臭氧杀菌技术在食品生产中的应用.docx

食品杀菌新技术臭氧杀菌技术在食品生产中的应用0.前言臭氧是一种淡蓝色的不稳定气体，具有强氧化性，具有刺激性气味，1939 年由德国科学家Schonbein率先发现［1］自19世纪开始应用于水处理杀菌以来， 逐渐在多个领域被应用因为其杀菌力强、菌谱广、可白行分解不产生残余污染 等优点⑵，故而近年来在食品工业方面也得到了广泛的应用1. 臭氧杀菌机理与特点臭氧是氧气的同素异形体，密度为1.71（ — 183°C），沸点为-112T；固态的 臭氧呈紫黑色，熔点为-251C在标准压力和温度下，其溶解度比02大3倍臭 氧很不稳定，在大气中半衰期为50 min（常温），在蒸馏水中的半衰期为 20min（20C），在含有杂质的水溶液中可迅速分解⑶臭氧化学性质非常活泼， 常温下缓慢分解，高温下迅速分解成氧气，是一种强氧化剂臭氧在水中的氧化 还原电位为2.07V，仅次于氟，具有很强的消毒、杀菌能力臭氧在水中不稳定， 分解产生非常活泼、具有强氧化能力的0、0H,对水中的各种菌体杀灭效果显著⑷臭氧的氧化能力很强，仅次于氟％臭氧正是依靠其强氧化能力达到杀灭微 生物目的，它与微生物细胞中的多种成份产生反应，从产生不可逆转的变化。

对 臭氧杀菌机理的见解很多，一般认为杀灭细菌、霉菌类微生物是臭氧首先作用于 细胞膜，使膜构成成份受到损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗 透破坏膜内组织，直至杀死湿度增加杀菌力提高，是由于高湿度下微生物细胞 膜变薄，其组织容易被臭氧破坏臭氧的杀菌具有以下特点：（1）广谱性，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、 真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素并且在水中的杀菌效率远高于氯2）高效 性，当当它的浓度高于一定的阈值时，杀菌非常迅速，可以瞬间完成3）无污 染，臭氧在杀菌过程之中不会产生有害物质，因为消毒后会变成氧气，也不会有 不良残留，控制简单方便［5］基于以上优点，臭氧杀菌技术得以在多方面得到广 泛应用2. 臭氧杀菌的影响因素及对不同菌体杀灭效果的研究尽管臭氧杀菌具有以上的诸多优点，但是同时也受到了很多因素的影响，如 果不能调整好合适的条件，杀菌效果也会比较差，所以研究臭氧杀菌的影响因素 也是有着很大意义的温度，湿度对抽样的杀菌效果有着一定的影响，一般来说，在温度低，湿度 高的条件下，臭氧杀菌条件比较好，实验证明，当环境相对湿度小于45%，臭氧 对空气中的悬浮物没有杀灭性，在同样的温度下，相对湿度超过60%，杀菌效果 逐渐增强，在相对湿度达到90%时，达到最佳杀菌效果⑹。

同时要达到杀菌的目的，臭氧需要达到一定的浓度，当浓度低于0.2mg/L时， 几乎没有杀菌效果臭氧对于不同的微生物杀菌效果也有区别臭氧对人和动物 的致病菌和病毒如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、乙肝病毒、沙门氏菌等具有很强 杀灭性，即使对化学消毒荆具有很强耐受力的霉菌也有很强的杀灭性对于水中 的细菌，研究中直接充入自来水中，使水中臭氧含量为1.0mg/L，作用10 min, 对水中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌和结核分枝杆菌杀灭率分别为 80%、90%、70%和85% ；含臭氧量达到8mg / L,作用10 min,除白色念珠菌之 外，对其他细菌杀灭率菌达到100%［们对培养基中和空气中的菌体杀灭效果也 高于90%，可以看出臭氧杀菌在各种条件下主要菌种都有良好的杀灭效果4. 臭氧在果蔬杀菌中的应用臭氧用于果蔬保鲜的机理：臭氧减缓果蔬新陈代谢过程，推迟后熟和老化是 通过氧化分解乙烯气体实现的蔬菜水果采摘后仍是鲜活的生命体，储藏期间呼 仍然进行着呼吸作用，因而逐渐成熟降温和气调都可以降低其呼吸强度果蔬 在接近成熟阶段将产生乙烯气体，它有加速成熟的作用，又称为催熟剂它的扩 散还将使其它果蔬加速成熟。

水果成熟的表面信号是果皮变成褐色，果肉变软， 并最后老化腐烂水果库中的浓郁香味就是成熟的表现臭氧能够有效地控制这 个过程，它快速氧化分解乙烯，开始时产生乙烯中间氧化物，继之打破C-C连接 键，最终分解为C02和水臭氧减缓了新陈代谢，降低了成熟速度，促进创伤愈 合，并增加了对传染的抵抗力，对延长果蔬的储藏期发挥了重要作用在臭氧对果蔬的杀菌过程中，处理时间越长，杀菌效果越好，臭氧浓度越大， 杀菌效果越好，研究中对FD蔬菜汤料的臭氧处理可以使其微生物残留维持在一个 安全的水平⑻，同时可以推广到其他的FD蔬菜产品在应用于鲜切西洋芹的保鲜 中时，在臭氧浓度0. 3mg/L的情况下处理10min，可有效杀灭表面的微生物，菌 落总数降低二个数量级⑼应用于苹果的保鲜时，与未用臭氧保鲜的苹果做对比 随着贮藏时间的延长，由于可滴定酸含量和可溶性固形物含量降低，对照果实风 味变淡，个别果实已经开始发绵，而臭氧处理可以抑制果实采后贮藏期间硬度、 可滴定酸含量、可溶性固形物含量的下降，保持果实的风味和品质［10］果蔬的运输和保藏过程中，臭氧浓度保持在4-24mg/m3时，可以取得比较好 的储藏效果，有效延长其保质期uh。

贮藏期臭氧处理过的油冬菜黄叶率减少 11.8%，甜椒腐烂率减少25%，蘑菇的开伞指数降低了 13.3%［12］另外臭氧对于 果蔬中的有机农药残留也具有一定的降解作用，农药中苯环上的电子云密度越高 的部位越容易受到臭氧的攻击，另外OH基氧化对于硝基氯苯也可以产生亲电取 代作用，分解有机农药［⑶5. 臭氧杀菌在食品行业其他方面的应用除了应用于果蔬杀菌，臭氧在食品行业的其他方面杀菌也应用广泛其中， 对于生产用水和矿泉水纯净水的生产中，臭氧的应用常见由于矿泉水的保质期 取决于其中的微生物残留的数量，单纯用传统的紫外杀菌，无法将微生物数量控 制在一个安全的范围内，故而臭氧杀菌显得非常的必要臭氧在水中的溶解度随 温度的降低、压力的升高而增大在实际生产条件下，保证臭氧浓度为10 mg/L， 气、水接触时间5〜10 min，气、水混合接触良好的情况下即完成对水的杀菌［14］ 在水循环系统中当水中剩余臭氧质量浓度为O.05 mg/L，接触时间为14 min 时，灭菌率可达99 % ［15］在加工车间的清洁和操作人员的个人清洁工序中，臭氧也是一种重要且有效 的杀菌方法，有研究表明，应用臭氧杀菌对于操作人员甚至可以起到护肤作用。

有研究将臭氧应用于乌鸡蛋的保鲜中，效果很好，失水率低，工艺简单16］，极其 适合工业化6. 臭氧技术应用前景展望臭氧杀菌技术在食品行业的多个领域正得到广泛的应用，并且由于其基本无 污染，操作简便等优点使其更容易被食品企业所接受在实际的应用中，臭氧杀 菌往往并不是单独使用的，很多时候是和其他杀菌技术协同完成杀菌工作的有 时候臭氧杀菌作为其他杀菌方式的补充，用于去除残留的菌体，效果非常显著 将臭氧杀菌和超声波杀菌协同应用于梨汁杀菌时，在超声波电功率800 w，臭氧 浓度0.14 mg/L，处理时间210s时杀菌效果最好，杀菌率在97%以上m然而， 臭氧杀菌所需要的相关机械前期投入较高，也是制约一些中小型企业采用此类杀 菌技术的原因之一同时，在对某些食品作用是，臭氧杀菌会产生一定的异味， 需要采取一定的方法将其消除随着对臭氧杀菌方法研究的深入及其不断改进， 在未来的食品生产中，臭氧杀菌必将继续扮演极其重要的角色参考文献［1］ 武峰，刘诚.臭氧在医学上的应用［L］北京:华艺出版社,1995:3［2］ 李莉杰.臭氧储藏果蔬技术［J］中国农村小康科技，2005 (7) :37-39［3］ 沈群，王群.臭氧的特性及其应用［J］食品科技，2002 (6)： 70-71［4］ 李翠莲，黄中培,方北曙臭氧杀菌消毒技术在食品工业中的应用［J］湖南农业科学，2008 (4)： 119-121［5］ 百特环保科技有限公司臭氧杀菌特点与产生方法比较［J］食品安全导刊，2008 (1)58-59［6］ 刘骞,骆承庠 臭氧杀菌在食品工业中应用的广阔前景［6］肉类工业，2006 (1) 26-29［7］ 李洪敏，于莹等 臭氧对不同细菌杀灭效果的比较［J］中国消毒学杂志2004,21 (2) 123-125［8］ 赵家丽，张悠等FD蔬菜块后续臭氧杀菌工艺［N］食品与生物技术学报2009, 28 (3)310-314［9］ 高翔，陆兆新臭氧在鲜切西洋芹保鲜中应用的研究［J］食品科学，2003, 24 (12)131-134［10］ 伍小红，李建科臭氧处理对苹果保鲜的影响研究［J］食品科技，2006, 31 (7) 252-254［11］ 余世望，叶保平 水果的臭氧保鲜试验［J］食品科学,1994,177 (9) 64-66，［12］ 吴秀兰，唐文武 臭氧在果蔬贮藏保鲜中的应用［N］江西农业学报，2007,19(3)75-76［13］ 陆福军，孙明钊 臭氧在果蔬保鲜储藏中的应用［J］植物检疫,2009,23 (4) 48-50［14］ 陈亚妍，赵月朝,林少彬 臭氧处理对矿泉水质量的影响叨［J］软饮料上业，1997，(3)37-38［15］ 李松田，郭芳臭氧在循环冷却水处理中的杀菌作用［N］安全与环境学报，2005,5 (4)49-50［16］ 葛英亮 臭氧杀菌真空包装保鲜珍禽蛋研究［N］西华大学学报，2005, 24 (1) 60-66［17］ 郭丽娟，丘泰球超声波协同臭氧处理对梨汁菌落总数的影响［J］食品研究与开发，2007,28 (2) 1-3。