研究亮点

• 电解水（EW）是一种易于制备、环境友好且无毒的产品。

• 电解水可去除多种农药残留。

• 电解水能够保护果蔬的品质特性。

• 电解水对食品及食品加工设备表面的净化效果显著。

近年来，食品工业聚焦于可持续和环境友好型技术，旨在提升食品安全、品质与效率，同时探索创新解决方案。电解水（EW）便是其中之一。电解水通过对稀盐水溶液进行电化学分离制得，在不同pH值下具有不同特性。本综述探讨了电解水在果蔬采后处理中的潜在应用，包括：1）有效抑制微生物生长；2）减少果蔬褐变；3）延长货架期；4）采用非热法去除农药残留；5）在食品提取工艺中的潜在应用。此外，综述还分析了电解水与臭氧、紫外线、超声波、高压静电场等其他技术联用对强化果蔬品质控制的效果。总体而言，本综述通过全面分析电解水在农业食品工业中应用的最新进展，旨在填补当前研究空白。

 图文摘要

在植物种植、贮藏及加工过程中，各类有害生物活动可能导致产品大量损耗。农药是农作物中最常见的污染物之一，指在农业生产、加工、贮藏、运输或销售过程中使用的生物或化学物质，通过杀灭、预防或控制昆虫、啮齿动物、杂草、细菌、真菌及其他有害生物，以保护农作物（Bajwa & Sandhu, 2014；Romero-González et al., 2008）。农药在农业生产中具有诸多益处，例如提高粮食产量、改善作物品质、维持果蔬采后贮藏期间的品质等（Shahbaz et al., 2022）。然而，尽管存在这些优势，农药具有高毒性且对环境条件具有较强抗性（Pathak et al., 2022）。农药可通过多种途径渗入地下水、湖泊和溪流，污染淡水资源，进而威胁其中的生物多样性（Lorenz et al., 2017）。地表和地下的农药污染水会对动物、植物和人类健康产生影响（Zaller, 2020）。根据其物理化学性质，农药可在风、雨等因素作用下从施用区域迁移至其他地方，引发环境问题。部分农药会蒸发，导致持久性有毒物质在大气中积累；另一些则通过光化学过程降解，转化为有毒或无毒物质（Mostafalou & Abdollahi, 2013）。还有部分农药残留于土壤中，造成土壤污染并发生化学和微生物分解反应；其中一些会在降雨、洪水和融雪作用下从土壤中流失，污染河流、湖泊和海洋。因此，农业中农药的使用会随着时间推移污染空气、土壤和水，对自然食物链中的所有生物构成威胁（Sharma et al., 2019）。此外，农药残留可通过食物链迁移，在禽类、鱼类、植物油及各类果蔬等多种产品中被检测到（Grewal, 2017）。不仅如此，在食品加工过程中，残留农药可能转化为毒性高于母体化合物的多种代谢产物（González-Rodríguez et al., 2008）。接触农药可能导致多种人类健康风险，包括癌症、肥胖症、哮喘和过敏等（Kim et al., 2017；Liu et al., 2015）。值得注意的是，这些农药暴露相关的健康风险因农药类型而异：有机磷类（OPPs）、毒死蜱、有机氯类（OCPs）、环二烯类、三唑类和氯腈类等农药会引发急性症状和长期疾病；而拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类等农药仅会产生暂时性、快速消退的影响（Yura et al., 2021）。开发新型、高效且环境可持续的农药的主要策略包括：（1）合成可快速降解、环境持久性极低的化合物；（2）设计在极低施用量下仍保持高生物活性的药剂；（3）研发具有选择性活性的分子，可有效抑制目标有害生物，同时对人类和非目标生物毒性极低（Leskovac & Petrović, 2023）。

果蔬中的大部分农药残留附着在果皮表面，因此常采用多种传统方法去除这些残留，例如清洗、削皮、热处理、干燥，或使用醋、姜黄、碳酸氢钠、食盐、酒精等化学溶液处理（Naman et al., 2022；Turantaş et al., 2018）。

尽管水是农药去除中最常用的介质，但由于大多数农药具有疏水性，其去除效果有限（Balawejder et al., 2013）。大多数植物叶片因表面化学成分和微纳结构的存在，具有疏水性甚至超疏水性，导致农药喷雾时液滴破裂、飞溅、聚集和迁移，农药利用率较低（Koch、Bhushan 和 Barthlott, 2008；Koch、Bhushan 和 Barthlott, 2009）。农药制剂中的活性成分和有机溶剂会因非靶标损失泄漏到土壤、河流等环境中，造成严重环境污染并危害人类健康（An et al., 2021；Atashgahi et al., 2018）。同时，农民为达到防治效果往往会增加农药施用量，这不仅提高了生产成本，还会增强靶标生物的抗药性，并导致农药残留（Singh et al., 2020；Topping et al., 2020）。已有多项研究提出提高水的农药去除效率的方法，例如在清洗过程中使用二氧化氯、碳酸钠、乙酸、次氯酸钠、甘油等溶液减少农药残留（Chauhan et al., 2013；Đorđević & Đurović-Pejčev, 2016）。然而，使用化学溶液的清洗过程可能会产生对人类健康和环境有害的副产物。热处理、臭氧、超声波、脉冲电场、超高压和伽马射线等技术也被用于去除或减少残留（Pazır & Turan, 2017）。研究人员仍在持续致力于开发热法和非传统技术，以从食品基质中去除农药。

提高食品安全在农业生产中至关重要，不断开发新的防治方法、改进环境友好型实践及植物病害干预措施，是可持续战略实施的核心（Gürel & Aslan, 2019）。食品安全指从农场生产食品原料到加工、运输、贮藏、销售和消费的各个环节，均遵守必要的卫生和清洁规范，制备健康且营养的食品，以预防可能导致人体健康问题的风险。尽管人们对食品安全的意识不断提高，但食源性流行病的发生率也在上升。食源性疾病通常是由于食用了被病原微生物或微生物毒素污染的食品而引发的临床病症，且大多表现为胃肠道症状（Carrique-Mas & Bryant, 2013）。食品相关疾病可分为食源性感染和食源性微生物中毒（Morris Jr & Vugia, 2021）。来自水、空气、土壤、昆虫、设备或设备使用不当的污染均可能引发食源性疾病风险。消毒是对食品表面和设备进行处理以去除污染、提供安全条件的过程（Meireles et al., 2016）。然而，由于氯基消毒剂可能生成氯仿等三卤甲烷、氯胺和卤代脂肪酸等有毒物质，许多欧洲国家已限制其在食品工业中的使用（Meireles et al., 2016）。此外，这些消毒剂的使用还可能对食品产生不利影响，导致色泽和风味损失，造成经济损失，且最重要的是会对消费者健康产生毒性作用（Lebelo et al., 2021；Pathak et al., 2022）。在此背景下，人们开发了越来越多的干预技术，以实现更高水平的最终产品安全性、效率、成本效益和品质。电解水作为一种相对新型的环境友好型方法，便是其中之一（Turantaş et al., 2018；Yudin et al., 2009）。

电解水于20世纪首次开发，最初用于水再生、水净化和医疗设备消毒。此后，其逐渐应用于农业、食品工业和医疗领域（Forghani, 2019）。大量研究表明，酸性电解水（AEW）是一种有效的抗菌剂，可用于砧板、家禽胴体、鸡蛋、豆芽、果蔬表面及食品工业设备的消毒（Pazır & Turan, 2017）。由于生产过程中不添加有害化学物质，电解水对使用者健康和环境无毒性影响，且生产成本低、清洗时间短、使用简便。此外，有报道称酸性电解水比传统戊二醛、次氯酸钠和乙酸清洗效果更为显著（Li et al., 2020）。研究人员发现，酸性电解水对多种微生物具有杀菌、杀病毒和中度杀真菌特性（Forghani, 2019；Villarreal-Barajas et al., 2022）。近年来，凭借其抗菌活性，酸性电解水作为消毒剂已在农业、牙科、医学、制药和食品等多个行业受到关注（Rahman et al., 2016；Turantaş et al., 2018）。

本综述探讨了电解水的制备原理、生产机制、类型、化学和物理性质、对果蔬的潜在消毒和抗菌效果、农药残留去除作用、对果蔬理化参数和酶活性的影响、作为抗褐变剂的应用、在维持果蔬品质中的功能、在提取工艺中的应用、优势、局限性及相关法规。此外，还讨论了电解水与臭氧、热处理、紫外线照射、超声波、高压静电场等其他技术联用，以进一步改善果蔬品质控制的效果。本研究旨在为电解水在食品工业中的未来研究和应用提供指导，因其被认为是保障农业食品安全性和品质的重要技术手段。