞代謝的紊亂,最終造成菌體的死亡。同時,高燃氧離子還可以通過其氧化反應斷裂DNA鏈中的鹼基之間的磷酸二酯鍵,從而使細胞的DNA複製以及以遺傳物質為基礎的一系列代謝及調節機制破環,從而達到徹底殺菌的目的。
降解農殘原理與效果
高燃氧離子淨化技術(Active Oxygen Combustion Radical Technology)與普通化學氧化相比,反應中產生的中間產物會繼續和自由基發生反應,直至完全礦化,反應徹底。在降解鹵素類大分子化合物時,也能徹底降解,不會殘留有毒有害的含鹵素中間產物,綠色安全。此外,高燃氧離子基團還能降解細胞毒素等細胞代謝產物,這是大多數氧化降解以及殺菌消毒方法難以達到的。
發展歷程
2016年,高燃氧離子淨化技術由千北科技聯合浙江大學相關研究團隊開始研發。2018年9月,高燃氧離子淨化技術正式開發成功。。