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臭氧杀菌及其在食品工业中的运用

日期:2017/11/28 | 阅读:352次

  臭氧(O3)是一种强氧化剂、消毒剂、精制剂、催化剂。自本世纪初法国用臭氧对饮用水杀菌处理以来,它的杀菌运用越来越广泛。在食品杀菌方面,最早在1909年法国的科隆市用于冷冻肉的保存。
  1 臭氧灭菌机理
  臭氧是氧的同素异性体,常温下是一种不稳固的淡紫色气体,有安慰腥味,微量时具备一种“清爽“气息。臭氧具备极强的氧化才能,在水中的氧化复原电位 2.07V ,仅次于氟电位 2.87V ,居第二位,它的氧化才能高于氯( 1.36V )、二氧化氯( 1.5V )。正因为臭氧具备激烈的氧化性,所以它对细菌、霉菌、病毒具备激烈的杀灭性,这种作用通常是物理、化学、生物学方面的综合后果。
  其机理可以是以下几个方面:
  ⑴臭氧很轻易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发作化学反应,从而使细菌的细胞壁和细胞遭到破坏(即所谓的溶菌作用),细胞膜的通透性增添,细胞内物资外流,使其失去活性。
  ⑵臭氧破坏或分解细胞壁,敏捷分散进入细胞里,氧化了细胞内酶或 RNA、DNA,从而致逝世菌原体。在低压强电场作用下,气体在电介质外表发作脉冲电晕放电,发作高浓度等离子体,电子和离子被壮大电场力作用减速与气体分子碰撞,在10S内使氧分子分解成单原子氧,在数10S内原子氧和分子氧结分解臭氧:
  O2 +e →2O+2O2 → 2O3
  臭氧在水中是不稳固的,时刻发作复原反应,发作非常活泼的、具备激烈氧化作用的单元子氧( O),在发作刹时,对水中细菌、微生物有机物资进行分解作用。
  O3 → O2+ (O) (O)+H2O → 2HO
  臭氧在水中的“半衰期“为20min(PH7.6时41min,PH10.4时为0.5min)。人们把含有臭氧的水叫做臭氧水。臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用,臭氧在水中不稳固,发作激烈氧化复原反应,发作极活泼、具备激烈的氧化作用的单元子氧(O)、羟基(OH)。羟基氧化复原电位为2.8V,相称于氟的氧化才能。
  2 臭氧杀菌的影响因素
  臭氧杀菌的后果重要受其浓度、微生物品种、作用时光、温度、 PH值、水的理化性质、杂质等因素影响。
  ⑴臭氧对各种微生物杀灭后果不同。实验标明,臭氧对人和植物的致病菌和病毒如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、乙肝病毒、沙门式菌等具备很强的杀灭性,即便对化学消毒剂有着较强耐受力的霉菌也有较强的杀灭性;
  ⑵温度、湿度也影响其杀菌灭毒后果。通常,温度低、湿度大杀菌后果好。实验证实:当环境绝对湿度小于45%,臭氧对空气中的悬浮物几乎没有杀灭性,在同样温度下,绝对湿度逾越60%时,杀灭后果逐步加强,在绝对湿度为90%时,到达最佳灭菌后果;
  ⑶臭氧的浓度也影响其灭菌才能,浓度在0.2mg÷L以下,几乎没有杀灭作用。
  3 臭氧杀菌的特征
  3.1 高效、疾速
  臭氧仅在 1min内就可以100%杀逝世细菌、酵母和黑曲霉菌。臭氧水灭菌消毒不同于个别灭菌、消毒剂,如次氯酸(HOCl 2 )、二氧化氯( ClO 2 )的灭菌、消毒是进行性、累积性的,臭氧水灭菌消毒则急速性的,当臭氧的浓度逾越阀值,消毒、杀菌就会刹时发作。如清净水中臭氧浓度达 0.4-0.5ppm时,在0.5~5min内就可以至逝世细菌。
  3.2 平安、牢靠
  臭氧的分解产物是氧气,不会发作残留净化。另一方面,它作为气体,分散性好,浓度均匀,尤其在高湿度环境中,比紫外灯更适用,而且操作不便,平安牢靠。臭氧对人体毫无影响。
  3.3 价钱便宜
  消费1吨0.5~1.5ppm浓度的臭氧水仅需0.8元。是世界上最便宜的消毒灭菌剂。
  4 在食品工业中的运用
  臭氧自1785年发明以来,作为一种气体杀菌剂广泛运用在食品加工、运输、储存、自来水消费等范畴,因为它岂但能对空间消毒灭菌,而且也能作用于物体外表和内部,特别是近年因因为人们对臭氧运用技巧理解的深刻,臭氧杀菌在食品工业中越来越遭到人们的注意,运用的范围也越来越广,不仅是杀菌,在脱臭、脱色方面也展示了可观的运用远景。
  在日、美等国,臭氧的杀菌手腕已广泛运用于食品加工的各个方面。臭氧杀菌在食品工业的运用,许多方面作用奇特。因为臭氧对酵母有较好的杀伤作用,在食品旧式包装的采取上意义重要。最近,因为气体置换包装、真空包装、封入脱氧剂包装和封入粉末酒精剂包装的遍及,涌现了新的蜕变景象-由酵母菌引起的食品糜烂蜕变的问题,其中最有代表性的问题是发作醋酸乙烯而蜕变。因为臭氧对酵母菌有较好的杀伤作用,因此,在采取以上旧式包装时充填臭氧杀灭酵母成了处理这一问题的重要手腕。臭氧在处理固体食品消费过程中细菌的二次净化,也有着其余杀菌方法所不及的特别作用。因此在生切面条、包子、豆沙、咸菜、豆腐等包装食品加工时,车间杀菌、包装内封入臭氧杀菌和原料杀菌成了非常有效的食品卫熟手腕。在矿泉水、汽水、果汁液等消费过程中用的盛装容器、管路、设备以及装产品的玻璃瓶和塑料桶等的灭菌消毒运用方面,也获得了令人满意的后果。

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