臭氧在食品工業中的應用

臭氧在食品工業中的應用

　　臭氧的基本特性 ：臭氧（ O 3 ）是一種強氧化劑和(hé)殺菌消毒劑。它是氧氣的同素異形體(tǐ)，其分子有(yǒu)三個(gè)氧原子組成，分子量為(wèi) 48 ，密度為(wèi) 2.14g/L(NTP) 。在正常溫度下，臭氧為(wèi)淡蘭色氣體(tǐ)，具有(yǒu)特殊的刺激性嗅味。臭氧在水(shuǐ)中的溶解度比氧氣高(gāo)出 10 倍以上(shàng)，其标準氧化還(hái)原電(diàn)位僅次于氟，達 2.07V 。臭氧的化學穩定性差，在溫度為(wèi)（ 20 ℃ ）純水(shuǐ)中的飽和(hé)度近似為(wèi) 30mg/L ，半衰期為(wèi) 20 分鍾，水(shuǐ)質越純淨，其半衰期越長。而在空(kōng)氣中其半衰期約為(wèi) 16 分鍾，然後變成氧回歸自然。

　　臭氧以其*的氣味而得(de)名，它是一種氣體(tǐ)強氧化劑，具有(yǒu)殺菌力強，不産生(shēng)任何殘留污染，可(kě)直接對食品使用等優點。作(zuò)為(wèi)一種廣譜殺菌劑，其殺菌速度較氯快 300—600 倍，可(kě)以快速殺滅各種細菌繁殖體(tǐ)和(hé)芽孢、病毒和(hé)真菌，如大(dà)腸杆菌、沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌、枯草杆菌黑(hēi)色變種芽孢、黑(hēi)曲黴、乙型肝炎表面抗原等。臭氧不穩定，可(kě)自行(xíng)分解成氧，不産生(shēng)任何殘留。臭氧用作(zuò)殺菌劑的初期試驗是 1886 年由梅利坦斯在法國進行(xíng)的。近年來(lái)，臭氧在食品行(xíng)業的應用得(de)到快速發展， 1995-1996 年間(jiān)，日本、法國、澳大(dà)利亞相繼立法，允許臭氧在食品行(xíng)業中廣泛使用。 1997 年，美國食品與醫(yī)藥管理(lǐ)局（ FDA ）放棄對食品加工使用臭氧的限制(zhì)政策，承認臭氧應用于食品過程符合 GRAS （通(tōng)用安全标準）要求。随着人(rén)們對化學消毒劑殘留造成食品污染的重視(shì)，臭氧将成為(wèi)食品行(xíng)業的興消毒劑得(de)到迅速的推廣和(hé)使用。

　　臭氧殺菌消毒機理(lǐ) ：臭氧殺菌過程為(wèi)強氧化作(zuò)用使微生(shēng)物細胞中的多(duō)種成分産生(shēng)化學反應，從而導緻不可(kě)逆轉的變化而死亡。一般認為(wèi)，臭氧滅活病毒是通(tōng)過直接破壞核糖核酸（ RNA ）或脫氧核糖核酸（ DNA ）物質完成的，而殺滅細菌、黴菌類微生(shēng)物則是臭氧先作(zuò)用于細胞膜并将膜破壞，進而破壞膜內(nèi)組織，直到殺死。由于臭氧的強氧化性和(hé)廣譜性，具有(yǒu)消毒、殺菌、除臭、除味等作(zuò)用，在許多(duō)域得(de)以廣泛應用。

臭氧産品與食品行(xíng)業常用消毒劑相比具有(yǒu)特殊的*性：

（1） 殺菌能力與過氧乙酸相當，高(gāo)于甲醛、二氧化氯、高(gāo)錳酸鉀及氯制(zhì)劑等化學消毒劑；

（2） 殺菌後剩餘的臭氧會(huì)自行(xíng)分解為(wèi)氧氣，不産生(shēng)殘留造成污染，這一點是任何化學消毒劑所*的。

臭氧與食品行(xíng)業常用消毒劑相比具有(yǒu)特殊的*性：

（ 1 ）紫外線隻有(yǒu)照射到物體(tǐ)表面且達到一定的照射強度标準才有(yǒu)殺菌效果。食品車(chē)間(jiān)一般比較高(gāo)大(dà)，緻使紫外線照射強度遠遠不夠，特别是距離遠，照射産生(shēng)很(hěn)大(dà)，如加工案闆下部等。臭氧為(wèi)氣體(tǐ)，滲透性強，擴散性好，濃度均勻，沒有(yǒu)；

（ 2 ）紫外線照射殺菌需要較長的作(zuò)用時(shí)間(jiān)，一般要照射 6 小(xiǎo)時(shí)以上(shàng)，而符合标準濃度的臭氧隻需開(kāi)機 1 小(xiǎo)時(shí)以上(shàng)；

（ 3 ）紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到 60% 以上(shàng)時(shí)，消毒效果急劇(jù)下降，濕度達到 80% 以上(shàng)時(shí)，反而可(kě)誘使細菌複活。臭氧則相反，濕度越高(gāo)，殺菌效果越好。這是由于高(gāo)濕度下細胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特性對于食品行(xíng)業中普遍存在的高(gāo)濕環境特别适合；

（ 4 ）紫外線照射時(shí)生(shēng)産人(rén)員必須離開(kāi)現場(chǎng)，照射完成後無法用低(dī)功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時(shí)生(shēng)産人(rén)員必須離開(kāi)現場(chǎng)，消毒完成後可(kě)以調低(dī)臭氧發生(shēng)量，用符合國家(jiā)衛生(shēng)标準的低(dī)濃度臭氧繼續保持生(shēng)産車(chē)間(jiān)的空(kōng)氣清潔。

　　臭氧在食品行(xíng)業的應用主要有(yǒu)幾個(gè)方面：一是生(shēng)産車(chē)間(jiān)空(kōng)氣及設備、器(qì)具表面和(hé)工作(zuò)服的殺菌消毒；二是生(shēng)産加工用水(shuǐ)的殺菌淨化和(hé)制(zhì)備高(gāo)濃度的臭氧消毒液；三是冷庫消毒和(hé)食品保鮮。

　　生(shēng)産車(chē)間(jiān)空(kōng)氣殺菌消毒 ：生(shēng)産車(chē)間(jiān)的微生(shēng)物污染是影(yǐng)響産品質量的重要因素，臭氧不但(dàn)可(kě)以有(yǒu)效地殺滅它們，并可(kě)有(yǒu)效祛除車(chē)間(jiān)異味。通(tōng)過我公司對客戶的生(shēng)産淨菜加工、水(shuǐ)産品和(hé)肉類生(shēng)産企業的應用實例證明(míng)，使用臭氧消毒能使生(shēng)産車(chē)間(jiān)的空(kōng)氣、地面、操作(zuò)台、器(qì)具等物體(tǐ)表面細菌指标達标合格，而且一些(xiē)肉禽類屠宰車(chē)間(jiān)中的異味也有(yǒu)明(míng)顯降低(dī)。

　　工作(zuò)服消毒 ：生(shēng)産車(chē)間(jiān)的大(dà)部分細菌，都能通(tōng)過加工人(rén)員的工作(zuò)服帶入生(shēng)産車(chē)間(jiān)。嚴重時(shí)會(huì)導緻大(dà)面積傳播，應引起足夠重視(shì)。食品加工企業大(dà)多(duō)采用紫外線照射消毒，因紫外線照射的天然缺陷，消毒效果較差，而臭氧氣體(tǐ)可(kě)滲透服裝各個(gè)部位，故利用臭氧對工作(zuò)服進行(xíng)消毒是、簡便的方法。

　　生(shēng)産用水(shuǐ)的殺菌淨化 ：臭氧在水(shuǐ)中對細菌、病毒等微生(shēng)物的殺滅率更高(gāo)、速度更快，對水(shuǐ)中有(yǒu)機化合物等污染物質去除*，而又不産生(shēng)二次污染。這對食品加工用水(shuǐ)有(yǒu)特殊意義。通(tōng)常生(shēng)産用水(shuǐ)采用氟制(zhì)劑進行(xíng)消毒，由于水(shuǐ)源受有(yǒu)機化學産物污染日趨嚴重，氟制(zhì)劑消毒後會(huì)産生(shēng)二氯乙烷、四氯化碳等氯化有(yǒu)機物（ THM ），這些(xiē)物質具有(yǒu)緻癌性，因而歐盟國家(jiā)已禁止使用氯系列長效消毒劑，日本也将逐步禁止使用。而臭氧消毒處理(lǐ)後不産生(shēng)二次污染化合物，且臭氧對細菌的殺滅率比氯制(zhì)劑更高(gāo)，殺滅速度大(dà)約是氯制(zhì)劑的 300-600 倍。特别在預冷池消毒中，克服了次氯酸鈉消毒後氯殘留的缺點，可(kě)以、經濟、簡便的殺滅細菌。

　　制(zhì)備高(gāo)濃度的臭氧水(shuǐ)作(zuò)為(wèi)型消毒劑 ：把高(gāo)濃度的臭氧溶解于水(shuǐ)中。制(zhì)成的臭氧水(shuǐ)具有(yǒu)強的廣譜殺菌效果，同時(shí)對各種農藥、有(yǒu)機毒物、重金屬離子都有(yǒu)強的降解作(zuò)用。高(gāo)濃度的臭氧水(shuǐ)在完成殺菌消毒及降解其它有(yǒu)害物質時(shí)，臭氧重變成氧氣，在水(shuǐ)中不留下殘留物，無二次污染和(hé)任何副作(zuò)用。我公司生(shēng)産研發的3S型高(gāo)濃度臭氧機，流量 1000L/H ，水(shuǐ)中 臭氧濃度 ≥ 12mg/L（能耗低(dī)，每小(xiǎo)時(shí)用電(diàn)不足1度）。對人(rén)工污染的大(dà)腸杆菌在臭氧水(shuǐ)中5-15分鍾，平均滅菌率達99.98%---99.99%，其臭氧水(shuǐ)反複沖洗、擦洗消毒對象有(yǒu)利于增強消毒效果，脫落于臭氧水(shuǐ)中的大(dà)腸杆菌0.5分鍾後已檢測不出。用其臭氧水(shuǐ)進行(xíng)果蔬的農藥降解，5---30分鍾，其降解率達98%。

　　食品冷庫和(hé)保鮮冷庫消毒 ：冷庫的生(shēng)物污染源主要是黴菌，它們對化學消毒劑有(yǒu)很(hěn)強的耐受力，而且在低(dī)溫條件下存活。實驗證明(míng)：使用濃度為(wèi) 6-12PPM 的臭氧連續 3-4 小(xiǎo)時(shí)消毒，可(kě)以将包括抵抗力強的未萌動孢子殺死。停機後封庫 24 小(xiǎo)時(shí)以上(shàng)，細菌殺滅率達 90% 左右，黴菌殺滅率可(kě)達 80% 左右，現場(chǎng)測定停機 48 小(xiǎo)時(shí)後，雖然臭氧早已分解完，但(dàn)微生(shēng)物數(shù)量還(hái)在不斷下降，因此冷庫的消毒安排在進貨前 3 天左右進行(xíng)。在食品保鮮中應用臭氧可(kě)以起到殺菌防黴與減緩陳代謝的作(zuò)用，同冷藏、空(kōng)調、包裝協同使用，更能提高(gāo)食品的保鮮效果。

中央空(kōng)調淨化系統對生(shēng)産區(qū)的消毒滅菌 

　　 在食品廠，一般來(lái)說，生(shēng)産區(qū)面積較大(dà)，可(kě)利用中央空(kōng)調系統完成對生(shēng)産區(qū)的淨化消毒。傳統的消毒方法是用甲醛等化學試劑熏蒸，*，甲醛熏蒸的弊病較多(duō)，用臭氧消毒取替是一個(gè)很(hěn)好的方法。其方法是将臭氧發生(shēng)器(qì)直接放在空(kōng)調淨化系統的風道(dào)中，稱為(wèi)內(nèi)置臭氧發生(shēng)器(qì)。臭氧随着風道(dào)的氣流，送入生(shēng)産區(qū)，對潔淨區(qū)進行(xíng)消毒滅菌，剩餘臭氧吸入回風口，由中央空(kōng)調帶走。也可(kě)以将臭氧發生(shēng)器(qì)放在中央空(kōng)調風口的外面，将臭氧打入中央空(kōng)調的風道(dào)中，然後被送入各潔淨室，稱為(wèi)外置式臭氧發生(shēng)器(qì)。外置式臭氧發生(shēng)器(qì)安裝檢修方便，但(dàn)制(zhì)造成本要高(gāo)一點。兩種方法消毒效果都是一樣的。按照衛生(shēng)部消毒技(jì)術(shù)規範的要求，對空(kōng)氣消毒的臭氧濃度是 5ppm ，但(dàn)事實上(shàng)，生(shēng)産區(qū)的消毒不僅是對空(kōng)氣的消毒，實際上(shàng)還(hái)包括了對物體(tǐ)表面的消毒，所以，設計(jì)時(shí)的濃度一般應大(dà)于10ppm 。每天上(shàng)班前開(kāi)機消毒2小(xiǎo)時(shí)，就可(kě)以保證一天內(nèi)生(shēng)産區(qū)的浮遊菌和(hé)沉降菌達到消毒的要求。 

　　 從使用臭氧進行(xíng)滅菌的制(zhì)藥廠的檢測報告可(kě)看到，菌檢全部合格。替代了令人(rén)頭痛的甲醛熏蒸大(dà)消毒。同時(shí)，使非生(shēng)産作(zuò)業減少(shǎo)，能耗減少(shǎo)，取得(de)了滿意的效果。

　　對于沒有(yǒu)通(tōng)風口或隻有(yǒu)進風口，沒有(yǒu)回風口的生(shēng)産區(qū)、包裝檢驗區(qū)等，公司專門(mén)為(wèi)此設計(jì)的 3S 系列産品，能迅速将臭氧傳送到空(kōng)間(jiān)內(nèi)的各個(gè)地方，電(diàn)腦(nǎo)定時(shí)控制(zhì)，無，易移動使用，可(kě)達到百潔淨度。

空(kōng)間(jiān)的消毒滅菌 
　　 對于中央空(kōng)調淨化系統以外的生(shēng)産室，或需要滅菌的其他房(fáng)間(jiān)則需單獨進行(xíng)滅菌處理(lǐ)。方法是選用臭氧發生(shēng)器(qì)，直接安裝在該房(fáng)間(jiān)內(nèi)。根據需要設定消毒時(shí)間(jiān)，消毒結束便自動關機，所以使用非常方便。按房(fáng)間(jiān)空(kōng)間(jiān)體(tǐ)積的大(dà)小(xiǎo)選型使用。隻要滿足臭氧濃度的要求，就可(kě)以達到消毒滅菌的目的。比用化學試劑對房(fáng)間(jiān)的熏蒸要省事得(de)多(duō)，可(kě)代替化學熏蒸，縮短(duǎn)消毒時(shí)間(jiān)，避免二次污染。 

物品的表面消毒滅菌

      在食品生(shēng)産過程中，常常要對原材料、工具器(qì)材、包裝物、生(shēng)産場(chǎng)所等進行(xíng)物體(tǐ)表面消毒。傳統的方法是用紫外線消毒，但(dàn)消毒不*，存在消毒，衰減快，對于特定環境中的某些(xiē)細菌無法殺死等種種弊端。《消毒技(jì)術(shù)規範》中介紹，對于浸沒在臭氧氣體(tǐ)中的物體(tǐ)表面，接觸一段時(shí)間(jiān)，可(kě)将表面細菌殺死。

南京皇明臭氧機電設備廠研制(zhì)生(shēng)産的兩大(dà)系列的臭氧類産品符合衛生(shēng)部《消毒技(jì)術(shù)規範》标準。其中空(kōng)氣淨化系列采用了多(duō)項技(jì)術(shù)研制(zhì)和(hé)開(kāi)發的産品，可(kě)滿足食品行(xíng)業對消毒滅菌的要求。