專利名稱：用電解水清潔和消毒牛肉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清潔和消毒，尤其涉及一種利用電解后具氧化性的水來減少牛肉上的致病微生物從而清潔并消毒牛肉的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，供人食用的牛、豬、羊等牲畜在屠宰后，先去毛皮，然后取出內(nèi)臟，再進(jìn)行冷凍處理，運(yùn)輸至銷售場所。在整個(gè)牲畜屠宰處理的早期(如在牲畜去皮站)沒有任何清潔消毒處理，因此毛皮所排泄出的廢棄物或渣滓以及可能存在地致病細(xì)菌就一直留在牛肉上，構(gòu)成對(duì)食用者健康的危害；由于所粘染的致病菌可被帶入到后面的加工程序中，所以亦會(huì)對(duì)未染菌的安全牛肉制品造成污染。
在目前實(shí)際操作中，可行的清潔消毒處理通常是在處理程序過程的后期才介入，這樣往往效果較差(原因是原本附著在組織表面的致病菌在尸體組織冷卻變硬時(shí)會(huì)被囊包在脂肪表面紋理的小裂口內(nèi)，此時(shí)任何消毒或干預(yù)(intervention)步驟都無法接觸到這些致病菌)；而所采用的方法也多因成本高或有毒性等原因，無法足量實(shí)施以達(dá)清潔和消毒的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在牲畜屠宰過程的早期就介入的成本低、安全可靠的清潔和消毒牛肉的方法，以得到更有效的減少致病菌的效果。
本發(fā)明是用電解水(electrolyzed water)來減少牛肉上的致病微生物從而清潔并消毒牛肉，這里將電解水分為A、B和C三種類型。所謂的電解水是通過一個(gè)電解過程產(chǎn)生的。當(dāng)在烹調(diào)用自來水中混合電解質(zhì)(也就是鹽)后，在其中插入鍍有鉑的電子探針或金屬板時(shí)，一旦探針或金屬板通電后，就會(huì)立即發(fā)生電解作用。這些鍍膜的探針或金屬板被特氟隆(Teflon)薄膜分隔，該薄膜可幫助隔離并分開某些化學(xué)離子。在此化學(xué)反應(yīng)過程中，帶負(fù)電荷的離子自然地向正電極(即陽極)移動(dòng)，而帶正電荷的離子則自然地向負(fù)電極(即陰極)移動(dòng)。帶正電荷的離子包括次氯酸(HOCl)。當(dāng)帶正電荷的離子移向陰極時(shí)，陰極附近的溶液也就是被稱作A型電解水就變成了pH值從中性自來水的7降低為1.8～2.4的酸性電解水(本發(fā)明以下稱A型水)。
另一個(gè)發(fā)生在陰極附近的化學(xué)變化是水的氧化/還原勢(shì)能(oxidative/reduction potential，簡稱ORP)顯著地增加了。正常的自來水是天然導(dǎo)電的，其ORP測(cè)值約700mV。陰極附近的酸性A型水具有增加至1160+mV的ORP測(cè)值或稱導(dǎo)電性。流體的導(dǎo)電性對(duì)應(yīng)著其對(duì)有機(jī)物細(xì)胞壁之雙鍵的氧化或斷裂能力。A型電解水產(chǎn)生于一種持續(xù)流動(dòng)基質(zhì)中，它是一種清沏、無害的溶液，pH值在1.8-2.4，ORP值為1,160-1,170+mV，并含有10-150ppm或高達(dá)200ppm的HOCl。作為抗微生物制劑，HOCl是一種比自由氯更有效的強(qiáng)氧化劑。這種高HOCl含量可提供更為有利消毒的條件，并且還對(duì)人無毒害。
C型電解水是一種半衰期更長的穩(wěn)定的A型水。C型水的ORP值為850+mV，pH值為5。C型電解水中也含有10-150ppm或高達(dá)200ppm的HOCl。
當(dāng)A型電解水與有機(jī)試劑接觸后，其pH值增至7，ORP值降到700mV，HOCl分散或變成氣體逸釋，該液體又成為一種含有微量自由氯(Cl)的水。
安全性和毒性試驗(yàn)顯示含有10-70ppm的HOCl，pH為2.2，ORP測(cè)值為1135+至1160+mV的A型水是沒有毒性或溶解性(lysis)的。
在電解過程中，一種堿性水流，即本發(fā)明中所稱的B型水，同時(shí)產(chǎn)生于正極，即陽極周圍。堿性的B型水的pH值是從11.0至11.5。B型水的氧化/還原勢(shì)能(ORP)測(cè)值是900-mV。在電解過程中氫氧化鈉離子向陰極移動(dòng)。從分子學(xué)上來說這種離子具有皂化能力，或者說它能在某物上形成一層顯微鏡下可見的‘皂’膜。B型電解水是在一種持續(xù)流動(dòng)基質(zhì)中產(chǎn)生的清沏、無害的溶液，其pH值為11.5，ORP測(cè)值為900-mV，并含有氫氧化鈉。B型水在乳化油(oils)和油脂(lipids)方面很有效，并且用后無殘留物。
安全性和毒性試驗(yàn)顯示pH值為11.0～11.5，ORP測(cè)值為900～950-mV的B型水是沒有毒性或溶解性的。
由于電解水的安全性和毒性試驗(yàn)結(jié)果是令人滿意的，故被用來清潔和消毒牛肉。本發(fā)明的方法是應(yīng)用產(chǎn)生于陽極周圍的堿性電解水(B型電解水)和產(chǎn)生于陰極周圍的酸性電解水(A型電解水)，在牲畜去皮站依次對(duì)剛剛?cè)テさ呐Ｈ膺M(jìn)行噴淋沖洗。
本發(fā)明方法中所說的酸性電解水的各個(gè)參數(shù)值限定于pH值為1.8～6、OPR測(cè)值為1100～1200+mV，HOCl濃度為10～200ppm；所說的堿性電解水的各個(gè)參數(shù)值限定于pH值為10～12、ORP測(cè)值為800～950-mV、含有氫氧化鈉離子。符合上述范圍的堿性電解水和酸性電解水可使用美國Electric AquagenicsUnlimited(愛麗凈公司，美國猶他州)公司生產(chǎn)的電解水發(fā)生器(型號(hào)有P150、P1000和P5000)在現(xiàn)場制造使用，按機(jī)器配置的操作手冊(cè)，配好鹽溶液，將pH值、OPR測(cè)值以及HOCl濃度等參數(shù)范圍設(shè)定好后，就可以由機(jī)器根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)制造出所需流體，機(jī)器上的LCD可顯示各參數(shù)數(shù)值的變化供進(jìn)行監(jiān)測(cè)。各參數(shù)越偏離所限定范圍，清潔和消毒效果越差。
本發(fā)明將電解水施用于欲消毒牛肉的方式有兩種，一種是噴淋方式，另一種是浸漬方式。噴淋是以流量為每分鐘1～50加侖，將電解水從各個(gè)角度噴淋到牛肉上。浸漬方式則是將牛肉浸漬在電解水中，浸漬時(shí)間一般為20秒至10分鐘。
本發(fā)明方法的一種較佳的實(shí)施方式是分四個(gè)步驟進(jìn)行噴淋沖洗各操作步驟如下
步驟a是在牲畜去皮工作站(de-hiding station)，應(yīng)用溫度等于或高于牲畜尸體溫度(高于冷凍溫度并低于烹飪溫度，即1℃～60℃)的堿性B型水來對(duì)剛剛?cè)テさ纳髲母鱾€(gè)角度進(jìn)行流體噴淋沖洗，最好使用pH值為11.0～11.5、ORP測(cè)值為900～950-mV、含有氫氧化鈉離子的熱堿性B型電解水，用熱的堿性B型水所做的噴淋沖洗皂化了剛剛?cè)テさ呐Ｈ獗砻妫沟糜蓜?dòng)物獸皮所排泄的渣滓不能附著在牛肉表面。脂肪組織未發(fā)生褪色或變壞現(xiàn)象，這也被試驗(yàn)室試驗(yàn)的當(dāng)測(cè)試組織與B型水接觸后其密度和質(zhì)感沒有任何可觀察到的變化的結(jié)果所佐證。
步驟b在牲畜去皮工作站，經(jīng)過了上述皂化后，牛肉被連續(xù)不斷地放入兩個(gè)獨(dú)立的噴淋倉內(nèi)以便進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)_洗。每個(gè)噴淋倉內(nèi)都設(shè)有帶管路的尖端傾斜的噴淋管尖(spray tip)。熱的B型電解水(最好是pH值為11.0～11.5、ORP測(cè)值為900～950-mV、含有氫氧化鈉離子的堿性B型電解水)通過該尖端傾斜的噴淋管尖從各個(gè)角度噴淋到牛肉上。此步驟進(jìn)一步?jīng)_洗并皂化牛肉表面以便準(zhǔn)備進(jìn)行消毒；
接著進(jìn)行步驟c，牛肉被從噴淋倉中移出并置于另一個(gè)噴淋倉內(nèi)以便進(jìn)行消毒步驟。于該噴淋倉內(nèi)對(duì)牛肉噴淋溫度等于或高于牲畜尸體溫度(高于冷凍溫度并低于烹飪溫度，即1℃～60℃)的酸性A型電解水，最好使用pH值為1.8～2.4、OPR測(cè)值為1160～1170+mV，HOCl濃度為10～200ppm的酸性A型電解水；由于A型水的抗菌能力，故此消毒步驟能殺死牛肉上的有害的細(xì)菌媒質(zhì)(microbial agent)；
最后進(jìn)行步驟d，取出牲畜內(nèi)臟后，立即噴淋酸性A型電解水，最好使用pH值為1.8～2.4、OPR測(cè)值為1160～1170+mV，HOCl濃度為10～200ppm的酸性A型電解水噴淋到牲畜尸體上。
在整個(gè)操作程序中，每個(gè)沖洗步驟后都對(duì)致病菌數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)用不同的清潔方法所得到的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較。與其它方法相比較，可以觀察到經(jīng)過本發(fā)明的清潔和消毒步驟后致病菌數(shù)已大大減少(參見表1-3)。
表1
冷藏的Sunland牛肉的牛肉脂肪上E.coli 015:H7的減少
原始菌群數(shù)(initial population)＝4.76Log10CFU/cm2。電解水是用美國Electric Aquagenics Unlimited(愛麗凈公司，簡稱EAU)公司生產(chǎn)的電解水發(fā)生器在3.6A電流下產(chǎn)生的。
酸性電解水含有73mg/L氯。
浸漬處理是將各牛肉脂肪組織片(2-4英寸厚)浸沒在200ml處理溶液中并同時(shí)用手輕輕搖動(dòng)60秒。
表2
運(yùn)輸時(shí)為溫?zé)岫诮臃N、培養(yǎng)和處理時(shí)已降為室溫的脂肪上的E.coli 0157:H7的減少
原始菌群數(shù)＝6.07Log10CFU/cm2。
浸漬處理是將各牛肉脂肪組織片(圓形部分直徑6英寸)浸沒在200ml處理溶液中并同時(shí)用手輕輕搖動(dòng)60秒。
噴淋處理是在8.5cm的距離內(nèi)以80psi的表面壓力噴淋處理溶液60秒。噴淋處理溶液的總量為1300ml。
酸性電解水含有77mg/L氯。
表3
運(yùn)輸、接種、培養(yǎng)和處理時(shí)均為溫?zé)岬闹旧系腅.coli 0157:H7的減少
原始菌群數(shù)＝6.42Log10CFU/cm2。
浸漬處理是將各牛肉脂肪組織片(圓形部分直徑6英寸)浸沒在200ml處理溶液中并同時(shí)用手輕輕搖動(dòng)60秒。
噴淋處理是在8.5cm的距離內(nèi)以80psi的表面壓力噴淋處理溶液60秒。噴淋處理溶液的總量為1300ml。
酸性電解水含有81mg/L氯。
本發(fā)明中噴淋堿性電解水和酸性電解水的時(shí)間無嚴(yán)格限定，但以用最短的噴淋時(shí)間達(dá)到最大的清潔和清毒功效、并且不滯緩正常的生產(chǎn)周期為宜。比如，用堿性電解水噴淋總時(shí)間控制在5～60秒左右，用酸性電解水的噴淋總時(shí)間控制在5～20秒左右。
本發(fā)明涉及一種全新的清潔和消毒牛肉的方法。該方法中應(yīng)用到兩種物質(zhì)，通過按某種次序使用這兩種物質(zhì)就能獲得更高的致病菌數(shù)的減少。兩種物質(zhì)對(duì)整個(gè)致病菌的減少均有貢獻(xiàn)。確切地說，是在從牲畜去皮工作站開始以及接下來的三個(gè)早期處理場所中，在溫度高于或等于牲畜尸體脂肪溫度的條件下，用堿性的B型電解水和酸性的A型電解水依次進(jìn)行噴淋沖洗。其原理是在處理程序中，如果能越早使用一種無毒、有效、成本低廉的處理手段，則越有可能獲得更大的致病菌的減少。目前所采用的處理手段的缺陷是要么是可行的清潔消毒處理通常是在處理程序過程的后期才介入，要么就是因成本和毒性的原因而未能足量實(shí)施以達(dá)清潔和消毒的效果。當(dāng)組織為熱的時(shí)候，特別在牲畜去皮工作站時(shí)，可能存在于表面的致病菌是可以很容易地被去除的，但當(dāng)脂肪組織冷卻并變硬時(shí)，這些致病菌就會(huì)被囊包(encapsulated)在脂肪表面紋理的小裂口內(nèi)。而一旦發(fā)生這樣的囊包，任何消毒或干預(yù)(intervention)步驟都無法接觸到這些被囊包的致病菌。致病菌有可能出現(xiàn)在研磨過程中，進(jìn)而污染其它安全的牛肉制品。當(dāng)然，取出內(nèi)臟會(huì)增加污染的危險(xiǎn)，因此緊隨取出內(nèi)臟步驟后也同樣需實(shí)行一定的檢測(cè)。
制造電解氧化水的獨(dú)有特征之一就是它是不添加任何有毒化學(xué)物地現(xiàn)場制造。在電解過程中，只是在起始步驟中添加實(shí)驗(yàn)級(jí)的鹽來作為幫助電解的電解質(zhì)。在電解過程中，少量的氯氣會(huì)從反應(yīng)罐中逸出并迅速擴(kuò)散到大氣中，因此制造這種流體應(yīng)該是在一個(gè)能使這種泄散對(duì)機(jī)器、工人和環(huán)境均不產(chǎn)生危害的空間內(nèi)進(jìn)行。
所有用電解流體來處理的產(chǎn)品都不會(huì)人為地受到附帶的致病菌接種或污染。依據(jù)工廠目前使用的現(xiàn)行的和標(biāo)準(zhǔn)的操作步驟對(duì)從實(shí)際屠宰地到牲畜去皮區(qū)過程中動(dòng)物上的菌數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)于目標(biāo)尸體與對(duì)照物均在工廠實(shí)地條件下采用同樣的步驟檢測(cè)。
所有必需的設(shè)備和噴淋倉都是在不破壞一般日常處理程序或檢測(cè)程序的前提下安裝使用。電解流體是在一個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)存空間內(nèi)制造，然后泵入測(cè)驗(yàn)區(qū)域，再垂直進(jìn)入預(yù)置的喂料管道，供已安裝的噴淋倉使用。
以上僅為對(duì)本發(fā)明部分實(shí)施方式的揭示和描述，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員來說，很明顯本發(fā)明的實(shí)施方式并非局限于此，在不脫離本發(fā)明范疇的前提下，是可以有各種變化的。
具體實(shí)施例方式
下面舉一實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的操作步驟。
實(shí)施例
在牲畜去皮工作站，應(yīng)于EAU公司制造的電解水發(fā)生器P5000型，電流設(shè)置在3.6A，以產(chǎn)生所需的堿性電解水(B型水)和酸性電解水(A型水)。
步驟a應(yīng)用B型電解水來對(duì)剛剛?cè)テさ呐Ｈ膺M(jìn)行熱流體沖洗，最好是用pH值為11.0～11.5，ORP測(cè)值為900-mV，含有氫氧化鈉離子的堿性B型水。堿性的B型水用噴嘴以表面壓力40psi(磅/平方英寸)和溫度60℃從各個(gè)角度噴淋到牛肉上，噴淋時(shí)間不少于5秒鐘；
步驟b仍是在牲畜去皮工作站，經(jīng)過了上述皂化后數(shù)秒內(nèi)，牛肉被連續(xù)不斷地放入兩個(gè)獨(dú)立的噴淋倉內(nèi)以便進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)_洗。每個(gè)噴淋倉內(nèi)都設(shè)有帶管路的尖端傾斜的噴淋管尖(spray tip)。pH值為11.0～11.5的B型電解水通過該尖端傾斜的噴淋管尖以表面壓力40psi和溫度60℃從各個(gè)角度噴淋到牛肉上，噴淋時(shí)間不少于3秒鐘。此步驟進(jìn)一步?jīng)_洗并皂化牛肉表面以便準(zhǔn)備進(jìn)行消毒。
步驟c5～10秒鐘內(nèi)，牛肉被從噴淋倉中移出并置于另一個(gè)噴淋倉內(nèi)以便進(jìn)行消毒步驟。于該噴淋倉內(nèi)，pH值為2.4，OPR測(cè)值為1160+mV，HOCl初始濃度為65ppm的A型電解水以表面壓力25psi和溫度55℃施用于牛肉，由一個(gè)具有管路的噴淋管尖來噴淋A型水。在通過噴淋管尖后HOCl被稀釋成50ppm并最終落在牲畜尸體組織上，噴淋時(shí)間不少于5秒鐘。
步驟d取出牲畜內(nèi)臟后，立即就將pH值為2.4，OPR測(cè)值為1160+mV，HOCl初始濃度為65ppm的A型電解水噴淋到牲畜尸體上，噴淋時(shí)間不少于3秒鐘；HOCl在通過施壓噴嘴后被稀釋成50ppm并最終落在目標(biāo)組織上。如此，即完成了本發(fā)明的清潔和消毒操作，經(jīng)此處理的牛肉可進(jìn)行下一步的冷凍運(yùn)輸程序。
權(quán)利要求
1、用電解水清潔和消毒牛肉的方法，其特征是該方法分別應(yīng)用產(chǎn)生于陽極周圍的堿性電解水和產(chǎn)生于陰極周圍的酸性電解水，在牲畜屠宰去皮站依次對(duì)屠宰物進(jìn)行噴淋沖洗或浸漬，沖洗可以是在屠宰前或在放血后對(duì)牲畜皮毛的沖洗，及/或?qū)倓側(cè)テさ呐Ｈ獾膰娏軟_洗。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所說的酸性電解水的pH值為1.8～6、OPR測(cè)值為1100～1200+mV，HOCl濃度為10～200ppm；所說的堿性電解水的pH值為10～12、ORP測(cè)值為800～950-mV、含有氫氧化鈉離子。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是在實(shí)施該方法時(shí)分設(shè)兩個(gè)獨(dú)立的噴淋倉，倉內(nèi)設(shè)有帶管路的尖端傾斜的噴淋管尖；具體操作步驟如下
步驟a在牲畜去皮工作站，用溫度等于或高于牲畜尸體溫度的堿性電解水對(duì)去皮后的牛肉進(jìn)行噴淋沖洗；
步驟b隨后牛肉被放入一個(gè)噴淋倉內(nèi)，通過倉內(nèi)的噴淋管尖噴淋堿性電解水；
步驟c接著，牛肉被從噴淋倉中移出并置于另一個(gè)噴淋倉內(nèi)，由噴淋管尖對(duì)牛肉噴淋溫度等于或高于牲畜尸體溫度的酸性電解水；
步驟d取出牲畜內(nèi)臟后，立即再向牲畜尸體再次噴淋酸性電解水。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所說的堿性電解水和酸性電解水的溫度介于1～60℃之間，其以每分鐘1～50加侖的流量從各個(gè)角度被噴淋到牛肉上。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所說的堿性電解水的溫度為55℃。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是在步驟c中，所說的酸性電解水的溫度為55℃，pH值2.4，OPR測(cè)值為1160+mV，HOCl初始濃度為65ppm，其以表面壓力25psi被噴淋牛肉上，在通過噴淋管尖后HOCl被稀釋成50ppm并最終落在牲畜尸體組織上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用電解水清潔和消毒牛肉的方法，應(yīng)用產(chǎn)生于陽極周圍的堿性電解水和產(chǎn)生于陰極周圍的酸性電解水，在牲畜屠宰去皮站依次對(duì)屠宰物進(jìn)行噴淋沖洗或浸漬，沖洗可以是在屠宰前或在放血后對(duì)牲畜皮毛的沖洗，及/或?qū)倓側(cè)テさ呐Ｈ獾膰娏軟_洗。本發(fā)明利用熱的堿性電解水皂化牛肉表面，使皮毛排泄物不能附著；再利用酸性電解水中的HOCl達(dá)到消毒作用。用該方法清潔消毒成本低，無污染，無有害殘留物。
文檔編號(hào)A22B5/18GK1879486SQ20051007685
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者格羅凱瑞, 洪彥聰 申請(qǐng)人:愛麗凈公司