冷触媒抗菌除味技术在冰箱保鲜中的研究应用

钱梅双 辛海亚 梁起

QIAN Meishuang XIN Haiya LIANG Qi

合肥晶弘电器有限公司 安徽合肥 230601

Hefei Kinghome Electricical Co., Ltd. Hefei 230601

1 引言

目前冰箱中应用的除味技术主要有以下四种类型[1]。（1）掩盖式除味：此类除味技术主要成分为芳香剂，通常以芳香剂单独存在或加载于载体上的方式加工而成。在使用过程中，芳香剂挥发，对臭味进行掩盖，芳香味挥发速度快，当其耗尽时，不再起到掩盖气味的作用，因此使用寿命有限，而且不能从根本上解决异味问题。（2）物理消臭式除味：在冰箱中主要通过固体吸附材料如活性炭将臭味气体吸附，达到去除有害气体的效果。主要有粘土矿物类除味剂、沸石类除味剂及其他多空类除味剂。（3）生物式抗菌除味：主要通过抗菌活性成分如茶多酚、酮类等杀灭细菌以达到除臭的效果。（4）化学式抗菌除味：光触媒抗菌除味和臭氧氧化抗菌除味技术。光触媒抗菌除味在紫外线的作用下，能量被激发，可分解异味气体，缺点是需要紫外线的作用才能够发挥良好的抗菌除味性能[2]。臭氧氧化抗菌除味是通过臭味分子氧化，从而达到除臭的目的, 但过量的臭氧对人体有害。因此不适用于家用冰箱[3]。

鉴于传统的除味技术存在寿命短、存在安全隐患等问题，我们研发了冷触媒抗菌除味技术，冷触媒抗菌除味技术可在常温下分解异味气体，同时本身具有抗菌性能。冷触媒抗菌除味技术具有以下优点：①模块风阻较小，不会影响在冰箱中的整机性能。②使用温区较广，可在-30℃～120℃温度范围内能正常工作，无需任何附加条件。③不需要再生，使用寿命较长。④安全无毒。⑤耐霉变、耐热耐寒、耐腐蚀。⑥采用氧化分解的方式分解有害物质，发生饱和吸附现象和二次污染[4]。

本文旨在研究冷触媒抗菌除味技术的抗菌及除异味效果，为后期进一步开发冰箱冷触媒保鲜技术提供理论依据。

2 试验方法

2.1 抗菌试验方法

2.1.1 试验菌株

试验所用菌株为金黄色葡萄球菌（菌种编号：ATCC6538）和大肠杆菌（菌种编号：8099）。

2.1.2 试验方法

依据GB 21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 抗菌材料的特殊要求》的“附录B 抗细菌性能试验方法（吸收法）及效果评价”。

2.1.3 试验冰箱

晶弘冰箱BCD-580WIPDCL。

2.1.4 抗菌样品

冷触媒抗菌除味块。

2.2 除异味试验方法

2.2.1 试验样品

在待测箱体冷藏室门体上打两个采集孔，用于发生和采集待测气体。开孔方式如下：横向三等分处分别打两个直径1.6cm的采样孔。

2.2.2 试验环境

待测冰箱内胆环境温度-25℃～5℃，箱体内相对湿度≥60%。

2.2.3 实验步骤

待测冰箱的门应封闭严密。在正常运转的抗菌电冰箱密封箱体中，送入初始浓度为2mg/m3～12mg/m3的甲硫醇C1，2h后检验甲硫醇的残留浓度C2。

2.2.4 采样和浓度计算

气体分解率按下式计算：

A=（C1-C2）/C1×100%

式中：A—甲硫醇分解率；

C1—试验开始时甲硫醇气体浓度，单位为mg/m3；

C2—试验结束时甲硫醇气体浓度，单位为mg/m3。

2.3 检测设备

超净工作台，生化培养箱，灭菌锅、气相色谱仪。

3 试验结论

3.1 冷触媒抗菌机理

冷触媒中的金属离子与细菌蛋白酶中的巯基发生反应，蛋白酶丧失巯基后失迅速失去活性，细菌无法进行分裂繁殖而被杀灭。当细菌被杀灭后，金属离子可从菌体中游离出来，重复起到杀菌作用，因此抗菌效果可持久有效。

3.2 食源性致病菌的种类

可引起肉类腐败的细菌常见为腐败芽孢杆菌。引起新鲜水果和蔬菜变质的微生物主要是酵母菌和霉菌和少数细菌。冰箱的低温状态只能抑制微生物的生长繁殖，并不能杀灭微生物。冰箱冷藏室内常见的细菌的主要种类有金黄色葡萄球菌、大肠杆菌绿脓杆菌、沙门氏菌、黄曲霉菌等[5]。

3.3 抗菌试验结果

由表1可以看出，冷触媒抗菌除味块对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的除菌率＞99.99%，显示出较好的抗菌性能。

3.4 冷触媒除异味实验结果

由表2可知，将冷触媒抗菌除味块安装在BCD-580WIPDCL安装在冰箱冷藏室，在冰箱冷藏室注入初始浓度为2～12mg/m3甲硫醇和三甲胺气体，2小时后分解率分别为92%和90.48%，满足国标要求。

表1 冷触媒抗菌除味块抗菌率

表2 冰箱整机异味分解率

3.5 冰箱内异味成分以及来源

冰箱内的异味主要来源于食品中蛋白质腐败而产生的胺类、氨类及低级脂肪酸被氧化产生的不愉快的气味。冰箱内的异味成分主要来源于以下两种：

第一类是由于脂肪氧化产生的异味成分主要有醛类、酮类、低分子脂肪酸、醇类、酯类。第二类是由蛋白质产生的异味成分主要有甲硫醇、三甲胺、氨、硫化氢吲哚。腐败过程中生成的胺类通过细菌的胺氧化酶被分解，分解生成NH3、CO2和H2O。鱼类、肉类中的三甲胺氧化物可被细菌的三甲胺氧化还原酶还原生成三甲胺。

4 结论

本文对冷触媒抗菌除味的原理、冰箱内常见异味的来源以及冷触媒抗菌除味技术在冰箱除异味、抗菌方面的效果进行了研究。结果表明，通过在冰箱内部安装冷触媒抗菌除味块能够有效的去除冰箱内存在的异味以及食源性致病菌，在冰箱抗菌除味领域具有广阔的应用前景。后期对于冰箱内冷触媒抗菌除味块的装配方式以及冷触媒抗菌除味块的最佳有效作用时间还有待进一步研究。