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臭氧殺菌技術是近些年來發(fā)展起來的一種非高溫殺菌技術，其具有殺菌能力強、殺菌速度快、適用性高、安全性好、操作便捷、成本低等諸多優(yōu)勢，已經發(fā)展成為食品安全技術中的一項關鍵技術。本文將從什么是臭氧、臭氧殺菌的發(fā)展歷程、臭氧殺菌的機理、臭氧殺菌在食品技術中的應用、臭氧殺菌的安全性5方面介紹臭氧殺菌技術。

一、什么是臭氧？

臭氧（Ozone）是由3個氧原子組成的氧的同素異形體，有特殊氣味。在自然界中，雷電可以激發(fā)空氣中的氧氣，使得氧氣變成臭氧。人們所熟知的臭氧層具有吸收太陽輻射紫外線，從而使太陽光到達地球的紫外線濃度適合生物的生存。

由于形成臭氧的三個氧原子中有一個氧原子與其他兩個氧原子的結合力較弱，所以非常不穩(wěn)定，常溫下容易分解產生具有強氧化能力的氧原子，因此具有很強的殺菌消毒能力。

二、臭氧殺菌的發(fā)展歷程。

1840年，荷蘭科學家舒貝因（Schonbein）發(fā)現(xiàn)并命名了臭氧；
1907年，法國Nice市首先使用臭氧對飲用水進行殺菌處理，此后，在歐洲地區(qū)臭氧對飲用水殺菌技術得到廣泛的傳播和應用；
1909年，法國德波涅冷凍工廠正式使用臭氧對冷凍肉進行殺菌處理，取得了顯著的效果；
1940年，美國絕大多數(shù)冷凍蛋庫都使用臭氧提高貯藏期。此后在歐洲的大型冷凍工廠將臭氧應用于肉類、雞蛋、水果、水產品的貯藏和釀酒工業(yè)中。
1953年，人們發(fā)現(xiàn)含有一定量臭氧的空氣對食品容器的殺菌效果比二氧化硫更好。1956年，瑞士生產者利用此原理對玻璃進行消毒；
1997年4月，美國食品與藥品管理局（FDA）修改了將臭氧作為“食品添加劑”限制使用的規(guī)定，允許不必申請即可在食品加工、貯藏中使用臭氧進行相關處理。
2001年FDA又將其列入可直接與食品接觸的添加劑范疇，這對于臭氧殺菌技術的發(fā)展是里程碑式的進步。
三、臭氧殺菌的機理。

臭氧具有很強的氧化性，因此對細菌等微生物具有強烈的殺死性。一般認為，臭氧殺菌的原理是臭氧作用于細菌等微生物的細胞膜，導致細胞膜損傷，新陳代謝障礙，生長被抑制。臭氧突破細胞膜繼續(xù)滲透則膜內脂蛋白和脂多糖被破壞，細胞通透性改變，機體被殺死。而臭氧殺滅病毒則是氧化作用直接破壞了其遺傳物質——RNA或DNA，從而殺死病毒。在各類微生物中，臭氧耐受力強弱順序是芽孢菌-沙門氏菌-綠膿桿菌-金黃色葡萄球菌-霉菌-酵母菌。

臭氧水殺菌消毒是微生物既與溶于水中的臭氧直接反應，又與臭氧分解產生的羥基反應。由于羥基具有強烈的氧化性，因此臭氧水溶液的殺菌速度快。同時，臭氧又可以分解果蔬在貯藏過程中產生的有害氣體，因此臭氧可在果蔬貯藏中發(fā)揮殺菌保鮮的作用。

臭氧在殺菌的過程中，臭氧會分解為氧氣故不產生殘留污染，使用臭氧殺菌后不需要通風換氣，其具有擴散性好、濃度均勻、無死角等優(yōu)點。另外，臭氧殺菌費用低，保鮮冷庫使用臭氧做殺菌處理僅僅需要增加5%-10%的費用。但臭氧殺菌需在環(huán)境相對濕度在60%以上時進行，而且濕度越高，殺菌效果越好，當環(huán)境相對濕度低于45%的情況下，臭氧對空氣中的微生物幾乎沒有消滅作用。

四、臭氧殺菌在食品技術中的應用。

1、在水處理中的應用。

常規(guī)飲用水的臭氧殺菌是臭氧殺菌應用歷史最長、規(guī)模最大的一個領域。臭氧能殺滅飲用水中99.99%以上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌。同時，臭氧可以除去水中的異味，降低濁度，減少有毒有害物質，提高水質。

在礦泉水、純凈水等灌裝水過程中，礦泉水、純凈水等經過處理已經達到或者基本接近了無菌要求，但在灌裝的過程中，由于管道、水泵、瓶、蓋的接觸，難免受到細菌污染，極容易造成細菌總數(shù)的超標。在灌裝水生產過程中，使用較低濃度的臭氧即可滿足殺菌要求。溶解在水中的臭氧與水同時進行灌裝，封蓋后，瓶或桶內的臭氧能見殘留的細菌全部殺死，使細菌水平達到要求，而經過數(shù)小時，臭氧就會分解成為氧氣，同時又提高了灌裝水中的含氧量。

此外，臭氧殺菌還可以應用于食品加工用水和食品加工生產中廢水的循環(huán)再利用中，起到殺菌消毒、脫色、除臭、降低渾濁度等作用。

2、在果蔬保鮮中的應用。

微生物的侵染導致的腐敗和果蔬自身產生的乙烯等催熟是導致果蔬采后腐敗的主要原因。臭氧能快速分解果蔬自身代謝產生的乙烯氣體，降低其代謝速率，減緩其生理老化過程，從而實現(xiàn)果蔬的保鮮。因此，臭氧廣泛的應用于果蔬采摘后的貯藏、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，包括入庫前的庫房消毒、果蔬在產地區(qū)冷庫預冷期間的殺菌及貯運期間的防腐保鮮。

此外，臭氧可以降解果蔬農殘。在果蔬種植生產期間常用的農藥主要是有機磷農藥、擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯類3類。這3類農藥的化學分子結構中含有磷氧雙鍵、碳碳雙鍵或苯環(huán)結構。在臭氧極強的氧化性作用下，其化學分子結構被破壞，分解生成無毒性的酸類、醇類、胺類、或相應的氧化物等小分子結構化合物。這些小分子化合物大都為水溶性，可用水沖洗除去。因此臭氧降解農殘是可靠的。

3、在肉制品加工中的應用。

使用臭氧對分割肉、熟食的原料肉和成品進行殺菌，可大大減少原料肉和成品中的病菌含量，分解肉類食品中的激素含量也有明顯降低 ，保證了產品質量，延長了其保鮮期。此外，臭氧對處理分解肉的沙門氏菌污染問題有著極佳的解決效果。

4、在水產品保鮮中的應用。

利用臭氧處理魚類等水產品及其加工品，對其中存在較多的大腸桿菌、霍亂菌、等革蘭氏陰性菌的殺死效果很好，而且臭氧處理還能保持魚貝類的鮮度，并能有效分解水產品加工過程中的特殊臭味。

五、 臭氧殺菌的安全性。

臭氧殺菌濃度很低，不會對食品品質產生不良影響，又因其易分解成氧氣，在食品表面也不產生殘留污染。

由于臭氧具有強烈的氧化性，空氣中存有微量的臭氧就能刺激人的中樞神經，加速血液循環(huán)，令人產生爽快和振奮的感覺。但高濃度的臭氧（5-10mg/L）會引起脈搏加快、疲倦、頭疼、惡心等癥狀，甚至引起死亡。因此，臭氧工業(yè)協(xié)會制定了衛(wèi)生標準：

國際臭氧協(xié)會——0.1mg/L，接觸10h；
美國——0.1mg/L，接觸8h；
德、法、日等國——0.1mg/L，接觸10h；
中國——0.15mg/L，接觸8h；
但只要安全使用臭氧完全可以保證人的健康，至今為止世界上無一例因臭氧中毒死亡的事故發(fā)生。

幾十年來臭氧用于處理水和清潔空氣的實踐證明其安全性。使用臭氧水洗滌水果蔬菜既能殺菌又能除農殘。臭氧極易分解生成氧氣，因此不會長期殘留在水和食物中，不必考慮其殘留量。只要正確運用臭氧技術，人的健康也不會受到威脅。
臭氧安全殺菌濃度是多少？



由于臭氧技術產業(yè)發(fā)展日新月異，所以了解和熟知常用臭氧安全殺菌濃度變得重要，下面安丘瑞邦環(huán)保和您一起看看有哪些臭氧安全殺菌濃度吧。


家用臭氧消毒柜外臭氧泄漏量不得超過0.2mg/m3(指1.5米以外)，消毒一個周期后殘留濃度不得大于0.2mg/m3。


動物試驗表明，臭氧毒性的起點濃度為0.3ppm，而人對空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02~0.04ppm，根據(jù)臭氧對肺功能毒性的試驗結果，提出1.5~2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。衛(wèi)生部規(guī)定臭氧*高允許濃度為0.2mg/m3。


作為空氣除味與殺菌，要求臭氧濃度較低，如0.5ppm(1mg/m3)，而物品表面消毒(殺滅微生物和去除化學污染)則要求提高幾十倍的臭氧濃度?？諝鈶镁哐鯘舛仍?mg/m3~10mg/m3之間。


溫度低，濕度大則殺滅效果好，尤其是濕度，相對濕度小于45%，臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時才逐漸增強，在95%時達到*大值。


用臭氧消毒食品加工車間，0.5~1.0ppm即可殺滅空氣中的80%的自然菌。

冷庫消毒要求臭氧濃度6~10ppm，停機后封庫24小時以上細菌殺滅率90%左右，霉菌殺滅率80%左右。

水應用中臭氧溶解度在0.1mg/L~10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的*低濃度，高值作為"臭氧水消毒劑" 可達到的濃度值。

自來水臭氧睜化，國際常規(guī)標準為0.4mg/L的溶解度值，保持4分鐘，即CT值為1.6。水中余臭氧濃度保持在0.1~0.5mg/L作用5~10min可達消毒目的。

臭氧水消毒滅菌是急速的，消毒作用在瞬間發(fā)生。清水中臭氧濃度一旦達到，在0.5~1分鐘內就殺死細菌，在濃度達4mg/L，在1分鐘內乙肝病毒滅活率為100%。

Herbold報道:20℃條件下，水中臭氧濃度達0.43mg/L時，可將大腸桿菌100%殺滅，10℃時僅需0.36mg/L即可全部殺滅。臭氧濃度為0.25~38mg/L時，僅需幾秒或幾分鐘完全滅活甲型肝炎病毒(HAV)。

礦泉水中臭氧溶解度在0.4~0.5mg/L時，即可滿足殺菌保質要求。合理的臭氧投放量為1.5~2.0mg/L。
三、臭氧殺菌的原理

臭氧滅菌或者抑菌作用，通常是物理的、化學以及生物學等方面的綜合結果。其作用機制可歸納為：

1、破壞細胞內的遺傳物質或使其失去功能；

2、作用于細胞膜，導致細胞膜的通透性增加，細胞內物質外流，使細胞失去活動；

3、使細胞活動必需酶失去活性；

4、臭氧殺菌對細菌的滅活機理：

與其它殺菌劑不同的是：臭氧能和細菌細胞壁脂類雙鍵反應， 穿入菌體的內部，作用于蛋白與脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用在細胞內的核物質，如核酸中的嘌呤以及嘧啶破壞DNA。

5、對病毒的滅活機理：

臭氧對病毒的作用首先是病毒的殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化后，電鏡觀察就可見其表皮被碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾它吸附到寄存體上。
只有保證和其它消毒殺菌劑一樣，只有達到足夠的劑量，作用一定時間才能達到消殺效果。例如當臭氧濃度為0.08~0.6ppm 時，對空氣中細菌繁殖體中的大腸桿菌作用30min ，其平均殺滅率達84.60~99.9％ ，而空氣中臭氧濃度為0.34~0.85ppm 時，作用10~30min ，其殺滅率可達99.47~99.97％ 。又如臭氧對空氣消毒時，當濃度為0.21mg/L 時，作用10min 對金黃色葡萄球菌殺滅率達90.81％ ，如提高濃度為0.72mg/L 時，作用時間仍為10min ，殺滅率可達99.99％ 。一般講臭氧的濃度愈高其殺菌效果愈好。
環(huán)境臭氧濃度不能過高
臭氧除了對人類有益的一面外，同時它又是一種對環(huán)境污染的物質，我國環(huán)境空氣質量標準（GB3095-1996 ）中規(guī)定臭氧的濃度限值（1 小時平均）一級標準為0.12mg/m 3 ；二級標準為0.16mg/m 3 ；三級標準為0.20mg/m 3 。臭氧的工業(yè)衛(wèi)生標準大多數(shù)國家*高限值為0.1ppm （0.20mg/m 3 ）。因此利用臭氧消毒殺菌濃度不應過高，臭氧發(fā)生器的產量不是越高越好。例如：一般家庭用室內殺菌的臭氧發(fā)生器產量應在200mg/h 左右，*高不要超過400mg/h 。這樣，在臭氧殺菌工作30~60min 后，室內殘余濃度低于果品家衛(wèi)生標準要求。需要注意的是，一些過敏體質的人，長時間暴露在臭氧含量超過0.18mg/m 3 的環(huán)境下，會出現(xiàn)皮膚刺癢，呼吸不暢，咳嗽及鼻炎等癥狀。濃度再高，會給人體造成更大的傷害。
這些不穩(wěn)定的等離子發(fā)生器提供了以下好處：減少塵粒/除塵/霧霾空氣中塵粒及花粉通過離子鍵結合,這些帶電粒子快速凝聚成顆粒,增加它們的大小,容易被過濾器除去,減少呼吸區(qū)中的細菌。中和氣味/除臭有氣味的氣體被活性氧分子結合氧化。氣味,有機污染源,迅速被去除。消毒/滅菌在均衡的正負離子空氣里,電子脈沖放電時獲得一定的能量,當電子與細菌和霉菌孢子發(fā)生碰撞時,所傳遞的能量與化學鍵的鍵能相同或相近時,打破這些鍵,細菌和霉菌再也不能繁殖。VOC/甲醛/苯的控制地毯、建材、家具、辦公設備、清潔劑、油漆、膠水、溶劑或殺蟲劑等等會釋放出各種揮發(fā)性有機化合物，當離子與這些揮發(fā)性有機化合物相互碰撞攻擊打破這些鍵，激發(fā)態(tài)的原子和分子基團，起到活化或直接降解的作用，共同促進TVOC降解，生成CO、H:O。生活質素用了等離子空氣就相當于是呼吸到如身處海邊、瀑布、山區(qū)以及雷雨過后的清新空氣。
臭氧消毒的優(yōu)點與除臭

　　臭氧消毒方法的優(yōu)點：

　　1．優(yōu)于化學消毒方法：

　　臭氧作為廣譜無殘留污染的氣體消毒劑比食品行業(yè)常用的消毒劑具有優(yōu)越性。與過氧乙酸、高錳酸鉀、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，消毒后需通風換氣。臭氧可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(yōu)于紫外線照射：

　　(1) 臭氧到處彌漫，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，彌漫性強，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(huán)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(yè)中普遍存在的高濕環(huán)境特別適合。

　　3．除臭凈化效果好

　　臭氧依靠其強氧化性能快速分解產生臭味及其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。

以上就是我們今天帶大家了解的臭氧消毒的優(yōu)點，如果以上內容并不能解決您所面臨的消毒滅菌或除臭問題，請隨時聯(lián)系我們，我們將為您提供完善的方案。