食品和饮料加工中使用的臭氧综述

 

臭氧作为食品和饮料行业的可靠消毒剂，长期以来一直享有盛誉。1982年，使用臭氧对瓶装水进行消毒在美国被认为是安全的，后来被批准用于瓶装水处理线的消毒。在澳大利亚、法国和日本等国家，食品臭氧加工已经使用了一段时间。然而，直到2001年，FDA才批准使用臭氧直接接触食品，根据最终规则21 CFR Part 173.336。同年晚些时候，美国农业部食品安全检验局也批准将臭氧用于肉类和家禽产品。这导致安装了许多使用臭氧作为抗菌剂与食品直接接触的商业系统。臭氧也被列入国家有机计划的最终规则，因此允许用于有机或有机食品。

 

臭氧是一种高活性形式的氧气，由三个氧原子组成。它以其在平流层中的作用而闻名，它有助于保护地球免受有害辐射，以及在大气中的雷电放电期间形成。作为一种有效的消毒剂，臭氧分解成羟基、氢过氧基和超氧自由基。这些短寿命的自由基具有高度氧化性，能够灭活病原体，如肠炎沙门氏菌、大肠杆菌 O157：H7、单核细胞增生李斯特菌、痢疾志贺氏菌和肉毒梭菌，以及各种酵母、真菌、病毒、寄生虫和霉菌。

 

臭氧作为抗菌剂比氯更有效，因为与氯的2.07V相比，臭氧的氧化还原电位更强，为1.36V。此外，臭氧是环保的，不会留下有害的化学残留物。臭氧易溶于水，其溶解度受温度影响，随温度升高而降低。虽然臭氧降解很快，但它在气态下的半衰期比在水溶液中长，并且水的纯度会影响半衰期，不纯水会导致更快的降解。臭氧的这些特性在食品加工设备的设计中至关重要，以有效地产生和处理含有臭氧的食品。

臭氧处理

臭氧是一种高效的抗菌剂，可用于符合行业良好生产规范标准的食品安全处理、储存和加工。臭氧可以通过光化学或电晕放电（等离子体）技术产生，后者是最常用的方法。

在电晕放电（CD）产生中，干燥的空气或氧气在涂有介电材料的电极之间通过，导致氧分子分解成带电原子，形成臭氧分子。所用空气或氧气的质量对CD臭氧发生器的性能和寿命至关重要。

另一种臭氧生产方法是利用紫外线（UV）进行光化学反应。发射185nm波长的低压汞紫外灯可用于通过将氧分子光解成臭氧分子来产生臭氧。

通过任一方法产生的臭氧都可以以气态臭氧或臭氧水溶液的形式应用于食品或食品接触表面以进行净化。

对于水性应用，臭氧通过文丘里注射或细气泡扩散转移到水中。文丘里喷射涉及将水压转换为动能，而细气泡扩散器将臭氧气泡的精细分散分散到水柱中。

现场臭氧生成的优点是，它消除了人员出于卫生目的处理有害化学品的需要。此外，与其他化学消毒剂不同，臭氧不需要储存或特殊处理。

 

然而，高浓度的臭氧可能具有强烈的气味并构成健康风险，要进行处理。