臭氧在食品行业的应用
来源： 阅读：2187 更新时间：2008-09-17 10:31一、 臭氧应用概况
臭氧用于饮用水处理和化学氧化已有百多年历史，在食品方面应用时间则短些。文献介绍，臭氧用于延长食品贮藏期是从1909年在法国Cologne的冷冻厂开始的，当时用于冷藏肉表面杀菌。以后在欧洲的一些大型冷冻厂应用臭氧于肉类、水果、鸡蛋的贮藏和酿酒工业。当时臭氧发生器受到技术水平的限制，采用管道关气到冷库内的方法投加臭氧化空气，使推广应用受到限制。即使在这样条件下，到1940年到美国的80%鸡蛋冷藏库都装备了臭氧发生器，用以灭霉提高鸡蛋的贮藏期。解放前英国人在天津建立的“和记蛋厂”也装备了臭氧发生器以保证打蛋车间的卫生。
二次世界大战争后，由于臭氧发生器与配套仪器设备的技术进步，以及加强了对臭氧应用与控制技术的研究，促进了臭氧用于食品贮藏技术的发展。许多欧洲国家把臭氧应用于船舶的食品冷藏仓，杀灭细菌、莓菌，去除异味，以保存运载的干酪、鸡蛋、肉类、家禽和水果，保证了远洋运输过程中的的食品质量。目前，包括我国制造的船舶在内，大部分船舶的食品冷藏仓、船员伙食仓都有臭氧发生器用于船舱消毒和对食品杀菌防霉。联邦德国、丹麦、日本等国都有专业厂家生产食品贮藏、保鲜、消毒用的臭氧发生器，最近，英国tri-ox公司推出了装有消毒杀菌用臭氧发生器的食品冷藏车，以保证运输食品的质量；日本则把臭氧发生器装进了家用电冰箱，SHARP公司用此技术提高冰箱除臭保鲜功能。
现在，臭氧应用正向食品加工、销售领域扩展。国外已有肉联厂在分割肉车间使用臭氧杀菌、除味，保持了商品的鲜度，空气也变得清新。
我国在食品行业应用臭氧的时间较短，广州黄埔冷冻厂1964年从原联邦德国DEMAG公司进口一台5克/小时臭氧发生器，用于冷库消毒除味，效果很好。进入九十年代，一大批单位开始生产称为“冷阴极”管网式俗称臭氧灯的微型、小型臭氧发生器。由于产量小、不耐高温及灯管生产工艺落后致使产生臭氧能力衰减很快等原因在食品行业应用遇到困难，而主要在医院和消毒柜、消毒碗柜方面应用。
自1986年开始，全国数十家大中型鸡蛋贮藏单位作臭氧空库消毒、贮藏防霉保鲜，产生发良好的效果，取得了巨大的经济效益和社会效益，原商业部科技司验收通过了这项臭氧应用技术成果。在蔬菜水果贮藏防霉保鲜、食品生产车间消毒与气体除味净化等方面应用，数百家企业也取得了良好效果，解决了一部分食品出口企业微生物难以控制的难题，使臭氧应用技术得到推广普及。
最近，为了加强矿泉水、纯水质量管理，即将实施新的矿泉水标准。作为杀菌净化，提高矿泉水保质期的首选手段---臭氧消毒，得到地矿部、卫生部等部门及专家的推荐。一批矿泉水、纯水生产厂家应用臭氧取得了明显的应用效果 。
二、臭氧在食品行业中的应用
臭氧在食品行业的应用主要有几个方面：一是生产车间空气及设备、器具表面和工作服的杀菌消毒；二是生产加工用水的杀菌净化和制备高浓度的臭氧消毒液；三是冷库消毒和食品保鲜。
(1)、生产车间空气杀菌消毒：
生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素，臭氧不但可以有效地杀灭它们，并可有效去除车间异味。通过我公司在全聚德、红牛、康师傅、统一企业的应用实例证明，使用臭氧消毒能使生产车间的空气、地面、操作台、器具等物体表面细菌指标达标合格，而且一些肉禽内屠宰车间的异味也有明显降低。
(2)、更衣室和工作服消毒：
生产车间的大部分细菌，都能通过加工人员的工作服带入生产车间，严重时会导致大面积传播，应引起足够重视。食品加工企业大多数采用紫外线照射消毒，因紫外线照射的天然缺陷，消毒效果较差，而臭氧气体可渗透服装各个部位，故利用臭氧对工作服进行消毒是高效、简单的方法。
(3)、生产用水的杀菌净化：
臭氧在水中对细菌、病毒、微生物等杀灭率更高、速度更快，对水中有机化合物等污染物质去除彻底，而又不产生二次污染。这对食品加工用水有特别意义。通常生产用水采用氯制剂进行消毒，由于水源受到有机化学产物污染日趋严重，氯制剂消毒后会产生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有机物，这些物质具有致癌性，因而欧盟国家已禁止使用氯系列长效消毒药剂，日本也将逐步禁止使用。而臭氧消毒处理后不产生二次污染化合物，且臭氧对细菌的杀灭率比氯制剂更高，杀灭速度大约是氯制剂的300-600倍。特别在预冷消毒中，克服了次氯酸钠消毒后氯残留的缺点，可以高效、经济、简便的杀灭细菌。目前有些使用巴氏消毒法，但又追求食品外型美观的食品企业，正在尝试用臭氧消毒来代替巴氏消毒。
(4)、制备高浓度的臭氧水做为新型消毒剂：
把高浓度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有极强的广谱杀菌效果，同时对各种农药、有机毒物、重金属离子都有极强的降解作用。高浓度的臭氧水在完成杀菌消毒及降解其它有害物质时，臭氧重新变成氧气，在水中不留下残留物，无二次污染和任何副作用。
(5)、食品冷库和保鲜冷库消毒：
冷库的生物污染源主要是霉菌，它们对化学消毒剂有很强的耐受力，而且在低温条件下存活。实验证明：使用浓度为6-12PPM的臭氧连续3-4小时消毒，可以将包括抵抗力极强的未萌动孢子杀死。停机后封库24小时以上，细菌杀灭率达90%左右，霉菌杀灭率可达80%左右，现场测定停机48小时后，虽然臭氧早已分解完，但微生物数量还在不断下降，因此冷库的消毒最好安排在进货前3天左右进行。在食品保鲜中应用臭氧可以起到杀菌防霉与减缓新陈代谢的作用，同冷藏、空调、包装协同使用，更能提高食品的保鲜效果。
三、臭氧与食品业其它消毒相比有特殊的优越性
（1）、臭氧和食品行业常用消毒剂相比：
杀菌能力高于甲醛、二氧化硫、高锰酸钾用氯制剂等消毒剂；
杀菌后剩余的臭氧会自行分解为氧气，不产生残留造成污染，这一点是任何化学消毒剂所无法比拟的。
（2）、臭氧杀菌与紫外线照射杀菌相比同样具有特殊的优越性：
1、臭氧到处渗透，没有死角。紫外线只有照射到物体表面且达到一定的照射强度标准才有杀菌效果。食品车间一般比较高大，致使紫外线照射强度远远不够，特别是距离远，照射产生很大死角，如加工案板下部等。臭氧为气体，渗透性强，扩散性好，浓度均匀，没有死角；
2、杀菌速度快。紫外线照射杀菌需要较长的作用时间，一般要照射6小时以上，而符合标准浓度的臭氧只需开机1小时以上；
3、高湿度下杀菌效果更好。紫外线照射杀菌在环境相对湿度达到60%以上时，消毒效果急剧下降，湿度达到80%以上时反可诱使细菌复活。臭氧则相反，湿度越高，杀菌效果越好。这是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织容易被臭氧破坏，这一特性对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合；
4、有低浓度保洁功能。紫外线照射时生产人员必须离开现场，照射完成后无法用低功率的紫外线照射保洁；臭氧消毒时生产人员必须离开现场，消毒完成后可以调低臭氧发生量，用符合国家卫生标准的低浓度臭氧继续保持生产车间的空气清洁。
（3）、臭氧除臭净化效果极好
臭氧依靠其强氧化性能可快速分解产生臭味及其其它气味的有机或无机物质后达到脱臭效果，将臭味根源物质分解成无害物质。例如：将氨氧化成二氧化碳和水。
四 、 臭氧发生器的选用
在医药生产工艺中，对于无菌生产、洁净生产洁净区域环境的微生物进行有效的控制，需要选择适宜的消毒灭菌剂，杀灭洁净环境内空气中和浮在机械设备、模具、容器、建筑物表面上的杂菌，以保持“无菌药品”生产所必须的相应洁净度环境（无菌室）。
臭氧由于易分解不能像氧气那样生产后储存在钢瓶内备用，只能边产生边使用。产生臭氧的设备即为臭氧发生器，目前应用的发生器多是利用交变高压电场产生电晕放电使空气的部分氧气分解、聚合为臭氧的。
空气、物品杀菌消毒选用“开式”发生器，它结构简单，使用方便。产生臭氧浓度较低，不需再扩散稀释。臭氧产量规格，德国生产臭氧发生器厂家DEMAG推荐如表：
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根据多年的实践经验，间断使用臭氧，食品加工车间按500立方空间选用一台10g/h产量臭氧发生器；果蔬菜贮藏库容选用一台15g/h臭氧发生器；冷库消毒要求浓度高，可集中多台发生器连续开机48小时以上。
作水处理应用应选择标准型发生器，由于水气接触时间短，要求臭氧浓度达到10mg/L以上。因此标准型发生器要有空气干燥处理系统，结构复杂。矿泉水、饮用水、食品加工用水均可按1m3 水投加2.0~2.5g臭氧设计，按每小时处理水量选择发生器规格即可。
由于臭氧比空气重，开式发生器臭氧出口应选在高处，使臭氧自上而下扩散浓度比较均匀。一个车间装多台发生器时，应注意布置使臭氧浓度均匀，同时离门远一点。
五、人们关心的几个问题
臭氧作为杀菌消毒剂当然不能对人直接使用，隔绝人使用是一项原则。多年理论研究与实践证明，臭氧对人的影响在消毒剂中比较小的。我国卫生部制定的《工定卫生标准》中规定臭氧安全标准0.15ppm，美国和国际臭氧协会的标准是0.1ppm下工作8~10小时。在这些浓度下任何人都会感觉到臭氧的特异性臭味，有人会有轻微口干的感觉。研究确定的一个无症状刺激区，它是按照臭氧浓度与时间乘积关系划定的一条曲线。简述如下：0.5~1PPM接触1.5 小时，口干不适；1~2PPM接触1小时，咳嗽，不疲乏；2~4PPM接触45分钟，引起强烈咳嗽。这些刺激当离开臭氧区回到自然环境下，即很快消失不留症状。也发现极少数人对臭氧敏感，反应强烈。
车间消毒按排在上班前下班后，贮藏库开机时间与查库、出货时间错开，人们既使嗅到点臭氧由于时间很短也没有任何损害。应用臭氧一百年来，世界上未发生一次臭氧中毒事件。
5.1、 对食品的影响
臭氧杀菌PPM级，作用于食品表面只产生极微弱的氧化作用，不足以影响食品内在物质变化。由于臭氧仍易分解，空气中半衰期20~50分钟，在食品表面也不产生残留。我国食品营养部门曾对臭氧贮藏的鸡蛋、苹果、柿椒的营养成分进行分析，并与对照组比较，没有明显差别。
5.2、 对设备的影响
虽然臭氧是强臭氧剂，但由于在空气中应用浓度与对表面氧化要求相比还是很低的，不足以造成明显损害。实践证明，应用多年的加工车间、冷库，均未发现设备、装置受损明显的情况，橡胶制品除处。由于水处理应用臭氧浓度高，接触臭氧部分的材料应具有防氧化能力。
