一、 臭氧應(yīng)用概況

        臭氧用于飲用水處理和化學(xué)氧化已有百多年歷史，在食品方面應(yīng)用時(shí)間則短些。文獻(xiàn)介紹，臭氧用于延長(zhǎng)食品貯藏期是從1909年在法國(guó)Cologne的冷凍廠開(kāi)始的，當(dāng)時(shí)用于冷藏肉表面殺菌。以后在歐洲的一些大型冷凍廠應(yīng)用臭氧于肉類、水果、雞蛋的貯藏和釀酒工業(yè)。當(dāng)時(shí)臭氧發(fā)生器受到技術(shù)水平的限制，采用管道關(guān)氣到冷庫(kù)內(nèi)的方法投加臭氧化空氣，使推廣應(yīng)用受到限制。即使在這樣條件下，到1940年到美國(guó)的80%雞蛋冷藏庫(kù)都裝備了臭氧發(fā)生器，用以滅霉提高雞蛋的貯藏期。解放前英國(guó)人在天津建立的“和記蛋廠”也裝備了臭氧發(fā)生器以保證打蛋車間的衛(wèi)生。

        二次世界大戰(zhàn)爭(zhēng)后，由于臭氧發(fā)生器與配套儀器設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，以及加強(qiáng)了對(duì)臭氧應(yīng)用與控制技術(shù)的研究，促進(jìn)了臭氧用于食品貯藏技術(shù)的發(fā)展。許多歐洲國(guó)家把臭氧應(yīng)用于船舶的食品冷藏倉(cāng)，殺滅細(xì)菌、莓菌，去除異味，以保存運(yùn)載的干酪、雞蛋、肉類、家禽和水果，保證了遠(yuǎn)洋運(yùn)輸過(guò)程中的的食品質(zhì)量。目前，包括我國(guó)制造的船舶在內(nèi)，大部分船舶的食品冷藏倉(cāng)、船員伙食倉(cāng)都有臭氧發(fā)生器用于船艙消毒和對(duì)食品殺菌防霉。聯(lián)邦德國(guó)、丹麥、日本等國(guó)都有專業(yè)廠家生產(chǎn)食品貯藏、保鮮、消毒用的臭氧發(fā)生器，最近，英國(guó)tri-ox公司推出了裝有消毒殺菌用臭氧發(fā)生器的食品冷藏車，以保證運(yùn)輸食品的質(zhì)量；日本則把臭氧發(fā)生器裝進(jìn)了家用電冰箱，SHARP公司用此技術(shù)提高冰箱除臭保鮮功能。

        現(xiàn)在，臭氧應(yīng)用正向食品加工、銷售領(lǐng)域擴(kuò)展。國(guó)外已有肉聯(lián)廠在分割肉車間使用臭氧殺菌、除味，保持了商品的鮮度，空氣也變得清新。

        我國(guó)在食品行業(yè)應(yīng)用臭氧的時(shí)間較短，廣州黃埔冷凍廠1964年從原聯(lián)邦德國(guó)DEMAG公司進(jìn)口一臺(tái)5克/小時(shí)臭氧發(fā)生器，用于冷庫(kù)消毒除味，效果很好。進(jìn)入九十年代，一大批單位開(kāi)始生產(chǎn)稱為“冷陰極”管網(wǎng)式俗稱臭氧燈的微型、小型臭氧發(fā)生器。由于產(chǎn)量小、不耐高溫及燈管生產(chǎn)工藝落后致使產(chǎn)生臭氧能力衰減很快等原因在食品行業(yè)應(yīng)用遇到困難，而主要在醫(yī)院和消毒柜、消毒碗柜方面應(yīng)用。

        自1986年開(kāi)始，全國(guó)數(shù)十家大中型雞蛋貯藏單位作臭氧空庫(kù)消毒、貯藏防霉保鮮，產(chǎn)生發(fā)良好的效果，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，原商業(yè)部科技司驗(yàn)收通過(guò)了這項(xiàng)臭氧應(yīng)用技術(shù)成果。在蔬菜水果貯藏防霉保鮮、食品生產(chǎn)車間消毒與氣體除味凈化等方面應(yīng)用，數(shù)百家企業(yè)也取得了良好效果，解決了一部分食品出口企業(yè)微生物難以控制的難題，使臭氧應(yīng)用技術(shù)得到推廣普及。

        最近，為了加強(qiáng)礦泉水、純水質(zhì)量管理，即將實(shí)施新的礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。作為殺菌凈化，提高礦泉水保質(zhì)期的首選手段---臭氧消毒，得到地礦部、衛(wèi)生部等部門(mén)及專家的推薦。一批礦泉水、純水生產(chǎn)廠家應(yīng)用臭氧取得了明顯的應(yīng)用效果 。

二、臭氧在食品行業(yè)中的應(yīng)用

        臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用主要有幾個(gè)方面：一是生產(chǎn)車間空氣及設(shè)備、器具表面和工作服的殺菌消毒；二是生產(chǎn)加工用水的殺菌凈化和制備高濃度的臭氧消毒液；三是冷庫(kù)消毒和食品保鮮。

        (1)、生產(chǎn)車間空氣殺菌消毒：

        生產(chǎn)車間的微生物污染是影響產(chǎn)品質(zhì)量的極重要因素，臭氧不但可以有效地殺滅它們，并可有效去除車間異味。通過(guò)我公司在全聚德、紅牛、康師傅、統(tǒng)一企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例證明，使用臭氧消毒能使生產(chǎn)車間的空氣、地面、操作臺(tái)、器具等物體表面細(xì)菌指標(biāo)達(dá)標(biāo)合格，而且一些肉禽內(nèi)屠宰車間的異味也有明顯降低。

        (2)、更衣室和工作服消毒：

        生產(chǎn)車間的大部分細(xì)菌，都能通過(guò)加工人員的工作服帶入生產(chǎn)車間，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致大面積傳播，應(yīng)引起足夠重視。食品加工企業(yè)大多數(shù)采用紫外線照射消毒，因紫外線照射的天然缺陷，消毒效果較差，而臭氧氣體可滲透服裝各個(gè)部位，故利用臭氧對(duì)工作服進(jìn)行消毒是高效、簡(jiǎn)單的方法。

        (3)、生產(chǎn)用水的殺菌凈化：

        臭氧在水中對(duì)細(xì)菌、病毒、微生物等殺滅率更高、速度更快，對(duì)水中有機(jī)化合物等污染物質(zhì)去除徹底，而又不產(chǎn)生二次污染。這對(duì)食品加工用水有特別意義。通常生產(chǎn)用水采用氯制劑進(jìn)行消毒，由于水源受到有機(jī)化學(xué)產(chǎn)物污染日趨嚴(yán)重，氯制劑消毒后會(huì)產(chǎn)生氯仿、二氯乙烷、四氯化碳等氯化有機(jī)物，這些物質(zhì)具有致癌性，因而歐盟國(guó)家已禁止使用氯系列長(zhǎng)效消毒藥劑，日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產(chǎn)生二次污染化合物，且臭氧對(duì)細(xì)菌的殺滅率比氯制劑更高，殺滅速度大約是氯制劑的300-600倍。特別在預(yù)冷消毒中，克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點(diǎn)，可以高效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的殺滅細(xì)菌。目前有些使用巴氏消毒法，但又追求食品外型美觀的食品企業(yè)，正在嘗試用臭氧消毒來(lái)代替巴氏消毒。

        (4)、制備高濃度的臭氧水做為新型消毒劑：

        把高濃度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有極強(qiáng)的廣譜殺菌效果，同時(shí)對(duì)各種農(nóng)藥、有機(jī)毒物、重金屬離子都有極強(qiáng)的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質(zhì)時(shí)，臭氧重新變成氧氣，在水中不留下殘留物，無(wú)二次污染和任何副作用。

        (5)、食品冷庫(kù)和保鮮冷庫(kù)消毒：

        冷庫(kù)的生物污染源主要是霉菌，它們對(duì)化學(xué)消毒劑有很強(qiáng)的耐受力，而且在低溫條件下存活。實(shí)驗(yàn)證明：使用濃度為6-12PPM的臭氧連續(xù)3-4小時(shí)消毒，可以將包括抵抗力極強(qiáng)的未萌動(dòng)孢子殺死。停機(jī)后封庫(kù)24小時(shí)以上，細(xì)菌殺滅率達(dá)90%左右，霉菌殺滅率可達(dá)80%左右，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定停機(jī)48小時(shí)后，雖然臭氧早已分解完，但微生物數(shù)量還在不斷下降，因此冷庫(kù)的消毒最好安排在進(jìn)貨前3天左右進(jìn)行。在食品保鮮中應(yīng)用臭氧可以起到殺菌防霉與減緩新陳代謝的作用，同冷藏、空調(diào)、包裝協(xié)同使用，更能提高食品的保鮮效果。

三、臭氧與食品業(yè)其它消毒相比有特殊的優(yōu)越性

        （1）、臭氧和食品行業(yè)常用消毒劑相比：

        殺菌能力高于甲醛、二氧化硫、高錳酸鉀用氯制劑等消毒劑；

        殺菌后剩余的臭氧會(huì)自行分解為氧氣，不產(chǎn)生殘留造成污染，這一點(diǎn)是任何化學(xué)消毒劑所無(wú)法比擬的。

        （2）、臭氧殺菌與紫外線照射殺菌相比同樣具有特殊的優(yōu)越性：

        1、臭氧到處滲透，沒(méi)有死角。紫外線只有照射到物體表面且達(dá)到一定的照射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是距離遠(yuǎn)，照射產(chǎn)生很大死角，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強(qiáng)，擴(kuò)散性好，濃度均勻，沒(méi)有死角；

        2、殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長(zhǎng)的作用時(shí)間，一般要照射6小時(shí)以上，而符合標(biāo)準(zhǔn)濃度的臭氧只需開(kāi)機(jī)1小時(shí)以上；

        3、高濕度下殺菌效果更好。紫外線照射殺菌在環(huán)境相對(duì)濕度達(dá)到60%以上時(shí)，消毒效果急劇下降，濕度達(dá)到80%以上時(shí)反可誘使細(xì)菌復(fù)活。臭氧則相反，濕度越高，殺菌效果越好。這是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特性對(duì)于食品行業(yè)中普遍存在的高濕環(huán)境特別適合；

        4、有低濃度保潔功能。紫外線照射時(shí)生產(chǎn)人員必須離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，照射完成后無(wú)法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時(shí)生產(chǎn)人員必須離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，消毒完成后可以調(diào)低臭氧發(fā)生量，用符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的低濃度臭氧繼續(xù)保持生產(chǎn)車間的空氣清潔。

        （3）、臭氧除臭凈化效果極好

        臭氧依靠其強(qiáng)氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其其它氣味的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)后達(dá)到脫臭效果，將臭味根源物質(zhì)分解成無(wú)害物質(zhì)。例如：將氨氧化成二氧化碳和水。

四 、 臭氧發(fā)生器的選用

        在醫(yī)藥生產(chǎn)工藝中，對(duì)于無(wú)菌生產(chǎn)、潔凈生產(chǎn)潔凈區(qū)域環(huán)境的微生物進(jìn)行有效的控制，需要選擇適宜的消毒滅菌劑，殺滅潔凈環(huán)境內(nèi)空氣中和浮在機(jī)械設(shè)備、模具、容器、建筑物表面上的雜菌，以保持“無(wú)菌藥品”生產(chǎn)所必須的相應(yīng)潔凈度環(huán)境（無(wú)菌室）。

        臭氧由于易分解不能像氧氣那樣生產(chǎn)后儲(chǔ)存在鋼瓶?jī)?nèi)備用，只能邊產(chǎn)生邊使用。產(chǎn)生臭氧的設(shè)備即為臭氧發(fā)生器，目前應(yīng)用的發(fā)生器多是利用交變高壓電場(chǎng)產(chǎn)生電暈放電使空氣的部分氧氣分解、聚合為臭氧的。

        空氣、物品殺菌消毒選用“開(kāi)式”發(fā)生器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。產(chǎn)生臭氧濃度較低，不需再擴(kuò)散稀釋。臭氧產(chǎn)量規(guī)格，德國(guó)生產(chǎn)臭氧發(fā)生器廠家DEMAG推薦如表：
 

        根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，間斷使用臭氧，食品加工車間按500立方空間選用一臺(tái)10g/h產(chǎn)量臭氧發(fā)生器；果蔬菜貯藏庫(kù)容選用一臺(tái)15g/h臭氧發(fā)生器；冷庫(kù)消毒要求濃度高，可集中多臺(tái)發(fā)生器連續(xù)開(kāi)機(jī)48小時(shí)以上。

        作水處理應(yīng)用應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)生器，由于水氣接觸時(shí)間短，要求臭氧濃度達(dá)到10mg/L以上。因此標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)生器要有空氣干燥處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。礦泉水、飲用水、食品加工用水均可按1m3 水投加2.0~2.5g臭氧設(shè)計(jì)，按每小時(shí)處理水量選擇發(fā)生器規(guī)格即可。

        由于臭氧比空氣重，開(kāi)式發(fā)生器臭氧出口應(yīng)選在高處，使臭氧自上而下擴(kuò)散濃度比較均勻。一個(gè)車間裝多臺(tái)發(fā)生器時(shí)，應(yīng)注意布置使臭氧濃度均勻，同時(shí)離門(mén)遠(yuǎn)一點(diǎn)。

五、人們關(guān)心的幾個(gè)問(wèn)題

        臭氧作為殺菌消毒劑當(dāng)然不能對(duì)人直接使用，隔絕人使用是一項(xiàng)原則。多年理論研究與實(shí)踐證明，臭氧對(duì)人的影響在消毒劑中比較小的。我國(guó)衛(wèi)生部制定的《工定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定臭氧安全標(biāo)準(zhǔn)0.15ppm，美國(guó)和國(guó)際臭氧協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)是0.1ppm下工作8~10小時(shí)。在這些濃度下任何人都會(huì)感覺(jué)到臭氧的特異性臭味，有人會(huì)有輕微口干的感覺(jué)。研究確定的一個(gè)無(wú)癥狀刺激區(qū)，它是按照臭氧濃度與時(shí)間乘積關(guān)系劃定的一條曲線。簡(jiǎn)述如下：0.5~1PPM接觸1.5 小時(shí)，口干不適；1~2PPM接觸1小時(shí)，咳嗽，不疲乏；2~4PPM接觸45分鐘，引起強(qiáng)烈咳嗽。這些刺激當(dāng)離開(kāi)臭氧區(qū)回到自然環(huán)境下，即很快消失不留癥狀。也發(fā)現(xiàn)極少數(shù)人對(duì)臭氧敏感，反應(yīng)強(qiáng)烈。

        車間消毒按排在上班前下班后，貯藏庫(kù)開(kāi)機(jī)時(shí)間與查庫(kù)、出貨時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，人們既使嗅到點(diǎn)臭氧由于時(shí)間很短也沒(méi)有任何損害。應(yīng)用臭氧一百年來(lái)，世界上未發(fā)生一次臭氧中毒事件。

        5.1、 對(duì)食品的影響

        臭氧殺菌PPM級(jí)，作用于食品表面只產(chǎn)生極微弱的氧化作用，不足以影響食品內(nèi)在物質(zhì)變化。由于臭氧仍易分解，空氣中半衰期20~50分鐘，在食品表面也不產(chǎn)生殘留。我國(guó)食品營(yíng)養(yǎng)部門(mén)曾對(duì)臭氧貯藏的雞蛋、蘋(píng)果、柿椒的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析，并與對(duì)照組比較，沒(méi)有明顯差別。

        5.2、 對(duì)設(shè)備的影響

        雖然臭氧是強(qiáng)臭氧劑，但由于在空氣中應(yīng)用濃度與對(duì)表面氧化要求相比還是很低的，不足以造成明顯損害。實(shí)踐證明，應(yīng)用多年的加工車間、冷庫(kù)，均未發(fā)現(xiàn)設(shè)備、裝置受損明顯的情況，橡膠制品除處。由于水處理應(yīng)用臭氧濃度高，接觸臭氧部分的材料應(yīng)具有防氧化能力。