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1、臭氧由于其强氧化性而成为一种新的优良杀菌剂，臭氧杀菌作为一种新的杀菌技术在食品工业中也日益受到重视。展坤刘梅整理了臭氧杀菌技术的发展、原理和特点，臭氧杀茵设备的工作原理、使用安全、以及在食品工业中的运用和前景。 随着科学技术的不断发展，为了更大限度地保持食品的天然色、香、味和一些生理活性成分，满足现代人对于食品的食用安全、质量稳定、不加添加剂的要求，国际上一些新型的非热杀菌技术应运而生。臭氧杀菌技术就是近年来发展起来的一种非热杀菌技术，具有杀菌能力强、速度快、范围广、安全性好、操作简便、生产成本低等突出特点，已经成为食品安全技术中的一项关键技术。 臭氧（Ozone ）又名三分子氧，是由 3 个
2、氧原子组成的氧的同位体，具有独特的刺激性气味，高浓度臭氧呈微青色的气体，通常使用浓度在 0-2%以下时无颜色。臭氧有很强的氧化性，因此对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成分受损伤而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透穿过膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡；同时，臭氧还能使细胞活动所必要的酶失去活性，而影响其正常的生理功能。臭氧杀菌时除可直接利用臭氧气体对物质进行处理外，还可将其溶解于水，形成臭氧水进行杀菌。臭氧水杀菌作用有些不同，其氧化反应有两种，微生物菌体既与溶解于水中的臭氧直接反应，又与臭氧分解生成的羟基间接反应，由于羟基为极具氧化性
3、的氧化剂，因此臭氧水的杀菌速度极快。 人工生成臭氧的主要方法主要有：电化学法、光化学法及电晕放电法等几种。在臭氧工业常用的是电晕放电法。电晕放电法的工作原理就是在常压下使含氧气体在交变高压电场作用下产生电晕放电，生成臭氧的过程。电晕放电法臭氧发生器是相对能耗较低、单机臭氧产量最大、市场占有率最高、应用最广的臭氧发生装置。相比电化学法、光化学法，电晕放电法具有臭氧产量高，生成臭氧的成本臭氧发生器主要由四部分组成，即臭氧管、高频电源、风机和控制系统。 臭氧管是臭氧发生器的核心部件，电极间隙对产生的臭氧浓度有很大影响，间隙越小，臭氧浓度越大。采用先进的沿面间隙管状电极设计制造臭氧管，电极间隙为 l2
4、mm ，在高压电场的强电离作用下，高速运动的电子撞击氧气使之分解成氧原子，高速电子具有足够的动能，通过氧原子、氧分子及高速电子三体碰撞反应形成臭氧。臭氧管结构及工作原理示意图见图 l。外接电源使用 220V 交流电源，经降压整流变成直流电源，供高频电源使用，高频电源对臭氧管产生高频电压，使臭氧管工作，把氧气转变成臭氧气体。风机和高频电源的工作状态由控制系统控制，主要控制臭氧管的工作时间，起到调节臭氧产量的作用。风机所臭氧生产可以直接用空气为原料，利用臭氧发生器直接产生臭氧，操作简单方便，自动化控制程度高，制造成本低。一台 80 瓦的臭氧发生器只要运行一小时，就可以满足一个体积为 300 立方米
5、的食品车间的消毒要求，而一台这样的臭氧发生器，售价只在40005000 元之间。另外，生产 0.51.5ppm 浓度的臭氧水单价仅在 O.8 元，0.8 元/吨左右。相比其他的杀菌技术，臭氧杀菌成本要相对低廉，是食品加工企业都能承受的杀菌技术，食品企业可以根据自己的生产要求选购不同臭氧发生量的臭氧设备。 4.4 臭氧具有安全可靠、高效的使用性能 臭氧不仅可以有效地杀灭天然水、矿泉水、纯净水中的细菌，消除有机物，净化饮水，除去水中的异味、臭味，并且对水中的重金属有分解作用。另外，美国华盛顿大学医学研究人员还发现臭氧可以抑制癌细胞的生长。如今有些饮用水厂家还打出富氧水的广告。4.5 臭氧杀菌设备使
6、用的安全事项 饮用水杀菌是臭氧应用历史最长、应用规模最大的一个领域，在欧美、日本等发达国家臭氧处理饮用水已占主导地位。臭氧能杀灭饮用水中 99.99%以上的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原菌；同时可去除水中的异味，改善浊度，减少有毒有害物质，提高出水水质。矿泉水、纯净水等经处理后已达到或接近无菌要求，但在生产瓶、桶装水的过程中，由于管道、泵、瓶、盖的接触，难免受到细菌污染，极易造成细菌总数超标。在瓶、桶装水的生产中，使用臭氧消毒杀菌，臭氧溶解度在时即可满足杀菌保质要求。溶解在水中的臭氧与水同时灌入瓶或桶中，封盖后，桶内的臭氧能将残留的细菌全部杀灭，使细菌总数和大肠菌群数达到要求，而数小时后，由于
7、臭氧自行分解成氧气，便得到一瓶或一桶无菌且高含氧量的矿泉水。 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，从而达到消毒杀菌的目的。采用这种浸泡、冲洗的操作方法，一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒被大量冲淋掉；二是残留在表面上的未被冲掉的细菌、病毒被臭氧杀死，非常简单方便，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。 5.4 在果蔬保鲜中的应用 霉菌是引起果蔬腐烂变质的主要原因，它具有较强的耐受力，对杀菌剂也有较强的抵抗力。臭氧有较好的杀菌防霉能力，能延长果蔬的贮藏期；同时，臭氧能快速氧化分解果蔬呼吸排出的乙烯气体，降低果蔬的新陈代谢，减慢生理老化过程从而起到保鲜效果。用臭氧保鲜的水果出库后，保鲜时间长于一般冷库保鲜的水果。此外，臭氧还能去除库内的异味。 目前，随着科技发达臭氧杀菌设备越来越先进化、自动化、节能化。与此同时，发达国家臭氧技术研究与应用已经相当成熟，被广泛应用于食品加工、水处理、化学氧化与医疗制药等各个领域，取得了显著的经济和社会效益。而我国的臭氧杀菌技术还处于起步阶段，存在着许多问题，相信随着我国食品工业的发展，臭氧杀菌技术必将发挥更大的作用，有着更为广阔的应用空间。
