臭氧灭菌技术在食品加工行业的应用 [复制链接]

    摘要  本文以臭氧的消毒杀菌的特性和实际应用为依据，介绍了臭氧的基本性质，产生方式，灭菌机理及应用等，为臭氧在食品加工行业使用及推广提供了一定的参考依据。
    0．前言  我国对食品的安全问题高度重视，微生物控制是保障食品安全的重要环节，自2002年7月开始，在食品加工行业，实施“食品质量安全准入制度”开展QS质量认证，建立健全安全法规，标准和认证体系，完善监管，确保人民群众的消费安全。由于臭氧具有强氧化的作用，对一般细菌、大肠菌群、酵
母、病毒等微生物具有良好的杀灭作用。我国对臭氧的认识比较晚，大多数人对臭氧不熟悉，食品加工行业环境消毒还是以化学消毒剂（甲醛、氯）、高温为主，臭氧并没有引起应有的重视，我们希望促进臭氧灭菌技术在食品行业应用和发展。
1．臭氧的基本性质  臭氧（O3）是氧气（O2）的同素异形体，具有鱼腥味的微青色气体，其主要物理性质如表1。
    臭氧主要物理性质
相对分子质量（101.33kPa）    48.0
沸点（101.33kPa）    -111.9℃
融点（101.33kPa）    （-192.7±0.2）
气体密度（-133℃、101.33kPa）    2.144g/L
液密度（-18℃、101.33kPa）    1.151 g/L
颜色    气体微青色、固体暗紫色
气味    气体生鱼臭、液体树叶臭
稳定性    易分解
    。                                                        表1                    
     从表1不难看，与氧气相比，臭氧比重大，有味、有色、溶于水、易分解由于臭氧（O3）是由氧分子携带一个氧原子组成，决定了它只是一种暂存形态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气（O2）进入稳定状态。
    2．臭氧的产生及方法  制备臭氧的方法较多，有化学法、电解法、紫外光、高压电晕放电法，高压电晕放电法具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大。国际上臭氧行业绝大部分采用该项技术，一般采用高压放电法制取，就是利用交变高压电场，使含氧气体产生电晕放电，电晕中的自由高能电子离解O2分子，经三体碰撞反应又聚合成O3分子，即：
    O2+e-1      2O+ e -1
    O+ O2+M      O3+M  
    式中e-1—自由高能电子，M—气体中其它气体分子
    由高压放电原理的臭氧发生器产生的臭氧浓度，依原料的不同而不同，以空气为原料的是1%~3%，以氧气为原料的为2%~6%，只有空气经过过滤和干燥，才能保证臭氧的产量和浓度，气源是臭氧产量稳定的关键因素之一，
     3．臭氧灭菌机理  臭氧是一种强氧化剂，不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂。灭菌过程属生物化学氧化反应。臭氧灭菌有以下三种形式：（1）臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需要的酶，使细菌灭活死亡；（2）直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA使细菌的新陈代谢受到破坏、导致细菌死亡；（3）透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生同透性畸变而溶解死亡，从而杀灭细菌和病毒。
    4．臭氧的灭菌技术  臭氧在食品加工行业上的目的有杀菌、脱臭、脱色、氧化等，其用途见表2
    臭氧在食品加工行业上的用途                 表2
序号    利用领域    目      的
1    食品生产、包装车间空气灭菌    杀灭空气中的浮游菌、沉降菌、霉菌、酵母、
2    食品生产用水的灭菌净化    杀灭自来水、地下水、矿泉水、纯净水中的细菌和大肠杆菌，
还具有脱色、除铁、除锰、降低COD、除去有机物
3    物体表面的灭菌    杀灭工器具、容器、工作服、管道、包装物上的细菌
    4    食品原料的灭菌、农残降解    水产品、肉制品、榨菜、萝卜、小黄瓜等果蔬菜的杀菌
    6、臭氧在食品加工行业中的应用    在食品加工行业消毒杀菌的有效性方面，臭氧的效果优于紫外线、二氧化氯，由于臭氧具有广谱、杀菌彻底、无残留，在食品生产水处理中杀菌净化是臭氧应用历史最长，应用规模最大的领域。食品生产、包装车间的空气灭菌、物体表面食品原料的灭菌、农残降解的方面，臭氧具有一般灭菌剂无法比拟的优点，目前世界臭氧产业的主要市场仍是水处理，在欧美、日本等发达国家臭氧化水处理已占主导地位，原因是臭氧处理可达到无微生物污染、无残余化学污染的高水平。但根据对食品加工行业的消毒总体评价，臭氧是一种非常好的杀菌方法。
    我国的食品加工行业臭氧灭菌应用方面只是刚刚开始，随着食品加工行业要走出国门，参与国际市场的竞争，就必须提高我们生产技术，优化我们生产环境，食品加工行业要达到HACCP的标准、QS质量认证，臭氧将会发挥强有力的作用。
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