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臭氧杀菌在食品企业中的应用

FDA食安云 · 公众号 · 科技自媒体 · 2024-08-09 06:00

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臭氧杀菌是现代食品工业采用的冷杀菌技术之一，因为其具有高效、无污染、低成本的特性，被越来越多的食品企业高度重视。利用臭氧进行空间的杀菌消毒是企业目前使用最广泛的使用形式之一。

如何更有效的利用臭氧进行空间杀菌，避免出现一些使用误区，小编与大家共同分享一些使用经验。

臭氧杀菌原理

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臭氧灭菌或抑菌作用，通常是物理的、化学的及生物学等方面的综合结果。而杀灭细菌、霉菌类微生物则是臭氧首先作用与细胞膜，使细胞膜的构成收到损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞通透性，导致细胞溶解、死亡。

空间除臭臭氧参考浓度

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臭氧在空气中杀菌常用的浓度及使用方法应用范围浓度参考表

应用范围	浓度( PPM)	使用方法
冷库	6.0~10.0	根据库容和污染程度，连续开机，主要杀灭霉菌
食品车间	1.0~1.5	每天下班后开机送 O₃气体
鸡蛋	2.0~2.5	间断供 O₃气体，每天开机 2~3h
苹果	2.0	间断供 O₃气体，每天开机 2~3h
叶绿素少的蔬菜	1.0~1.5	间断供O₃气体，每天开机 2~3h
鱼、干酪	0.5~1.0	间断供 O₃气体，每天开机 2~3h

工作服消毒	10-20	相对湿度90%左右，衣服用衣架挂起
鱼类加工厂	3	在管道内投入O₃气体氧化除臭

注：上表来源于《臭氧技术及应用》（化学工业出版社,2003.3）

空气消毒

应在封闭空间,室内无人的条件下进行，一般臭氧浓度 5mg/m~30mg/m相对湿度~70%，作用时间30min~120min。

水消毒

用于生活饮用水消毒时,水出厂前臭氧与水接触时间应>12 mn ，消毒后的水中臭氧残留量应≤0.3 mg/L，管网末梢水中臭氧残留量应>0.02 mg/L。

餐饮具和食品加工管道消毒

浸泡消毒时一般水中臭氧浓度应>10mg/L，消毒时间应>15 min；冲洗消毒时一般水中臭氧浓度应>0.6 mg/L，消毒时间应>20 min。

物体表面消毒

用臭氧气体对物体表面消毒时，一般臭氧浓度应>60mg/m相对湿度>70%，作用时间60min~120min。

用臭氧水对物体表面消毒时，一般要求水中臭氧浓度>10 mg/L，作用时间>60 min。

注：上述数据来源于《GB28232-2020 臭氧消毒器卫生要求》

臭氧发生器的选择

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空间灭菌的效果与臭氧的达到浓度有关，因此在考虑使用多大产量的臭氧发生器是否合适，以下有个公式可以参考：

W=C×V×10-3/D

注： W-臭氧发生器产量 单位： g/h

C-单位体积臭氧投加量 单位：mg/m3（空气中臭氧浓度 1ppm=2.14mg/m3）

V-实际臭氧消毒体积 单位: m3 【V包括V1洁净区空间体积、V2空气净化系统体积（可以忽略）、V3循环时空气损失体积（实际计算过程中V3等于循环系统总风量的1.2%）】

D-臭氧衰退系数： 0.42

例如：若设计臭氧浓度按空间1.5ppm，消毒空间体积10000 m3，送风流量100000 m3/h

W=1.5×2.14×10-3×(10000+100000×1.2%)/0.42=85.6g/h

根据计算结果一般选用臭氧发生器产量为90g/h

臭氧发生器的安装

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因为 臭氧在湿度越高环境下，杀菌效果越好 。这是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织容易被臭氧破坏，这一特性对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合。但是有些企业会将臭氧发生器放置在室内，这就存在安全隐患，因为在高湿度环境下，臭氧会腐蚀臭氧发生器本身一些零部件，缩短设备寿命，还有可能造成短路、故障、甚至起火。 所以建议一般臭氧发生器安装在室外，室内采用布管式 。

臭氧水与传统的消毒杀菌效果对比数据

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a.杀菌水对物体表面的杀菌效果

消毒物品	处理前细菌总数cfu/g	杀菌剂 Mg/kg	作用时间 Min	平均杀菌率 %
不锈钢台面	3800	CLO ₂ 水(100)	1	1.2
不锈钢台面	3800	O ₃ 水(1.5)	1	1.5
聚酯瓶	56	CLO ₂ 水(100)	2	100
聚酯瓶	56	O ₃ 水(1.5)	2	100
玻璃瓶	320	CLO ₂ 水(100)	2	1.7
玻璃瓶	320	O ₃ 水(1.5)	2	100

b.臭氧水喷淋对虾及其它鱼类5min，经感官评定对色泽、风味等品质均无影响

消毒物品	处理前细菌总数 cfu/g	杀菌剂 mg/kg	处理前细菌总数 cfu/g	平均杀菌率 %
有壳虾	36000	CLO ₂ 水(100)	650	1.2
		O ₃ 水(0.7)	290	1.5
		自来水	27000	1.0
虾仁	28000	CLO ₂ 水(100)	200	1.8
		O ₃ 水(0.7)	140	1.1
		自来水	22000	1.4

c.喷淋榨菜丝、萝卜片、黄瓜片2min，不同处理方式的产品细菌总数 cfu/g

产品	CLO ₂ 水 100 mg/kg	O ₃ 水 1.0mg/kg	自来水
榨菜丝	12	5	1200
萝卜片	25	7	4300
黄瓜片	8	0	750

臭氧在食品企业的应用范围

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臭氧自1785年发现以来，作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品加工、运输、贮存、自来水生产等领域，因为它不但能对空间消毒灭菌，而且也能作用于物体表面和内部，特别是近年来由于人们对臭氧利用技术了解的深入，臭氧杀菌在食品工业中越来越受到人们的重视，利用的范围也越来越广，例如，可用于冷库消毒；生产车间空气的灭菌净化；蔬菜水果加工、贮藏及防霉保鲜；矿泉水杀菌保质以及生产用水、生产工具容器、包装物等的消毒；有助于食品生产企业通过食品行业的GMP及HACCP体系的认证。

如表 2 所示，在日、美等国，臭氧的杀菌手段已广泛使用于食品加工的各个方面。

表2 臭氧在食品企业中应用的领域

应用目的	应用领域	应用方法举例
食品杀菌

臭氧杀菌在食品企业中的应用

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