臭氧在食品工業(yè)中的應(yīng)用

　　臭氧的基本特性 ：臭氧（ O 3 ）是一種強(qiáng)氧化劑和殺菌消毒劑。它是氧氣的同素異形體，其分子有三個(gè)氧原子組成，分子量為 48 ，密度為 2.14g/L(NTP) 。在正常溫度下，臭氧為淡蘭色氣體，具有特殊的刺激性嗅味。臭氧在水中的溶解度比氧氣高出 10 倍以上，其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位僅次于氟，達(dá) 2.07V 。臭氧的化學(xué)穩(wěn)定性差，在溫度為（ 20 ℃ ）純水中的飽和度近似為 30mg/L ，半衰期為 20 分鐘，水質(zhì)越純凈，其半衰期越長(zhǎng)。而在空氣中其半衰期約為 16 分鐘，然后變成氧回歸自然。

　　臭氧以其*的氣味而得名，它是一種氣體強(qiáng)氧化劑，具有殺菌力強(qiáng)，不產(chǎn)生任何殘留污染，可直接對(duì)食品使用等優(yōu)點(diǎn)。作為一種廣譜殺菌劑，其殺菌速度較氯快 300—600 倍，可以快速殺滅各種細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒和真菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色變種芽孢、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。臭氧不穩(wěn)定，可自行分解成氧，不產(chǎn)生任何殘留。臭氧用作殺菌劑的初期試驗(yàn)是 1886 年由梅利坦斯在法國(guó)進(jìn)行的。近年來(lái)，臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用得到快速發(fā)展， 1995-1996 年間，日本、法國(guó)、澳大利亞相繼立法，允許臭氧在食品行業(yè)中廣泛使用。 1997 年，美國(guó)食品與醫(yī)藥管理局（ FDA ）放棄對(duì)食品加工使用臭氧的限制政策，承認(rèn)臭氧應(yīng)用于食品過(guò)程符合 GRAS （通用安全標(biāo)準(zhǔn)）要求。隨著人們對(duì)化學(xué)消毒劑殘留造成食品污染的重視，臭氧將成為食品行業(yè)的興消毒劑得到迅速的推廣和使用。

　　臭氧殺菌消毒機(jī)理 ：臭氧殺菌過(guò)程為強(qiáng)氧化作用使微生物細(xì)胞中的多種成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的變化而死亡。一般認(rèn)為，臭氧滅活病毒是通過(guò)直接破壞核糖核酸（ RNA ）或脫氧核糖核酸（ DNA ）物質(zhì)完成的，而殺滅細(xì)菌、霉菌類微生物則是臭氧先作用于細(xì)胞膜并將膜破壞，進(jìn)而破壞膜內(nèi)組織，直到殺死。由于臭氧的強(qiáng)氧化性和廣譜性，具有消毒、殺菌、除臭、除味等作用，在許多域得以廣泛應(yīng)用。

臭氧產(chǎn)品與食品行業(yè)常用消毒劑相比具有特殊的*性：

（1） 殺菌能力與過(guò)氧乙酸相當(dāng)，高于甲醛、二氧化氯、高錳酸鉀及氯制劑等化學(xué)消毒劑；

（2） 殺菌后剩余的臭氧會(huì)自行分解為氧氣，不產(chǎn)生殘留造成污染，這一點(diǎn)是任何化學(xué)消毒劑所*的。

臭氧與食品行業(yè)常用消毒劑相比具有特殊的*性：

（ 1 ）紫外線只有照射到物體表面且達(dá)到一定的照射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是距離遠(yuǎn)，照射產(chǎn)生很大，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強(qiáng)，擴(kuò)散性好，濃度均勻，沒(méi)有；

（ 2 ）紫外線照射殺菌需要較長(zhǎng)的作用時(shí)間，一般要照射 6 小時(shí)以上，而符合標(biāo)準(zhǔn)濃度的臭氧只需開(kāi)機(jī) 1 小時(shí)以上；

（ 3 ）紫外線照射殺菌在環(huán)境相對(duì)濕度達(dá)到 60% 以上時(shí)，消毒效果急劇下降，濕度達(dá)到 80% 以上時(shí)，反而可誘使細(xì)菌復(fù)活。臭氧則相反，濕度越高，殺菌效果越好。這是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特性對(duì)于食品行業(yè)中普遍存在的高濕環(huán)境特別適合；

（ 4 ）紫外線照射時(shí)生產(chǎn)人員必須離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，照射完成后無(wú)法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時(shí)生產(chǎn)人員必須離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，消毒完成后可以調(diào)低臭氧發(fā)生量，用符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的低濃度臭氧繼續(xù)保持生產(chǎn)車間的空氣清潔。

　　臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用主要有幾個(gè)方面：一是生產(chǎn)車間空氣及設(shè)備、器具表面和工作服的殺菌消毒；二是生產(chǎn)加工用水的殺菌凈化和制備高濃度的臭氧消毒液；三是冷庫(kù)消毒和食品保鮮。

　　生產(chǎn)車間空氣殺菌消毒 ：生產(chǎn)車間的微生物污染是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，臭氧不但可以有效地殺滅它們，并可有效祛除車間異味。通過(guò)我公司對(duì)客戶的生產(chǎn)凈菜加工、水產(chǎn)品和肉類生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例證明，使用臭氧消毒能使生產(chǎn)車間的空氣、地面、操作臺(tái)、器具等物體表面細(xì)菌指標(biāo)達(dá)標(biāo)合格，而且一些肉禽類屠宰車間中的異味也有明顯降低。

　　工作服消毒 ：生產(chǎn)車間的大部分細(xì)菌，都能通過(guò)加工人員的工作服帶入生產(chǎn)車間。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致大面積傳播，應(yīng)引起足夠重視。食品加工企業(yè)大多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，而臭氧氣體可滲透服裝各個(gè)部位，故利用臭氧對(duì)工作服進(jìn)行消毒是、簡(jiǎn)便的方法。

　　生產(chǎn)用水的殺菌凈化 ：臭氧在水中對(duì)細(xì)菌、病毒等微生物的殺滅率更高、速度更快，對(duì)水中有機(jī)化合物等污染物質(zhì)去除*，而又不產(chǎn)生二次污染。這對(duì)食品加工用水有特殊意義。通常生產(chǎn)用水采用氟制劑進(jìn)行消毒，由于水源受有機(jī)化學(xué)產(chǎn)物污染日趨嚴(yán)重，氟制劑消毒后會(huì)產(chǎn)生二氯乙烷、四氯化碳等氯化有機(jī)物（ THM ），這些物質(zhì)具有致癌性，因而歐盟國(guó)家已禁止使用氯系列長(zhǎng)效消毒劑，日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產(chǎn)生二次污染化合物，且臭氧對(duì)細(xì)菌的殺滅率比氯制劑更高，殺滅速度大約是氯制劑的 300-600 倍。特別在預(yù)冷池消毒中，克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點(diǎn)，可以、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的殺滅細(xì)菌。

　　制備高濃度的臭氧水作為型消毒劑 ：把高濃度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有強(qiáng)的廣譜殺菌效果，同時(shí)對(duì)各種農(nóng)藥、有機(jī)毒物、重金屬離子都有強(qiáng)的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質(zhì)時(shí)，臭氧重變成氧氣，在水中不留下殘留物，無(wú)二次污染和任何副作用。我公司生產(chǎn)研發(fā)的3S型高濃度臭氧機(jī)，流量 1000L/H ，水中 臭氧濃度 ≥ 12mg/L（能耗低，每小時(shí)用電不足1度）。對(duì)人工污染的大腸桿菌在臭氧水中5-15分鐘，平均滅菌率達(dá)99.98%---99.99%，其臭氧水反復(fù)沖洗、擦洗消毒對(duì)象有利于增強(qiáng)消毒效果，脫落于臭氧水中的大腸桿菌0.5分鐘后已檢測(cè)不出。用其臭氧水進(jìn)行果蔬的農(nóng)藥降解，5---30分鐘，其降解率達(dá)98%。

　　食品冷庫(kù)和保鮮冷庫(kù)消毒 ：冷庫(kù)的生物污染源主要是霉菌，它們對(duì)化學(xué)消毒劑有很強(qiáng)的耐受力，而且在低溫條件下存活。實(shí)驗(yàn)證明：使用濃度為 6-12PPM 的臭氧連續(xù) 3-4 小時(shí)消毒，可以將包括抵抗力強(qiáng)的未萌動(dòng)孢子殺死。停機(jī)后封庫(kù) 24 小時(shí)以上，細(xì)菌殺滅率達(dá) 90% 左右，霉菌殺滅率可達(dá) 80% 左右，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定停機(jī) 48 小時(shí)后，雖然臭氧早已分解完，但微生物數(shù)量還在不斷下降，因此冷庫(kù)的消毒安排在進(jìn)貨前 3 天左右進(jìn)行。在食品保鮮中應(yīng)用臭氧可以起到殺菌防霉與減緩陳代謝的作用，同冷藏、空調(diào)、包裝協(xié)同使用，更能提高食品的保鮮效果。

中央空調(diào)凈化系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)區(qū)的消毒滅菌 

　　 在食品廠，一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)區(qū)面積較大，可利用中央空調(diào)系統(tǒng)完成對(duì)生產(chǎn)區(qū)的凈化消毒。傳統(tǒng)的消毒方法是用甲醛等化學(xué)試劑熏蒸，*，甲醛熏蒸的弊病較多，用臭氧消毒取替是一個(gè)很好的方法。其方法是將臭氧發(fā)生器直接放在空調(diào)凈化系統(tǒng)的風(fēng)道中，稱為內(nèi)置臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風(fēng)道的氣流，送入生產(chǎn)區(qū)，對(duì)潔凈區(qū)進(jìn)行消毒滅菌，剩余臭氧吸入回風(fēng)口，由中央空調(diào)帶走。也可以將臭氧發(fā)生器放在中央空調(diào)風(fēng)口的外面，將臭氧打入中央空調(diào)的風(fēng)道中，然后被送入各潔凈室，稱為外置式臭氧發(fā)生器。外置式臭氧發(fā)生器安裝檢修方便，但制造成本要高一點(diǎn)。兩種方法消毒效果都是一樣的。按照衛(wèi)生部消毒技術(shù)規(guī)范的要求，對(duì)空氣消毒的臭氧濃度是 5ppm ，但事實(shí)上，生產(chǎn)區(qū)的消毒不僅是對(duì)空氣的消毒，實(shí)際上還包括了對(duì)物體表面的消毒，所以，設(shè)計(jì)時(shí)的濃度一般應(yīng)大于10ppm 。每天上班前開(kāi)機(jī)消毒2小時(shí)，就可以保證一天內(nèi)生產(chǎn)區(qū)的浮游菌和沉降菌達(dá)到消毒的要求。 

　　 從使用臭氧進(jìn)行滅菌的制藥廠的檢測(cè)報(bào)告可看到，菌檢全部合格。替代了令人頭痛的甲醛熏蒸大消毒。同時(shí)，使非生產(chǎn)作業(yè)減少，能耗減少，取得了滿意的效果。

　　對(duì)于沒(méi)有通風(fēng)口或只有進(jìn)風(fēng)口，沒(méi)有回風(fēng)口的生產(chǎn)區(qū)、包裝檢驗(yàn)區(qū)等，公司專門為此設(shè)計(jì)的 3S 系列產(chǎn)品，能迅速將臭氧傳送到空間內(nèi)的各個(gè)地方，電腦定時(shí)控制，無(wú)，易移動(dòng)使用，可達(dá)到百潔凈度。

空間的消毒滅菌 
　　 對(duì)于中央空調(diào)凈化系統(tǒng)以外的生產(chǎn)室，或需要滅菌的其他房間則需單獨(dú)進(jìn)行滅菌處理。方法是選用臭氧發(fā)生器，直接安裝在該房間內(nèi)。根據(jù)需要設(shè)定消毒時(shí)間，消毒結(jié)束便自動(dòng)關(guān)機(jī)，所以使用非常方便。按房間空間體積的大小選型使用。只要滿足臭氧濃度的要求，就可以達(dá)到消毒滅菌的目的。比用化學(xué)試劑對(duì)房間的熏蒸要省事得多，可代替化學(xué)熏蒸，縮短消毒時(shí)間，避免二次污染。 

物品的表面消毒滅菌

      在食品生產(chǎn)過(guò)程中，常常要對(duì)原材料、工具器材、包裝物、生產(chǎn)場(chǎng)所等進(jìn)行物體表面消毒。傳統(tǒng)的方法是用紫外線消毒，但消毒不*，存在消毒，衰減快，對(duì)于特定環(huán)境中的某些細(xì)菌無(wú)法殺死等種種弊端。《消毒技術(shù)規(guī)范》中介紹，對(duì)于浸沒(méi)在臭氧氣體中的物體表面，接觸一段時(shí)間，可將表面細(xì)菌殺死。

南京皇明臭氧機(jī)電設(shè)備廠研制生產(chǎn)的兩大系列的臭氧類產(chǎn)品符合衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。其中空氣凈化系列采用了多項(xiàng)技術(shù)研制和開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，可滿足食品行業(yè)對(duì)消毒滅菌的要求。