臭氧在食品行业的应用

一、概述

臭氧以其的气味而得名，它是一种气体强氧化剂，具有杀菌力强，不产生任何残留污染，可直接对食品使用等优点。作为一种广谱高效杀菌剂，其杀菌速度较氯快300—600倍，可以快速杀灭各种细菌繁殖体和芽孢、病毒和真菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、、枯草杆菌黑色变种芽孢、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。臭氧极不稳定，可自行分解成氧，不产生任何残留。臭氧用作杀菌剂的试验是1886年由梅利坦斯在法国进行的，的实例是1909年法国科隆冷冻厂利用臭氧对冷藏牛肉表面杀菌以提高贮藏期。近年来，臭氧在食品行业的应用得到快速发展，1995-1996年间，日本、法国、澳大利亚相继立法，允许臭氧在食品行业中广泛使用。1997年4月，美国食品与医药管理局（FDA）放弃对食品加工使用臭氧的限制政策，承认臭氧应用于食品过程符合GRAS（通用安全标准）要求。1928年，英国人在我国的天津建立“合记蛋厂”，其打蛋车间就利用臭氧消毒。20世纪30年代末，美国80%的冷藏蛋库都装有臭氧发生器，提高了鸡蛋的储藏期。到了20世纪90年代中期，我国不少中外合资食品企业，在车间的杀菌净化、易腐食品的保鲜、储存仓库及食品船舱等环节都安装了臭氧发生器，后又推广到食品集装箱、食品冷藏车间。
    随着人们对化学消毒剂残留造成食品污染的重视，臭氧将成为食品行业的新兴消毒剂得到迅速的推广和使用。
    尽管在我国的药品生产GMP验证中早已推荐了臭氧灭菌方法，但臭氧在食品生的应用是在近两年才得到一个蓬勃发展的机会。

二、臭氧在食品行业的应用领域

1.冷库的消毒与除味

    冷库的生物污染源主要是霉菌，因其在低温条件下存活，对消毒剂有较强的耐受力。甘肃商业科技所和兰州大学合作对兰州地区冷库的青霉菌作消费剂筛选试验，在甲醛、过氧乙酸、苍尔子油和臭氧消毒最终效果的对比中，优选出臭氧。在臭氧12ppm作用下3-4小时，包括抵抗力的未萌动孢子皆被杀死。厂家实际应用中也证明了臭氧在冷库消毒中的优良效果，

冷库除味应用臭氧效果。短时即可奏效。广州一厂家用臭氧去除鱼变质臭味，一小时即完成。成都一家冷库用臭氧去除鱼库的腥臭味后贮藏冰激凌，质量很好，其他化学消毒剂的味道会污染冰激凌。

2.食品加工车间杀菌净化

    速冻食品、冷饮食品、肉蛋奶制品加工车间与包装间，都有比较高的卫生要求，特别是生鲜食品由于最终没有加热消毒工序，生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素。目前我国大都采用紫外灯消毒，由于前述紫外法杀菌天然的缺点，食品微生物指标很难控制，在夏季尤其严重。臭氧用于食品加工车间消毒效果很好，浓度也比冷库消毒要求低的多，一般0.5－1.0ppm即可达到80％以上的空气杀菌率，并可去除车间异味。蛋品加工厂生产蛋黄酱、冷饮厂生产冰激凌、雪糕，都有搅拌、膨化工序，产品与空气强烈接触，试用臭氧后车间微生物降低90％，产品质量达到合格标准，而一旦停止使用臭氧，产品中细菌含量逐日快速增加。

    车间工具、包装物杀菌要求臭氧浓度高一些，应达到5-6ppm。1994年9月，天津一分割、包装煮制鸭车间（约150m³），用3g/h臭氧发生器消毒2小时后，经区卫生防疫站检测，结果如下：

空气细菌总数

    消毒前：冷却间105个/m³，包装间1325个/m³。消毒后：冷却间26个/m³,包装间0个/m³。食品操作间内消毒后物品表面细菌情况：

a.工作台、菜刀、菜板；无菌落生长，无大肠菌。

b.门把、地面、手套、真空机、成品箱、细菌总数均小于1个/cm³，无大肠菌。

    原天津外贸食品厂1300m³速冻食品加工间，装有30W紫外灯48盏，后改装3g/h臭氧发生器两台，每天开机1小时，细菌杀灭率达到91.3％，产品合格率提高3.2％，1991年度节支消毒管理费用13321.44元。

    加工肠衣、皮革、海产品等气味污染严重的车间使用臭氧除味也很有效、实用，是很好的劳动保护手段。

    食品加工间杀菌净化的一个重要问题，是确定发生器的开机时间，原则是使上班时加工间内细菌数处于水平。一般是下班后开机，如上班前能开机更好。要留有停机臭氧分解时间，（大约半小时）待上班时嗅不到明显的臭氧气味即可。

    要求更高的无菌操作室可以在闭路空气循环中进行杀菌而又使工作人员不接触臭氧，该项应用技术已成熟。

    目前北京、天津、山东等地一大批食品出口企业在食品加工间中使用了臭氧发生器，提高了产品合格率，取得了良好的经济、社会效益。

3.蔬菜水果贮藏防霉保鲜

    蔬菜水果贮藏保鲜是一项复杂困难的工作，臭氧可在杀菌防霉与减缓新陈代谢两个方面发挥作用，同包装、冷藏、气调等手段一起配合提高保鲜效果。

    臭氧杀菌防霉分三个阶段应用：空气消毒、人库杀菌和日常防霉，目的是减少霉菌、酵母菌等微生物造成的腐烂。臭氧快速分解乙烯以实现减缓新陈代谢过程，推迟后熟和老化。

    蒜苔是目前贮存量、差价增值很大的蔬菜，臭氧应用相对成熟一些，一批国营和个体贮户取得了防止其霉变腐烂，将臭氧发生器放在库内距冷风机最远端，此时产生的臭氧借助冷风机抽风空气流动而与蒜苔表面接触，起到部分杀菌作用。在装袋前可一直开臭氧，由于贮量大、空气流动，不会达到2.5ppm的伤害浓度。小包装袋可通过硅窗或开袋换气前后开臭氧杀菌净化空气，去除蒜味。此时注意应将发生器放在开袋区域以增强杀菌净化效果。实际应用证明，臭氧可强烈抑制蒜苔苔苞腐烂扩展，如有霉烂发生，可使其直接暴露在臭氧下杀菌抑制其扩展。

    苹果、梨及葡萄等水果应用臭氧效果很好，间断应用浓度不超过2.0ppm没有任何伤害。

    通过臭氧防霉保鲜的蔬菜水果出库后一段时间仍保持保鲜作用。

4.矿泉水杀菌保质

    饮用水杀菌净化是臭氧应用历史最长、应用大的一个领域。目前世界臭氧产业的主要市场仍是饮水处理，在欧美、日本等发达国家臭氧化处理饮用水已占主导地位。原因在于臭氧处理可达到无微生物污染、无残余化学污染的高水平。

    矿泉水已是大量消费的瓶装饮料，其保质期取决于微生物的杀灭。常用的超滤加紫外消毒的方法难以达到质量标准，臭氧杀菌成为方法，即可以杀灭活微生物，达到双零指标，又可去除水中铁锰可溶性盐类而保存有益的碳氧化合物。

    矿泉水灌装间安装臭氧设备对空气杀菌净化，防止落下菌污染，对于没有空气过滤净化设备的厂家是非常有益的。采用臭氧化工艺的矿泉水厂经常利用臭氧对贮水灌（池）、管道、过滤器消毒也是非常有效的，在国外的资料里作为经验推荐。

5.生产用水杀菌净化

    食品生产需要大量洁净水，在生产成本中是一项较大开支。目前食品生产厂家有两种需求：一是水源不合格，如用海水代替淡水加工水产品或自来水存在污染；另一个是加工用水回用或延长使用时间。臭氧处理是可以满足这些需求的。

    加工蔬菜或禽类最后清洗用水会随时间延长而污染，经常换新水负担不起。利用臭氧处理有两种方案：循环处理或在池内处理均可达到要求。由于水处理臭氧系统投资相对较高，一些企业不愿接受，其实按设备寿命计算水成本并不高，产品质量提高则是的效益。

6.工作服消毒

    食品加工、冷饮、生化制药等部门一些工序对工作服消毒要求很高。工作服消毒经常采用高压消毒法，这在食品行业是难以做到的。食品厂家多用紫外照射消毒工作服，因紫外线法的天然缺陷消毒效果很差。利用臭氧对工作服消毒，是高效、经济、简便的方法。

    卫生部北京生物制品所利用臭氧对工作服进行了消毒试验，在封闭房间内将衣服用衣架挂起，温度15～20℃温度调整到RH80%～90％，臭氧浓度达到20ppm后停机封闭20小时细菌综述杀灭率90％～95％。这个试验一个月内反复进行四次，结果重复性很高。

    食品行业如每天班后消毒工作服，在20m2封闭房间内挂上几十件工作服，在地上洒些水。如利用3g/h发生器开机3-4小时即可达到8-10ppm臭氧浓度，确保杀灭率85％以上的消毒效果。（若选用臭氧产生量大的发生器则时间较短）把工作服挂在臭氧杀菌车间也有消毒作用，效果因浓度高底而产生少量偏差。

7. 食品设备、容器、工具、生产过程的消毒灭菌

在饮料、果汁等生产过程中，臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到消毒灭菌的目的。采用这种浸泡、冲洗的操用方法，一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒大量被冲淋掉；二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死，非常简单省事，而且在生产中不会产生死角，还避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质排放及残留等问题。另外，利用臭氧水对生产设备等的消毒灭菌技术结合膜分离工艺、无菌灌装系统等，在酿造工业中用于酱油、醋及酒类的生产，可提高产品的质量和档次。

现在用臭氧消毒技术来代替常用的老式消毒方式，如高温消毒，紫外线消毒等，相对来说要省事的多。具体方法是：将高浓度的臭氧直接打入管道容器，保持臭氧尾气有一定的浓度，就可以达到消毒灭菌的要求。因为是对管道容器进行内表层的消毒，所以臭氧浓度用的高一点，我们的设计浓度大于50ppm。

用臭氧对管道容器做消毒灭菌的优点非常明显，臭氧发生器可以移动使用，对不同的罐进行消毒，每个生产单元在每次换料前，都可以及时得到消毒，使用效率很高，很方便，不要用那么多的酒精，不要用氮气，也不要用高压蒸气