食品和飲料加工中使用的臭氧綜述

 

臭氧作為食品和飲料行業(yè)的可靠消毒劑，長(zhǎng)期以來(lái)一直享有盛譽(yù)。1982年，使用臭氧對(duì)瓶裝水進(jìn)行消毒在美國(guó)被認(rèn)為是安全的，后來(lái)被批準(zhǔn)用于瓶裝水處理線的消毒。在澳大利亞、法國(guó)和日本等國(guó)家，食品臭氧加工已經(jīng)使用了一段時(shí)間。然而，直到2001年，F(xiàn)DA才批準(zhǔn)使用臭氧直接接觸食品，根據(jù)最終規(guī)則21 CFR Part 173.336。同年晚些時(shí)候，美國(guó)農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗(yàn)局也批準(zhǔn)將臭氧用于肉類和家禽產(chǎn)品。這導(dǎo)致安裝了許多使用臭氧作為抗菌劑與食品直接接觸的商業(yè)系統(tǒng)。臭氧也被列入國(guó)家有機(jī)計(jì)劃的最終規(guī)則，因此允許用于有機(jī)或有機(jī)食品。

 

臭氧是一種高活性形式的氧氣，由三個(gè)氧原子組成。它以其在平流層中的作用而聞名，它有助于保護(hù)地球免受有害輻射，以及在大氣中的雷電放電期間形成。作為一種有效的消毒劑，臭氧分解成羥基、氫過(guò)氧基和超氧自由基。這些短壽命的自由基具有高度氧化性，能夠滅活病原體，如腸炎沙門氏菌、大腸桿菌 O157：H7、單核細(xì)胞增生李斯特菌、痢疾志賀氏菌和肉毒梭菌，以及各種酵母、真菌、病毒、寄生蟲(chóng)和霉菌。

 

臭氧作為抗菌劑比氯更有效，因?yàn)榕c氯的2.07V相比，臭氧的氧化還原電位更強(qiáng)，為1.36V。此外，臭氧是環(huán)保的，不會(huì)留下有害的化學(xué)殘留物。臭氧易溶于水，其溶解度受溫度影響，隨溫度升高而降低。雖然臭氧降解很快，但它在氣態(tài)下的半衰期比在水溶液中長(zhǎng)，并且水的純度會(huì)影響半衰期，不純水會(huì)導(dǎo)致更快的降解。臭氧的這些特性在食品加工設(shè)備的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，以有效地產(chǎn)生和處理含有臭氧的食品。

臭氧處理

臭氧是一種高效的抗菌劑，可用于符合行業(yè)良好生產(chǎn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的食品安全處理、儲(chǔ)存和加工。臭氧可以通過(guò)光化學(xué)或電暈放電（等離子體）技術(shù)產(chǎn)生，后者是最常用的方法。

在電暈放電（CD）產(chǎn)生中，干燥的空氣或氧氣在涂有介電材料的電極之間通過(guò)，導(dǎo)致氧分子分解成帶電原子，形成臭氧分子。所用空氣或氧氣的質(zhì)量對(duì)CD臭氧發(fā)生器的性能和壽命至關(guān)重要。

另一種臭氧生產(chǎn)方法是利用紫外線（UV）進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)。發(fā)射185nm波長(zhǎng)的低壓汞紫外燈可用于通過(guò)將氧分子光解成臭氧分子來(lái)產(chǎn)生臭氧。

通過(guò)任一方法產(chǎn)生的臭氧都可以以氣態(tài)臭氧或臭氧水溶液的形式應(yīng)用于食品或食品接觸表面以進(jìn)行凈化。

對(duì)于水性應(yīng)用，臭氧通過(guò)文丘里注射或細(xì)氣泡擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到水中。文丘里噴射涉及將水壓轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，而細(xì)氣泡擴(kuò)散器將臭氧氣泡的精細(xì)分散分散到水柱中。

現(xiàn)場(chǎng)臭氧生成的優(yōu)點(diǎn)是，它消除了人員出于衛(wèi)生目的處理有害化學(xué)品的需要。此外，與其他化學(xué)消毒劑不同，臭氧不需要儲(chǔ)存或特殊處理。

 

然而，高濃度的臭氧可能具有強(qiáng)烈的氣味并構(gòu)成健康風(fēng)險(xiǎn)，要進(jìn)行處理。