臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用

一、概述

臭氧以其特有的氣味而得名，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)。作為一種廣譜高效殺菌劑，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(mén)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。臭氧極不穩(wěn)定，可自行分解成氧，不產(chǎn)生任何殘留。臭氧用作殺菌劑的最早試驗(yàn)是1886年由梅利坦斯在法國(guó)進(jìn)行的，最早的實(shí)例是1909年法國(guó)科隆冷凍廠利用臭氧對(duì)冷藏牛肉表面殺菌以提高貯藏期。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4月，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。1928年，英國(guó)人在我國(guó)的天津建立“合記蛋廠”，其打蛋車(chē)間就利用臭氧消毒。20世紀(jì)30年代末，美國(guó)80%的冷藏蛋庫(kù)都裝有臭氧發(fā)生器，提高了雞蛋的儲(chǔ)藏期。到了20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)不少中外合資食品企業(yè)，在車(chē)間的殺菌凈化、易腐食品的保鮮、儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)及食品船艙等環(huán)節(jié)都安裝了臭氧發(fā)生器，后又推廣到食品集裝箱、食品冷藏車(chē)間。
    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)的新興消毒劑得到迅速的推廣和使用。
    盡管在我國(guó)的藥品生產(chǎn)GMP驗(yàn)證中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在食品生的應(yīng)用是在近兩年才得到一個(gè)蓬勃發(fā)展的機(jī)會(huì)。

二、臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.冷庫(kù)的消毒與除味

    冷庫(kù)的生物污染源主要是霉菌，因其在低溫條件下存活，對(duì)消毒劑有較強(qiáng)的耐受力。甘肅商業(yè)科技所和蘭州大學(xué)合作對(duì)蘭州地區(qū)冷庫(kù)的青霉菌作消費(fèi)劑篩選試驗(yàn)，在甲醛、過(guò)氧乙酸、蒼爾子油和臭氧消毒最終效果的對(duì)比中，優(yōu)選出臭氧。在臭氧12ppm作用下3-4小時(shí)，包括抵抗力極強(qiáng)的未萌動(dòng)孢子皆被殺死。廠家實(shí)際應(yīng)用中也證明了臭氧在冷庫(kù)消毒中的優(yōu)良效果，

冷庫(kù)除味應(yīng)用臭氧效果極好。短時(shí)即可奏效。廣州一廠家用臭氧去除魚(yú)變質(zhì)臭味，一小時(shí)即完成。成都一家冷庫(kù)用臭氧去除魚(yú)庫(kù)的腥臭味后貯藏冰激凌，質(zhì)量很好，其他化學(xué)消毒劑的味道會(huì)污染冰激凌。

2.食品加工車(chē)間殺菌凈化

    速凍食品、冷飲食品、肉蛋奶制品加工車(chē)間與包裝間，都有比較高的衛(wèi)生要求，特別是生鮮食品由于最終沒(méi)有加熱消毒工序，生產(chǎn)車(chē)間的微生物污染是影響產(chǎn)品質(zhì)量的極重要因素。目前我國(guó)大都采用紫外燈消毒，由于前述紫外法殺菌天然的缺點(diǎn)，食品微生物指標(biāo)很難控制，在夏季尤其嚴(yán)重。臭氧用于食品加工車(chē)間消毒效果很好，濃度也比冷庫(kù)消毒要求低的多，一般0.5－1.0ppm即可達(dá)到80％以上的空氣殺菌率，并可去除車(chē)間異味。蛋品加工廠生產(chǎn)蛋黃醬、冷飲廠生產(chǎn)冰激凌、雪糕，都有攪拌、膨化工序，產(chǎn)品與空氣強(qiáng)烈接觸，試用臭氧后車(chē)間微生物降低90％，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，而一旦停止使用臭氧，產(chǎn)品中細(xì)菌含量逐日快速增加。

    車(chē)間工具、包裝物殺菌要求臭氧濃度高一些，應(yīng)達(dá)到5-6ppm。1994年9月，天津一分割、包裝煮制鴨車(chē)間（約150m3），用3g/h臭氧發(fā)生器消毒2小時(shí)后，經(jīng)區(qū)衛(wèi)生防疫站檢測(cè)，結(jié)果如下：

空氣細(xì)菌總數(shù)

    消毒前：冷卻間105個(gè)/m3，包裝間1325個(gè)/m3。消毒后：冷卻間26個(gè)/m3,包裝間0個(gè)/m3。食品操作間內(nèi)消毒后物品表面細(xì)菌情況：

a.工作臺(tái)、菜刀、菜板；無(wú)菌落生長(zhǎng)，無(wú)大腸菌。

b.門(mén)把、地面、手套、真空機(jī)、成品箱、細(xì)菌總數(shù)均小于1個(gè)/cm3，無(wú)大腸菌。

    原天津外貿(mào)食品廠1300m3速凍食品加工間，裝有30W紫外燈48盞，后改裝3g/h臭氧發(fā)生器兩臺(tái)，每天開(kāi)機(jī)1小時(shí)，細(xì)菌殺滅率達(dá)到91.3％，產(chǎn)品合格率提高3.2％，1991年度節(jié)支消毒管理費(fèi)用13321.44元。

    加工腸衣、皮革、海產(chǎn)品等氣味污染嚴(yán)重的車(chē)間使用臭氧除味也很有效、實(shí)用，是很好的勞動(dòng)保護(hù)手段。

    食品加工間殺菌凈化的一個(gè)重要問(wèn)題，是確定發(fā)生器的開(kāi)機(jī)時(shí)間，原則是使上班時(shí)加工間內(nèi)細(xì)菌數(shù)處于最低水平。一般是下班后開(kāi)機(jī)，如上班前能開(kāi)機(jī)更好。要留有停機(jī)臭氧分解時(shí)間，（大約半小時(shí)）待上班時(shí)嗅不到明顯的臭氧氣味即可。

    要求更高的無(wú)菌操作室可以在閉路空氣循環(huán)中進(jìn)行殺菌而又使工作人員不接觸臭氧，該項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)已成熟。

    目前北京、天津、山東等地一大批食品出口企業(yè)在食品加工間中使用了臭氧發(fā)生器，提高了產(chǎn)品合格率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

3.蔬菜水果貯藏防霉保鮮

    蔬菜水果貯藏保鮮是一項(xiàng)復(fù)雜困難的工作，臭氧可在殺菌防霉與減緩新陳代謝兩個(gè)方面發(fā)揮作用，同包裝、冷藏、氣調(diào)等手段一起配合提高保鮮效果。

    臭氧殺菌防霉分三個(gè)階段應(yīng)用：空氣消毒、人庫(kù)殺菌和日常防霉，目的是減少霉菌、酵母菌等微生物造成的腐爛。臭氧快速分解乙烯以實(shí)現(xiàn)減緩新陳代謝過(guò)程，推遲后熟和老化。

    蒜苔是目前貯存量最大、差價(jià)增值很大的蔬菜，臭氧應(yīng)用相對(duì)成熟一些，一批國(guó)營(yíng)和個(gè)體貯戶取得了防止其霉變腐爛，將臭氧發(fā)生器放在庫(kù)內(nèi)距冷風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)端，此時(shí)產(chǎn)生的臭氧借助冷風(fēng)機(jī)抽風(fēng)空氣流動(dòng)而與蒜苔表面接觸，起到部分殺菌作用。在裝袋前可一直開(kāi)臭氧，由于貯量大、空氣流動(dòng)，不會(huì)達(dá)到2.5ppm的傷害濃度。小包裝袋可通過(guò)硅窗或開(kāi)袋換氣前后開(kāi)臭氧殺菌凈化空氣，去除蒜味。此時(shí)注意應(yīng)將發(fā)生器放在開(kāi)袋區(qū)域以增強(qiáng)殺菌凈化效果。實(shí)際應(yīng)用證明，臭氧可強(qiáng)烈抑制蒜苔苔苞腐爛擴(kuò)展，如有霉?fàn)€發(fā)生，可使其直接暴露在臭氧下殺菌抑制其擴(kuò)展。

    蘋(píng)果、梨及葡萄等水果應(yīng)用臭氧效果很好，間斷應(yīng)用濃度不超過(guò)2.0ppm沒(méi)有任何傷害。

    通過(guò)臭氧防霉保鮮的蔬菜水果出庫(kù)后一段時(shí)間仍保持保鮮作用。

4.礦泉水殺菌保質(zhì)

    飲用水殺菌凈化是臭氧應(yīng)用歷史最長(zhǎng)、應(yīng)用規(guī)模最大的一個(gè)領(lǐng)域。目前世界臭氧產(chǎn)業(yè)的主要市場(chǎng)仍是飲水處理，在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家臭氧化處理飲用水已占主導(dǎo)地位。原因在于臭氧處理可達(dá)到無(wú)微生物污染、無(wú)殘余化學(xué)污染的高水平。

    礦泉水已是大量消費(fèi)的瓶裝飲料，其保質(zhì)期取決于微生物的徹底殺滅。常用的超濾加紫外消毒的方法難以達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，臭氧殺菌成為首選方法，即可以完全殺滅活微生物，達(dá)到雙零指標(biāo)，又可去除水中鐵錳可溶性鹽類而保存有益的碳氧化合物。

    礦泉水灌裝間安裝臭氧設(shè)備對(duì)空氣殺菌凈化，防止落下菌污染，對(duì)于沒(méi)有空氣過(guò)濾凈化設(shè)備的廠家是非常有益的。采用臭氧化工藝的礦泉水廠經(jīng)常利用臭氧對(duì)貯水灌（池）、管道、過(guò)濾器消毒也是非常有效的，在國(guó)外的資料里作為經(jīng)驗(yàn)推薦。

5.生產(chǎn)用水殺菌凈化

    食品生產(chǎn)需要大量潔凈水，在生產(chǎn)成本中是一項(xiàng)較大開(kāi)支。目前食品生產(chǎn)廠家有兩種需求：一是水源不合格，如用海水代替淡水加工水產(chǎn)品或自來(lái)水存在污染；另一個(gè)是加工用水回用或延長(zhǎng)使用時(shí)間。臭氧處理是完全可以滿足這些需求的。

    加工蔬菜或禽類最后清洗用水會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而污染，經(jīng)常換新水負(fù)擔(dān)不起。利用臭氧處理有兩種方案：循環(huán)處理或在池內(nèi)處理均可達(dá)到要求。由于水處理臭氧系統(tǒng)投資相對(duì)較高，一些企業(yè)不愿接受，其實(shí)按設(shè)備壽命計(jì)算水成本并不高，產(chǎn)品質(zhì)量提高則是最大的效益。

6.工作服消毒

    食品加工、冷飲、生化制藥等部門(mén)一些工序?qū)ぷ鞣疽蠛芨?。工作服消毒?jīng)常采用高壓消毒法，這在食品行業(yè)是難以做到的。食品廠家多用紫外照射消毒工作服，因紫外線法的天然缺陷消毒效果很差。利用臭氧對(duì)工作服消毒，是高效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的方法。

    衛(wèi)生部北京生物制品所利用臭氧對(duì)工作服進(jìn)行了消毒試驗(yàn)，在封閉房間內(nèi)將衣服用衣架掛起，溫度15～20℃溫度調(diào)整到RH80%～90％，臭氧濃度達(dá)到20ppm后停機(jī)封閉20小時(shí)細(xì)菌綜述殺滅率90％～95％。這個(gè)試驗(yàn)一個(gè)月內(nèi)反復(fù)進(jìn)行四次，結(jié)果重復(fù)性很高。

    食品行業(yè)如每天班后消毒工作服，在20m2封閉房間內(nèi)掛上幾十件工作服，在地上灑些水。如利用3g/h發(fā)生器開(kāi)機(jī)3-4小時(shí)即可達(dá)到8-10ppm臭氧濃度，確保殺滅率85％以上的消毒效果。（若選用臭氧產(chǎn)生量大的發(fā)生器則時(shí)間較短）把工作服掛在臭氧殺菌車(chē)間也有消毒作用，效果因濃度高底而產(chǎn)生少量偏差。

7. 食品設(shè)備、容器、工具、生產(chǎn)過(guò)程的消毒滅菌

在飲料、果汁等生產(chǎn)過(guò)程中，臭氧水可用于管路、生產(chǎn)設(shè)備及盛裝容器的浸泡和沖洗，從而達(dá)到消毒滅菌的目的。采用這種浸泡、沖洗的操用方法，一是管路、設(shè)備及盛裝容器表面上的細(xì)菌、病毒大量被沖淋掉；二是殘留在表面上的未被沖走的細(xì)菌、病毒被臭氧殺死，非常簡(jiǎn)單省事，而且在生產(chǎn)中不會(huì)產(chǎn)生死角，還完全避免了生產(chǎn)中使用化學(xué)消毒劑帶來(lái)的化學(xué)毒害物質(zhì)排放及殘留等問(wèn)題。另外，利用臭氧水對(duì)生產(chǎn)設(shè)備等的消毒滅菌技術(shù)結(jié)合膜分離工藝、無(wú)菌灌裝系統(tǒng)等，在釀造工業(yè)中用于醬油、醋及酒類的生產(chǎn)，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次。

現(xiàn)在用臭氧消毒技術(shù)來(lái)代替常用的老式消毒方式，如高溫消毒，紫外線消毒等，相對(duì)來(lái)說(shuō)要省事的多。具體方法是：將高濃度的臭氧直接打入管道容器，保持臭氧尾氣有一定的濃度，就可以達(dá)到消毒滅菌的要求。因?yàn)槭菍?duì)管道容器進(jìn)行內(nèi)表層的消毒，所以臭氧濃度用的高一點(diǎn)，我們的設(shè)計(jì)濃度大于50ppm。

用臭氧對(duì)管道容器做消毒滅菌的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，臭氧發(fā)生器可以移動(dòng)使用，對(duì)不同的罐進(jìn)行消毒，每個(gè)生產(chǎn)單元在每次換料前，都可以及時(shí)得到消毒，使用效率很高，很方便，不要用那么多的酒精，不要用氮?dú)?，也不要用高壓蒸?/p>