臭氧发生器是制取臭氧的设备装置。臭氧O3是氧气O2的同素异形体,由3个活性氧原子组成。臭氧具有*的氧化性,被*是一种广谱杀菌剂,它在水中的氧化还原电位为2.07V,仅次于氟(2.5V),其氧化能力高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)。其氧化能力高于氯一倍,杀菌比氯快600-3000倍,比紫外线快3000倍,它能破坏分解细菌的细胞壁,很快地扩散透进细胞内,氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏细胞、核糖核酸(RNA),分解脱氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。细菌被臭氧杀死是由细胞膜的断裂所致,这一过程被称为细胞消散,是由于细胞质在水中被粉碎引起的,在消散的条件下细胞不可能再生。应当指出,与次氯酸类消毒剂不同,臭氧的杀菌能力不受PH值变化和氨的影响,其杀菌能力比氯大600-3000倍,它的灭菌、消毒作用几乎是瞬时发生的,在水中臭氧浓度达到0.3-2mg/L时,0.5-1min内就可以致死细菌。达到相同灭菌效果所需臭氧水药剂量仅是氯的0.0048%。常见的大肠杆菌、粪链球菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、霉菌等,在臭氧的环境中15分钟,其杀灭率可达到99%以上。臭氧在常温、常压下易分解成为氧分子和具有强氧化力的活性氧,其半衰周期约为12~16小时,zui后成为O2,无须担心臭氧残留的二次污染。
臭氧作为杀菌剂,在食品工业中的应用主要有三个方面:一是杀灭微生物———即杀菌消毒作用;二是氧化分解有机或无机污染气味———即除臭净化作用;三是分解果蔬代谢产物,抑制后成熟过程———即保鲜作用。
目前,臭氧杀菌技术已应用于肉类冷藏、冷库消毒、食品加工车间杀菌净化、矿泉水杀菌保质、食品生产用水、工作服消毒、水产养殖业、速冻食品加工、海产品保鲜杀菌及环境杀菌。此外,臭氧技术还在蔬果贮藏防霉保鲜、食品生产车间消毒与气味除味净化等方面应用,青岛宁鑫净化设备有限公司根据臭氧的特点以及不同的使用地点,研制开发了有针对性的空气消毒臭氧发生器,食品果蔬臭氧发生器 ,冷库用臭氧发生器,水处理臭氧发生器,臭氧负离子发生器等。解决了部分食品出口企业的产品生产中微生物繁殖难以控制的难题。
香蕉在臭氧浓度高的情况下,香蕉新陈代谢强烈。然而在低浓度下,例如1.55ppm下可能产生生理损害。如果臭氧浓度在25~30ppm,8天后香蕉表皮会产生黑斑。臭氧浓度在30~90ppm范围内呼吸过程加快,而成熟过程保持不变。使用臭氧贮藏香蕉的*条件是温度在2℃,浓度1.5~7ppm。香蕉成熟不很快,呼吸强度变化也不大。
柑橘柑橘对臭氧不敏感,在40ppm的高浓度下,由于乙烯和其他的新陈代谢产物被臭氧氧化,柑橘的成熟度减慢。
浆果草莓、木莓、葡萄在贮藏期间,霉菌菌落可能繁殖,可用2~3ppm的臭氧抑制霉菌的生长,对浆果的质量和香味没有影响,贮藏期可延长一倍,但在包装方式上不能避免臭氧与浆果接触。
苹果在贮藏期间,视品种不同,臭氧浓度2~11ppm下,会出现生物损伤。美国所做的试验表明,在2ppm下冷藏5个月,大多数品种没有受到损害。在此期间,去除乙烯对延长贮藏期有促进作用,新陈代谢产物的钝化也可降低表皮褐变。据国内某单位的经验,用臭氧保鲜的冷藏苹果,出库后半个月仍保持保鲜作用。
梨对某些特殊品种的梨所做的研究表明,在臭氧浓度3ppm,温度5℃的情况下,贮藏17天没有变坏,呼吸强度也没有增加。
菜花原苏联用臭氧处理菜花后贮藏获得良好效果。
马铃薯贮藏条件为:温度6℃~14℃,相对湿90%以上。在臭氧浓度15~18mg/m3下,对马铃薯处理6~10小时,可使马铃薯疫霉菌落停止生长,而马铃薯的颜色、味道、密度都没有变化。在臭氧作用下,马铃薯的淀粉和维生素C含量增加,糖分下降。
蒜薹蒜薹的贮藏,除了温、湿度要求及气体成分控制以外,应用臭氧重点是在空库消毒,入库预冷杀菌和换气前后的杀菌。蒜薹入库预冷完成后,可用2~4ppm浓度的臭氧,杀死蒜薹表面部分微生物。对大棚和气调库来说,日常防霉应与换气同时进行,并使臭氧均匀扩散,浓度应以有效去除蒜薹气体而没有明显的臭氧味为宜。对气调库来说,应把臭氧发生器放在库外。小袋包装的防霉,应在每次换气前后进行。换气前使用臭氧主要是减少换入气体中的微生物。换气后的氧化以乙烯去除气味为主,这一步骤中由于臭氧不直接接触蒜薹,浓度可适当高一些。臭氧发生器开、停的安排,应以开袋换气时嗅不到明显臭氧味为宜。实际应用表明,臭氧可强烈抑制腐烂区扩展,如有腐烂发生,可使之直接暴露于臭氧下,可得到良好效果。
西红柿用于贮藏的西红柿,要选用皮厚、坚实的晚熟品种,五六成熟。西红柿分层单摆平放,按所需的温、湿度或气调条件控制。进库前需对空库用臭氧进行消毒。在此条件下贮藏一个半月,好果率达到80%~90%。
柿子椒采摘时应用剪刀剪断果柄,因为果蒂受损zui易腐烂。柿子椒在帐内要分层散放,便于与臭氧接触,也有利于CO2、乙烯、热量的扩散。一般的贮藏温度为12℃~15℃,秋季采摘的为8℃~10℃,CO2<3%,O2为10%左右。臭氧的充入以*个月每天2~3次、浓度为5ppm左右,以后可每天1~2次。贮藏70天后的柿子椒商品率达80%以上。
鸡蛋美国自1930年就开始使用臭氧技术来贮藏鸡蛋,当时就约有80%的冷库装有臭氧发生器,取得很好的效果。目前,美国在贮藏鸡蛋的冷库中利用臭氧主要有两种方式:连续应用和间断应用。连续应用的臭氧浓度为0.6ppm,湿度为90%,贮藏8个月,质量很好。我国目前的冷库,大多数还需人员入库检测温、湿度,所以我国大部分仍采用间断供臭氧方式。其做法是每天开臭氧发生器1~2次,浓度为1.5~2.5ppm,开机时间要与查库时间错开,以便人员进入,每次臭氧杀菌后,空气中细菌数下降70%左右,霉菌下降60%左右,鸡蛋壳上细菌、霉菌数下降50%左右。目前,我国已有30多家蛋品冷库应用了臭氧,都获得了好的效果,减少了损失,经济效益明显。
肉类臭氧主要用于肉类屠宰后的成熟、嫩化过程的杀菌保鲜,其做法是每天用臭氧处理1~2次,每次持续2小时,臭氧的浓度是6mg/m3(空气),温度20℃,相对湿度85%,在密闭的房间里可保持42~44小时。若是把温度降低至6℃则可保持20天。牛肉在臭氧浓度10~20mg/m3(空气)的情况下,与单用冷却相比,其贮藏期可提高30%~40%。牛肉表面微生物不超过103/cm3。在对牛肉、小牛肉、羊肉、猪肉,鸡和兔肉应用臭氧的贮藏期进行详尽的研究后发现,在通常情况下,各种肉类贮藏7天后,发现肉明显受到微生物的污染。而在相同情况下,应用臭氧处理14天以后才出现微生物污染。在冷却情况下,使用臭氧与不使用臭氧相比,表面微生物菌丛(假单胞菌属、孢子、沙门氏菌、葡萄球菌)下降。如果污染程度早已很大,臭氧对表面微生物菌丛就没有效果,但仍能使冷库中的空气感到新鲜。
奶酪在熟化和贮藏过程中,应用臭氧的经验很成功。温度15℃,相对湿度80%~85%,臭氧浓度0.02ppm条件下使其表面生长孢子在熟化期被杀灭,贮藏期增长到11周。并且,在贮藏室中存在的异味也由于臭氧氧化作用而消除。
鲜鱼国外用含有臭氧的水制成冰块来保藏鲜鱼,使保鲜时间延长50%。一般认为臭氧在0℃时相当稳定,不易自然分解,含有臭氧的冰在融化时,其冰水混合物中会有臭氧存在,对微生物的生长有抑制作用,从而延长了鲜鱼保鲜期。
根据多年实践经验,间断应用臭氧防霉,每100m3的库容选用1台10g/h的臭氧发生器。若选用2台,则每台为3g/h就可。食品加工间每100m3可按5g/h选用。用于冷库消毒,大约是2000m3,使用1台3g/h的臭氧发生器。
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