食品廠臭氧發(fā)生機(jī)

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食品廠臭氧發(fā)生機(jī)在食品行業(yè)的應(yīng)用

臭氧 ( O 3 ) 具有殺菌、 殺蟲、 滅酶、 消毒、 凈化空氣和水質(zhì)、 降解農(nóng)藥等功能, 由于其具有高效、 廣譜、 無殘留等特性, 法國(guó)、 日本、 澳大利亞等國(guó)率先將其作為消毒劑應(yīng)用于食品加工、 貯藏等領(lǐng)域。 1995~1996年, 法國(guó)、 日本、 澳大利亞相繼立法, 允許臭氧在食品加工中廣泛使用。 1996 年美國(guó)電力研究院 ( EPRI ) 組織專家調(diào)查并評(píng)估了臭氧應(yīng)用于食品加工業(yè)的歷史背景、 現(xiàn)狀與前景, 并對(duì)臭氧應(yīng)用于空氣處理、 殺菌;果蔬、 雞蛋貯藏; 肉類、 水產(chǎn)品、 禽類產(chǎn)品加工等 37個(gè)食品加工業(yè)領(lǐng)域的功效、 安全性、 毒性等問題進(jìn)行了研究, 結(jié)果表明, 臭氧應(yīng)用于食品加工符合通用安全標(biāo)準(zhǔn) ( GRAS ) 。臭氧在中國(guó)的應(yīng)用也有 10 多年的歷史, 在食品工業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用也有著非常

廣闊的市場(chǎng)。 筆者介紹了臭氧的性質(zhì), 并概述了臭氧在食品工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例, 以期進(jìn)一步推動(dòng)臭氧技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

1 臭氧的性質(zhì)

臭氧是氧氣的同素異形體, 常溫常壓下為無色氣體 ( 厚層呈藍(lán)色) , 有特殊臭味。液態(tài)臭氧為深藍(lán)色, 密度 1.71(- 183 ℃) , 沸點(diǎn) - 112 ℃ ; 固態(tài)臭氧呈紫黑色, 熔點(diǎn) - 251 ℃ 。在標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度 (STP) 下,其溶解度比氧氣大 13 倍。臭氧很不穩(wěn)定, 在大氣中半衰期為 50 min ( 常溫) , 在蒸餾水中的半衰期為 20min (20 ℃) , 在含有雜質(zhì)的水溶液中可迅速分解。臭氧化學(xué)性質(zhì)非?；顫?/span>, 常溫下緩慢分解, 高溫下迅速分解成氧氣, 是一種強(qiáng)氧化劑。臭氧在水中的氧化還原電位為 2.07 V , 僅次于氟, 具有很強(qiáng)的消毒、殺菌能力。臭氧在水中不穩(wěn)定, 分解產(chǎn)生非常活潑、具有強(qiáng)氧化能力的 [O] 、 [OH] 。臭氧水對(duì)各種致病微生物均有很強(qiáng)的滅菌作用  。

2 臭氧殺菌消毒技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

臭氧通過氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)從而起到殺菌消毒的作用。臭氧首先作用于細(xì)菌細(xì)胞膜, 使細(xì)胞膜受損, 障礙新陳代謝, 臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖, 改變細(xì)胞膜的通透性, 導(dǎo)致細(xì)胞溶解、 死亡。而臭氧殺滅病毒則認(rèn)為是氧化作用直接破壞其核糖核酸 RNA 或脫氧核糖核酸DNA , 從而致死病原體。臭氧水的殺菌消毒是微生物菌體既與溶解于水中的臭氧直接反應(yīng), 又與臭氧分解產(chǎn)生的羥基 [OH] 反應(yīng), 由于羥基 [OH] 具有極強(qiáng)的氧化性, 因此臭氧水的殺菌速度很快。臭氧的殺菌特性, 常用于以下食品工業(yè)領(lǐng)域中。

2.1 食品工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境殺菌凈化

冷飲食品、 速凍食品、 肉蛋奶制品加工對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生要求很高, 臭氧用于食品加工車間的環(huán)境消毒效果很好, 并可去除車間異味, 濃度為 1～2mg/kg 即可達(dá)到 80 % 以上的空氣殺菌率。包裝物、生產(chǎn)工具殺菌消毒, 要求臭氧濃度達(dá)到 10～24mg/m 3[3-4] 。食品生產(chǎn)、 生化制藥等行業(yè)的工作服消毒通常使用紫外燈照射法, 但只有光波直射到的部位才有消毒作用, 受照面積很小, 實(shí)際效果較差。利用O 3 對(duì)工作服消毒是一種高效、 經(jīng)濟(jì)而又簡(jiǎn)便的方法,消毒室內(nèi)臭氧濃度達(dá)到 40～60 mg/m 3 時(shí), 即可達(dá)到很好的消毒效果 。此外, 臭氧的強(qiáng)氧化性, 還可用于肉食加工車間、 廚房操作間的殺菌、 脫臭、 除味及食品原料的脫色和漂白。加工車間消毒安排在下班后上班前, 貯藏庫(kù)消毒時(shí)間應(yīng)與查庫(kù)、 出貨時(shí)間錯(cuò)開。

2.2 食品從業(yè)人員個(gè)人衛(wèi)生消毒食品加工行業(yè)從業(yè)人員的衛(wèi)生消毒工作, 尤其是手部消毒尤為重要。但由于一般消毒液具有強(qiáng)腐蝕性, 不適用于人體消毒, 因此從業(yè)人員在工作前

通常只用肥皂或洗手液洗手, 而不進(jìn)行專業(yè)消毒。臭氧水在殺菌消毒的同時(shí)不但不會(huì)對(duì)人的皮膚有傷害, 而且能夠起到護(hù)膚作用, 因此臭氧水是食品加工從業(yè)人員衛(wèi)生消毒的最佳用品  。

2.3 生產(chǎn)用水殺菌凈化、 礦泉水殺菌保質(zhì)

食品工業(yè)生產(chǎn)需要大量的潔凈水, 利用臭氧處理不合格水質(zhì), 完全可以達(dá)到目的。礦泉水的保質(zhì)期取決于微生物的殺滅程度, 常用的過濾加紫外線消毒方法難以達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 用臭氧殺菌即可完全殺滅微生物。臭氧在水中的溶解度隨溫度的降低、壓力的升高而增大。在實(shí)際生產(chǎn)條件下, 保證臭氧濃度為 10 mg/L , 氣、 水接觸時(shí)間 5～10 min , 氣、 水混合接觸良好的情況下即可達(dá)到要求。

2.4 臭氧在保鮮果蔬中的應(yīng)用病原微生物侵染和果蔬呼吸作用產(chǎn)生的乙烯催熟是導(dǎo)致果蔬采后腐爛變質(zhì)的主要原因, 每年有80×10 7 t 的果蔬腐爛, 損失總價(jià)值達(dá) 800 億元  。目前, 常用的果蔬貯藏保鮮技術(shù)主要有低溫貯藏、 熱力處理、 γ 射線輻照、 氣調(diào)處理、 化學(xué)藥劑熏蒸等方法,但這些方法成本較高、 技術(shù)手段繁瑣復(fù)雜、 對(duì)果肉品質(zhì)也有一定影響。臭氧不但能消毒、 滅菌, 并能快速氧化分解果蔬呼吸產(chǎn)生的乙烯氣體, 降低果蔬的新

陳代謝, 減慢其生理老化過程, 從而實(shí)現(xiàn)果蔬保鮮作用。因此, 臭氧廣泛應(yīng)用在果蔬采摘后的貯運(yùn)、 保鮮等環(huán)節(jié), 包括果蔬入庫(kù)前的空庫(kù)消毒、 果蔬在產(chǎn)地冷庫(kù)預(yù)冷期間的殺菌及貯運(yùn)中的防腐保鮮等。

2.4.1 臭氧可降低果蔬代謝作用, 防腐保鮮, 延長(zhǎng)貯藏期 臭氧能夠快速氧化分解乙烯氣體, 從而減緩果蔬的新陳代謝作用, 降低了成熟速度, 延長(zhǎng)貯藏保鮮期。 趙麗芹等 [10] 研究表明, 適當(dāng)濃度的臭氧處理可以有效地保持河套蜜瓜貯藏期間的品質(zhì), 延長(zhǎng)貯藏期, 貯藏環(huán)境中的臭氧濃度為 50 μl/L 時(shí)對(duì)保持河套蜜瓜的品質(zhì)效果最佳, 且較低濃度的臭氧處理有利于保持果品品質(zhì)。李莉杰等在貯藏蘋果和梨的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), 在臭氧的作用下, 細(xì)菌和霉菌的數(shù)目大大減少, 果實(shí)的腐爛率降低。夏靜發(fā)現(xiàn), 貯藏期臭氧處理使油冬菜黃葉率減少 11.8 % , 甜椒腐爛率減少 25 % , 蘑菇的開傘指數(shù)降低了 13.3 % 。馬鈴薯在相對(duì)濕度為 95 % 、 溫度 6~14 ℃ 、 環(huán)境中臭氧濃度達(dá)到 3 mg/m 3 的條件下, 貯藏 6 個(gè)月也不會(huì)出現(xiàn)萌芽、 腐爛現(xiàn)象。

2.4.2 果蔬采后和入庫(kù)殺菌 新鮮果蔬采后往往含有大量病原微生物, 對(duì)剛剛采摘及預(yù)貯期間的果蔬進(jìn)行殺菌消毒, 能很好地避免由病菌所造成的腐爛,一般臭氧濃度在 4~24 mg/m 3 即可達(dá)到滿意的殺菌效果, 較好地延長(zhǎng)果蔬貯藏保鮮期 [13] 。果蔬入庫(kù)前的空

庫(kù)消毒也是必不可少的, 很多病菌主要來源于田間和冷藏庫(kù)房。霉菌在冷庫(kù)的低溫低濕條件下可長(zhǎng)期存活, 對(duì)一般消毒劑具有較強(qiáng)的耐受力, 臭氧能明顯抑制霉菌孢子的萌發(fā)和生長(zhǎng)  。試驗(yàn)表明, 臭氧對(duì)冷庫(kù)消毒效果很好, 在 24 mg/m 3 濃度下, 3~4 h 就可以殺死霉菌, 包括抵抗力極強(qiáng)的未萌動(dòng)孢子。 冷庫(kù)消毒最適臭氧濃度為 12~20 mg/m 3 , 停機(jī)后封庫(kù) 24 h , 細(xì)菌的殺滅率可達(dá) 90 % 以上, 霉菌殺滅率為 80 % ,基本達(dá)到了對(duì)空庫(kù)消毒的預(yù)期目的。盡管果蔬貯藏保鮮是一個(gè)非常復(fù)雜的過程, 但是臭氧可以在殺菌除霉與減緩新陳代謝等方面發(fā)揮作用, 同包裝、 冷藏、 氣調(diào)等方法配合使用能大大提高保鮮效果。

2.5 臭氧降解果蔬農(nóng)殘

目前, 在果蔬生產(chǎn)上常用的農(nóng)藥主要是有機(jī)磷農(nóng)藥、 擬除蟲菊酯或氨基甲酸酯類農(nóng)藥。這 3 類農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)中含有磷氧雙鍵、 碳碳雙鍵或苯環(huán)結(jié)構(gòu)。在臭氧極強(qiáng)的氧化作用下, 雙鍵斷裂, 農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)被破壞。臭氧氧化農(nóng)藥的產(chǎn)物是酸類、 醇類、胺類或相應(yīng)的氧化物等小分子化合物。如有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉硫磷, 與臭氧反應(yīng)先生成馬拉氧磷, 繼續(xù)反應(yīng)最終生成磷酸、 硫酸、 二氧化碳和水。生成物大都為水溶性的, 可以用水沖洗。因此用臭氧降解農(nóng)殘是安全可行的。劉紅偉等用臭氧處理蔬菜中殘留的甲胺磷、 敵敵畏、 氧化樂果, 研究臭氧對(duì)蔬菜中常見有機(jī)磷農(nóng)藥脫除效果, 結(jié)果表明, 臭氧處理蔬菜中殘留的甲胺磷、 氧化樂果、 敵敵畏 3 種有機(jī)磷農(nóng)藥效果明顯, 經(jīng) 10 mg/L 臭氧處理 30 min 后, 蔬菜中殘留的有機(jī)磷農(nóng)藥脫除率在 85 % 以上。 楊挺等 也發(fā)現(xiàn)臭氧能有效去除蔬菜表面的擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留, 高濃度臭氧水的去除能力大于低濃度臭氧水, 且對(duì)蔬菜品質(zhì)不產(chǎn)生影響。

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