The Impact of Storage Conditions on the Physicochemical Properties of Electrochemically Activated Solutions

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Introduction: Microbiological safety in food production is closely linked to the implementation of sanitary, hygienic, and anti-epidemic measures, where disinfectants play a critical role. The effectiveness of disinfectants largely depends on their stability and changes in physicochemical properties during storage. Existing literature highlights the insufficient study of the wetting properties of electrochemically activated solutions (ECAS) of anolytes in conjunction with traditionally analyzed characteristics such as active chlorine content, hydrogen ion activity (pH), and oxidation-reduction potential (ORP).Purpose: To investigate the impact of storage conditions on the physicochemical properties of electrochemically activated neutral and acidic anolytes, including their wettability and stability.Materials and Methods: The study objects were acidic and neutral electrochemically activated solutions obtained using electrolysis systems. The stability of anolyte solutions was evaluated based on active chlorine content, oxidation-reduction potential (ORP), and pH values. Wettability was assessed by the contact angle (CA) in a three-phase system using the Young-Laplace method.Results: During the 70-day storage of acidic anolytes, ORP decreased compared to the initial solution, with the rate of decline depending on storage conditions and the most significant drop occurring in the initial days. For neutral anolyte samples, no significant ORP reduction was observed. However, samples stored in containers of different materials at a temperature of 5±1 ℃ showed a slight increase in ORP, which stabilized after 15–20 days. In neutral anolytes, the rate of active chlorine decrease was significantly lower than in acidic anolytes and correlated with pH reductions. This may be attributed to the formation of chlorine-containing acids in stored samples, shifting the solutions from neutral to acidic. The contact angle (CA) of anolytes on stainless steel surfaces after storage was comparable to the CA of a 0.1 N hydrochloric acid solution.Conclusion: Storage conditions significantly influence the physicochemical and consumer properties of anolytes. Under different storage conditions, temperature is the most critical factor determining the stability of both acidic and neutral anolytes. Neutral anolytes are preferable for use and storage but require adherence to specific conditions. Neutral ECAS anolytes should be stored in closed glass, stainless steel, or enamel containers in a cool, dark place, away from heat sources and direct sunlight, at temperatures ranging from 0°C to +8°C, while following proper storage compatibility principles.

Sobre autores

Boris Manevich

All-Russian Dairy Research Institute

Email: b_manevich@vnimi.org
ORCID ID: 0000-0001-5979-3808

Evgeniy Titov

Russian State Social University

Email: e_titov@vnimi.org
ORCID ID: 0009-0008-3775-9551

Elena Burykina

All-Russian Dairy Research Institute

Email: e_burykina@vnimi.org
ORCID ID: 0000-0003-3778-4219

Bibliografia

  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

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».