臭氧在食品工業中的應用

　　臭氧的基本特性 ：臭氧（ O 3 ）是一種強氧化劑和殺菌消毒劑。它是氧氣的同素異形體，其分子有三個氧原子組成，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，其標準氧化還原電位僅次于氟，達 2.07V 。臭氧的化學穩定性差，在溫度為（ 20 ℃ ）純水中的飽和度近似為 30mg/L ，半衰期為 20 分鐘，水質越純凈，其半衰期越長。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，它是一種氣體強氧化劑，具有殺菌力強，不產生任何殘留污染，可直接對食品使用等優點。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。臭氧不穩定，可自行分解成氧，不產生任何殘留。臭氧用作殺菌劑的初期試驗是 1886 年由梅利坦斯在法國進行的。近年來，臭氧在食品行業的應用得到快速發展， 1995-1996 年間，日本、法國、澳大利亞相繼立法，允許臭氧在食品行業中廣泛使用。 1997 年，美國食品與醫藥管理局（ FDA ）放棄對食品加工使用臭氧的限制政策，承認臭氧應用于食品過程符合 GRAS （通用安全標準）要求。隨著人們對化學消毒劑殘留造成食品污染的重視，臭氧將成為食品行業的興消毒劑得到迅速的推廣和使用。

　　臭氧殺菌消毒機理 ：臭氧殺菌過程為強氧化作用使微生物細胞中的多種成分產生化學反應，從而導致不可逆轉的變化而死亡。一般認為，臭氧滅活病毒是通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、霉菌類微生物則是臭氧先作用于細胞膜并將膜破壞，進而破壞膜內組織，直到殺死。由于臭氧的強氧化性和廣譜性，具有消毒、殺菌、除臭、除味等作用，在許多域得以廣泛應用。

臭氧產品與食品行業常用消毒劑相比具有特殊的*性：

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

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

臭氧與食品行業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到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強度遠遠不夠，特別是距離遠，照射產生很大，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強，擴散性好，濃度均勻，沒有；

（ 2 ）紫外線照射殺菌需要較長的作用時間，一般要照射 6 小時以上，而符合標準濃度的臭氧只需開機 1 小時以上；

（ 3 ）紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到 60% 以上時，消毒效果急劇下降，濕度達到 80% 以上時，反而可誘使細菌復活。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業中普遍存在的高濕環境特別適合；

（ 4 ）紫外線照射時生產人員必須離開現場，照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時生產人員必須離開現場，消毒完成后可以調低臭氧發生量，用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。

　　臭氧在食品行業的應用主要有幾個方面：一是生產車間空氣及設備、器具表面和工作服的殺菌消毒；二是生產加工用水的殺菌凈化和制備高濃度的臭氧消毒液；三是冷庫消毒和食品保鮮。

　　生產車間空氣殺菌消毒 ：生產車間的微生物污染是影響產品質量的重要因素，臭氧不但可以有效地殺滅它們，并可有效祛除車間異味。通過我公司對客戶的生產凈菜加工、水產品和肉類生產企業的應用實例證明，使用臭氧消毒能使生產車間的空氣、地面、操作臺、器具等物體表面細菌指標達標合格，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 ：生產車間的大部分細菌，都能通過加工人員的工作服帶入生產車間。嚴重時會導致大面積傳播，應引起足夠重視。食品加工企業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部位，故利用臭氧對工作服進行消毒是、簡便的方法。

　　生產用水的殺菌凈化 ：臭氧在水中對細菌、病毒等微生物的殺滅率更高、速度更快，對水中有機化合物等污染物質去除*，而又不產生二次污染。這對食品加工用水有特殊意義。通常生產用水采用氟制劑進行消毒，由于水源受有機化學產物污染日趨嚴重，氟制劑消毒后會產生二氯乙烷、四氯化碳等氯化有機物（ THM ），這些物質具有致癌性，因而歐盟國家已禁止使用氯系列長效消毒劑，日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產生二次污染化合物，且臭氧對細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。特別在預冷池消毒中，克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點，可以、經濟、簡便的殺滅細菌。

　　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的廣譜殺菌效果，同時對各種農藥、有機毒物、重金屬離子都有強的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質時，臭氧重變成氧氣，在水中不留下殘留物，無二次污染和任何副作用。我公司生產研發的3S型高濃度臭氧機，流量 1000L/H ，水中 臭氧濃度 ≥ 12mg/L（能耗低，每小時用電不足1度）。對人工污染的大腸桿菌在臭氧水中5-15分鐘，平均滅菌率達99.98%---99.99%，其臭氧水反復沖洗、擦洗消毒對象有利于增強消毒效果，脫落于臭氧水中的大腸桿菌0.5分鐘后已檢測不出。用其臭氧水進行果蔬的農藥降解，5---30分鐘，其降解率達98%。

　　食品冷庫和保鮮冷庫消毒 ：冷庫的生物污染源主要是霉菌，它們對化學消毒劑有很強的耐受力，而且在低溫條件下存活。實驗證明：使用濃度為 6-12PPM 的臭氧連續 3-4 小時消毒，可以將包括抵抗力強的未萌動孢子殺死。停機后封庫 24 小時以上，細菌殺滅率達 90% 左右，霉菌殺滅率可達 80% 左右，現場測定停機 48 小時后，雖然臭氧早已分解完，但微生物數量還在不斷下降，因此冷庫的消毒安排在進貨前 3 天左右進行。在食品保鮮中應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、包裝協同使用，更能提高食品的保鮮效果。

中央空調凈化系統對生產區的消毒滅菌 

　　 在食品廠，一般來說，生產區面積較大，可利用中央空調系統完成對生產區的凈化消毒。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，用臭氧消毒取替是一個很好的方法。其方法是將臭氧發生器直接放在空調凈化系統的風道中，稱為內置臭氧發生器。臭氧隨著風道的氣流，送入生產區，對潔凈區進行消毒滅菌，剩余臭氧吸入回風口，由中央空調帶走。也可以將臭氧發生器放在中央空調風口的外面，將臭氧打入中央空調的風道中，然后被送入各潔凈室，稱為外置式臭氧發生器。外置式臭氧發生器安裝檢修方便，但制造成本要高一點。兩種方法消毒效果都是一樣的。按照衛生部消毒技術規范的要求，對空氣消毒的臭氧濃度是 5ppm ，但事實上，生產區的消毒不僅是對空氣的消毒，實際上還包括了對物體表面的消毒，所以，設計時的濃度一般應大于10ppm 。每天上班前開機消毒2小時，就可以保證一天內生產區的浮游菌和沉降菌達到消毒的要求。 

　　 從使用臭氧進行滅菌的制藥廠的檢測報告可看到，菌檢全部合格。替代了令人頭痛的甲醛熏蒸大消毒。同時，使非生產作業減少，能耗減少，取得了滿意的效果。

　　對于沒有通風口或只有進風口，沒有回風口的生產區、包裝檢驗區等，公司專門為此設計的 3S 系列產品，能迅速將臭氧傳送到空間內的各個地方，電腦定時控制，無，易移動使用，可達到百潔凈度。

空間的消毒滅菌 
　　 對于中央空調凈化系統以外的生產室，或需要滅菌的其他房間則需單獨進行滅菌處理。方法是選用臭氧發生器，直接安裝在該房間內。根據需要設定消毒時間，消毒結束便自動關機，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，就可以達到消毒滅菌的目的。比用化學試劑對房間的熏蒸要省事得多，可代替化學熏蒸，縮短消毒時間，避免二次污染。 

物品的表面消毒滅菌

      在食品生產過程中，常常要對原材料、工具器材、包裝物、生產場所等進行物體表面消毒。傳統的方法是用紫外線消毒，但消毒不*，存在消毒，衰減快，對于特定環境中的某些細菌無法殺死等種種弊端。《消毒技術規范》中介紹，對于浸沒在臭氧氣體中的物體表面，接觸一段時間，可將表面細菌殺死。

南京皇明臭氧機電設備廠研制生產的兩大系列的臭氧類產品符合衛生部《消毒技術規范》標準。其中空氣凈化系列采用了多項技術研制和開發的產品，可滿足食品行業對消毒滅菌的要求。