臭氧應用的機理

臭氧是一種在室溫和冷凍溫度下存在的淡藍色的、有特殊魚腥味的氣體，它在水中部分溶解，且隨著溫度的降低而溶解度增加，在常溫下能自行降解產生大量的自由基，的是氫氧根自由基，因而具有強氧化性的特點。臭氧是一種潛在的氧化劑，其氧化能力僅次于氟、氯、三氟化合物和氫氧根自由基，位于第五位，實際應用中呈現出奇特的消毒、滅菌等作用。一旦與水混合，可與水中的酸類、亞硝酸鹽、氰化合物等還原性無機物發生反應。其次，臭氧還能與一些有機物反應，使有機物發生不同程度的降解，變成簡單的中間體，再進一步氧化生成CO2，這一性質使之成為水處理中有潛力的氧化劑和消毒劑。

臭氧在消毒、滅菌過程中僅產生無毒的氧化物，多余的臭氧最終還原成為氧，不存在殘留物，沒有任何遺留污染的問題，可直接用于食品的消毒、滅菌。這是其他任何的化學消毒方法所的，是食品生產中的冷消毒。

在食品生產企業中，臭氧消毒機可起到以下幾種作用：

1、殺菌消毒—殺滅微生物

臭氧為氣體消毒劑，可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌素。殺菌能力強。

2、除臭凈化-氧化分解有機物或無機物污染

臭氧去除異味性能。依賴其強氧化性能可快速分解產生臭味及其他氣味的有機或無機物質。臭味的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇等。臭氧對其氧化分解，生成物沒有氣味。

3、保鮮-分解果蔬代謝產物

臭氧在食品貯藏中的應用除了具有殺滅或抑制霉菌生長防止腐爛作用之外，還具有防止老化保鮮作用，其機理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代謝作用呼吸出的乙烯氣體，乙烯中間產物，也具有對霉菌等微生物的抑制作用。

4、降解農殘

臭氧具有的強氧化性，能有效分解殘留在農作物上的農藥，降低其對人體的危害性。

四、臭氧消毒方法的性

1、優于化學消毒方法：臭氧作為高效廣譜無殘留污染的氣體消毒劑比食品行業常用的消毒劑具有特殊的性。與過氧乙酸、、甲醛（福爾馬林）、二氧化硫等化學消毒劑相比，其殺菌能力與過氧乙酸相當，高于其他消毒劑。

臭氧會自行分解為氧氣，不產生殘留污染，消毒后不需通風換氣。常規消毒均需通風換氣或化學中和，麻煩而又降低消毒效果。臭氧可直接對食品使用作殺菌或防霉保鮮，為干法消毒，簡單易行。臭氧殺菌濃度對食品是極微弱的氧化濃度，對食品無害。

2、優于紫外線照射

(1) 臭氧到處滲透，沒有死角。紫外線只有照射到物體表面且達到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強度遠遠不夠，特別是距離遠，照射產生很大死角，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強，擴散性好，濃度均勻，沒有死角；

(2) 殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長的作用時間，一般要照射6小時以上，而符合標準濃度的臭氧只需開機1小時以上；

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

(4) 有低濃度保潔功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場，照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時生產人員必須離開現場，消毒完成后可以調低臭氧發生量，用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。

3、除臭凈化效果

臭氧依靠其強氧化性能可快速分解產生臭味及其它氣味的有機或無機物質后達到脫臭效果，將臭味根源物質分解成無害物質。例如：將氨氧化成二氧化碳和水。

五、臭氧在食品生產過程中的具體應用

臭氧在食品行業的具體應用主要有以下幾個方面：

1、生產車間空氣殺菌消毒

生產車間的微生物污染是影響產品質量的極重要因素，臭氧不但可以有效地殺滅它們，并可有效去除車間異味。能使生產車間的空氣、地面、操作臺、器具等物體表面細菌指標達標合格。

2、更衣室和工作服消毒

生產車間的大部分細菌，都能通過加工人員的工作服帶入生產車間，嚴重時會導致大面積傳播，應引起足夠重視。食品加工企業大多數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，而臭氧氣體可滲透至服裝各個部位，故利用臭氧對工作服進行消毒是高效、簡單的方法。

3、生產用水的殺菌凈化

臭氧在水中對細菌、病毒、微生物等殺滅率更高、速度更快，對水中有機化合物等污染物質去除，而又不產生二次污染。通常生產用水采用氯制劑進行消毒，由于水源受到有機化學產物污染日趨嚴重，氯制劑消毒后會產生氯仿、二氯乙烷、等氯化有機物，這些物質具有致癌性，因而歐盟國家已禁止使用氯系列長效消劑，日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產生二次污染化合物，且臭氧對細菌的殺滅率比氯制劑更高，殺滅速度大約是氯制劑的600～3000倍。特別在預冷消毒中，克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點，可以高效、經濟、簡便的殺滅細菌。

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。制成的臭氧水具有的廣譜殺菌效果，同時對各種農藥、有機毒物、重金屬離子都有的降解作用。高濃度的臭氧水在完成殺菌消毒及降解其它有害物質時，臭氧重新變成氧氣，在水中不留下殘留物，無二次污染和任何副作用。

5、食品冷庫和保鮮冷庫消毒

冷庫的生物污染源主要是霉菌，它們對化學消毒劑有很強的耐受力，而且在低溫條件下存活。實驗證明：使用濃度為6～12PPm的臭氧連續3～4小時消毒，可以將包括抵抗力的未萌動孢子殺死。停機后封庫24小時以上，細菌殺滅率達90%左右，霉菌殺滅率可達80%左右。在食品保鮮中應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、包裝協同使用，更能提高食品的保鮮效果。