臭氧是強氧化劑,在滅菌、去污、漂白、除臭、分解化學物質(zhì)的過程中,會原成(O2)或生成水(H2O)、二氧化碳(CO2),不產(chǎn)生二次污染。在自然界中,主要由雷電所產(chǎn)生,所以它是"天賜的凈化劑"。
臭氧在食品凍庫行業(yè),早在1996年美國組織了臭氧和食品界的科學技術(shù)專家委員會,開始調(diào)查并評估臭氧應(yīng)用于食品工業(yè)的歷史背景、現(xiàn)狀與前途。用1年時間對臭氧應(yīng)用于果品存放,魚肉保鮮,水產(chǎn)凈化,雞蛋消毒儲存,家禽養(yǎng)殖和加工等37個食品相關(guān)行業(yè)進行了實驗和調(diào)研論證,明確了臭氧符合食品加工符合GRAS標準,臭氧被廣泛應(yīng)用
臭氧消毒三大原理
1.臭氧氧化分解了細菌內(nèi)部氧化葡萄糖氧化酶;直接與細菌、病毒發(fā)生作用,破壞其細胞壁DNA和RNA,分解蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質(zhì)代謝生長和繁殖過程遭到破壞;
2.臭氧能滲透細胞膜組織,侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細胞發(fā)生通透性畸變,導(dǎo)致細胞的溶解死亡,并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因,寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原(細菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性滅亡。
3.臭氧滅菌屬于溶菌,是一種滅菌方式中最徹底的形式。既然臭氧能殺死病毒、細菌,但不會對健康的細胞有害,因為健康細胞具有強人的平衡酶系統(tǒng)。
臭氧在高電壓強電場作用下,氣體在電介質(zhì)表面產(chǎn)生脈沖電暈放電,產(chǎn)生高濃度等離子體,電子和離子被強大 電場力作用加速與氣體分子碰撞,在10s內(nèi)使氧分子分解成單原子氧,在數(shù)10s內(nèi)原子氧和分子氧結(jié)合成臭氧:
O2 + e →2O2O + 2O2 →2O?
臭氧在水中是不穩(wěn)定的;時刻發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生十分活潑的、具有強烈氧化作用的單原子氧 (O ),在產(chǎn)生瞬時,對水中細菌、微生物有機物質(zhì)進行分解作用。
O? →O2 + (O )(O ) + H2O →2HO
臭氧在水中的“半衰期”為20mi m ( pH7.16時41min , pH10.14時為0.15min)。人們把含有臭氧的水叫做臭氧水。臭氧水對各種致病微生物均有極強的滅菌作用臭氧在水中不穩(wěn)定,發(fā)生強烈氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生極活潑、具有強烈的氧化作用的單原子氧 (O )、羥基 (O H)。羥基氧化還原電位為2.18V,相當于氟的氧化能力。
臭氧在食品的應(yīng)用如下
(1)冷庫
臭氧對冷庫、氣調(diào)庫中的果品、雞蛋、魚、肉類食品的貯存起到了防霉保鮮延長保鮮期等功效。
(2)食品生產(chǎn)用水
食品生產(chǎn)用水、需要大量的潔凈水,而目前食品生產(chǎn)企業(yè)普遍存在兩種狀況:一是使用已被污染的水源;二是加工用水回用或延長使用時間。用臭氧的強氧化性給水消毒滅菌是從源頭上解決產(chǎn)品質(zhì)量控制、從根本上杜絕產(chǎn)品質(zhì)量問題的最好解決方案。
(3)水產(chǎn)品加工
臭氧具有強氧化性,能夠分解水中的有機物質(zhì)、細菌和微生物。羥基(OH)是強氧化劑、催化劑,可使有機物發(fā)生連鎖反應(yīng),反應(yīng)十分迅速。羥基(OH)對各種致病微生物有極強的殺滅作用。單原子氧(O)也具有強氧化能力,對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。
(4)水產(chǎn)養(yǎng)殖:
隨著海洋污染日益嚴重,近年來多次發(fā)生的赤潮、病毒,使魚、蝦、貝類大量死亡,海洋捕撈產(chǎn)量迅速下降,同時給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來極大的技術(shù)困難和經(jīng)營風險。很多水產(chǎn)科技發(fā)達的國家研制使用臭氧消毒循環(huán)水處理技術(shù),取得了明顯的效果和巨大的經(jīng)濟效益。適于水產(chǎn)育苗、池塘養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖、種苗越冬和活海鮮儲運,并已在青島、錦州等地投入使用,使我國水產(chǎn)養(yǎng)殖、育苗業(yè)跨上一個新臺階,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
應(yīng)用臭氧可降解水中的有機物、氨氮、亞硝酸鹽等物質(zhì),并殺滅水中的致病菌和浮游生物。避免因周邊養(yǎng)殖池的污染、病毒而造成的交叉感染。大大提高魚、蝦、貝類育苗和養(yǎng)殖的成活率。
(5)食品加工車間消毒
在我國的GMP驗證中推薦了臭氧消毒的方法。利用中央空調(diào)凈化系統(tǒng)對空氣進行靜電除塵,并以中央空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)風作為臭氧的載體,擴散至所控制的整個潔凈區(qū)域和封閉空間,對空氣進行徹底殺菌消毒。替代令人頭痛的甲醛熏蒸消毒法,節(jié)約了藥劑費用和人力成本。清除積垢可使空調(diào)系統(tǒng)的運行效率明顯提高,泵和壓縮機的運行費用降低。同時還可延長設(shè)備壽命、改善設(shè)備性能。