臭氧發(fā)生器是制取臭氧的設備裝置。臭氧O3是氧氣O2的同素異形體,由3個活性氧原子組成。臭氧具有*的氧化性,被*是一種廣譜殺菌劑,它在水中的氧化還原電位為2.07V,僅次于氟(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,殺菌比氯快600-3000倍,比紫外線快3000倍,它能破壞分解細菌的細胞壁,很快地擴散透進細胞內,氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等,也可以直接與細菌、病毒發(fā)生作用,破壞細胞、核糖核酸(RNA),分解脫氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物,使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致,這一過程被稱為細胞消散,是由于細胞質在水中被粉碎引起的,在消散的條件下細胞不可能再生。應當指出,與次氯酸類消毒劑不同,臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600-3000倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發(fā)生的,在水中臭氧濃度達到0.3-2mg/L時,0.5-1min內就可以致死細菌。達到相同滅菌效果所需臭氧水藥劑量僅是氯的0.0048%。常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌、霉菌等,在臭氧的環(huán)境中15分鐘,其殺滅率可達到99%以上。臭氧在常溫、常壓下易分解成為氧分子和具有強氧化力的活性氧,其半衰周期約為12~16小時,zui后成為O2,無須擔心臭氧殘留的二次污染。
臭氧作為殺菌劑,在食品工業(yè)中的應用主要有三個方面:一是殺滅微生物———即殺菌消毒作用;二是氧化分解有機或無機污染氣味———即除臭凈化作用;三是分解果蔬代謝產物,抑制后成熟過程———即保鮮作用。
目前,臭氧殺菌技術已應用于肉類冷藏、冷庫消毒、食品加工車間殺菌凈化、礦泉水殺菌保質、食品生產用水、工作服消毒、水產養(yǎng)殖業(yè)、速凍食品加工、海產品保鮮殺菌及環(huán)境殺菌。此外,臭氧技術還在蔬果貯藏防霉保鮮、食品生產車間消毒與氣味除味凈化等方面應用,青島寧鑫凈化設備有限公司根據(jù)臭氧的特點以及不同的使用地點,研制開發(fā)了有針對性的空氣消毒臭氧發(fā)生器,食品果蔬臭氧發(fā)生器 ,冷庫用臭氧發(fā)生器,水處理臭氧發(fā)生器,臭氧負離子發(fā)生器等。解決了部分食品出口企業(yè)的產品生產中微生物繁殖難以控制的難題。
香蕉在臭氧濃度高的情況下,香蕉新陳代謝強烈。然而在低濃度下,例如1.55ppm下可能產生生理損害。如果臭氧濃度在25~30ppm,8天后香蕉表皮會產生黑斑。臭氧濃度在30~90ppm范圍內呼吸過程加快,而成熟過程保持不變。使用臭氧貯藏香蕉的*條件是溫度在2℃,濃度1.5~7ppm。香蕉成熟不很快,呼吸強度變化也不大。
柑橘柑橘對臭氧不敏感,在40ppm的高濃度下,由于乙烯和其他的新陳代謝產物被臭氧氧化,柑橘的成熟度減慢。
漿果草莓、木莓、葡萄在貯藏期間,霉菌菌落可能繁殖,可用2~3ppm的臭氧抑制霉菌的生長,對漿果的質量和香味沒有影響,貯藏期可延長一倍,但在包裝方式上不能避免臭氧與漿果接觸。
蘋果在貯藏期間,視品種不同,臭氧濃度2~11ppm下,會出現(xiàn)生物損傷。美國所做的試驗表明,在2ppm下冷藏5個月,大多數(shù)品種沒有受到損害。在此期間,去除乙烯對延長貯藏期有促進作用,新陳代謝產物的鈍化也可降低表皮褐變。據(jù)國內某單位的經驗,用臭氧保鮮的冷藏蘋果,出庫后半個月仍保持保鮮作用。
梨對某些特殊品種的梨所做的研究表明,在臭氧濃度3ppm,溫度5℃的情況下,貯藏17天沒有變壞,呼吸強度也沒有增加。
菜花原蘇聯(lián)用臭氧處理菜花后貯藏獲得良好效果。
馬鈴薯貯藏條件為:溫度6℃~14℃,相對濕90%以上。在臭氧濃度15~18mg/m3下,對馬鈴薯處理6~10小時,可使馬鈴薯疫霉菌落停止生長,而馬鈴薯的顏色、味道、密度都沒有變化。在臭氧作用下,馬鈴薯的淀粉和維生素C含量增加,糖分下降。
蒜薹蒜薹的貯藏,除了溫、濕度要求及氣體成分控制以外,應用臭氧重點是在空庫消毒,入庫預冷殺菌和換氣前后的殺菌。蒜薹入庫預冷完成后,可用2~4ppm濃度的臭氧,殺死蒜薹表面部分微生物。對大棚和氣調庫來說,日常防霉應與換氣同時進行,并使臭氧均勻擴散,濃度應以有效去除蒜薹氣體而沒有明顯的臭氧味為宜。對氣調庫來說,應把臭氧發(fā)生器放在庫外。小袋包裝的防霉,應在每次換氣前后進行。換氣前使用臭氧主要是減少換入氣體中的微生物。換氣后的氧化以乙烯去除氣味為主,這一步驟中由于臭氧不直接接觸蒜薹,濃度可適當高一些。臭氧發(fā)生器開、停的安排,應以開袋換氣時嗅不到明顯臭氧味為宜。實際應用表明,臭氧可強烈抑制腐爛區(qū)擴展,如有腐爛發(fā)生,可使之直接暴露于臭氧下,可得到良好效果。
西紅柿用于貯藏的西紅柿,要選用皮厚、堅實的晚熟品種,五六成熟。西紅柿分層單擺平放,按所需的溫、濕度或氣調條件控制。進庫前需對空庫用臭氧進行消毒。在此條件下貯藏一個半月,好果率達到80%~90%。
柿子椒采摘時應用剪刀剪斷果柄,因為果蒂受損zui易腐爛。柿子椒在帳內要分層散放,便于與臭氧接觸,也有利于CO2、乙烯、熱量的擴散。一般的貯藏溫度為12℃~15℃,秋季采摘的為8℃~10℃,CO2<3%,O2為10%左右。臭氧的充入以*個月每天2~3次、濃度為5ppm左右,以后可每天1~2次。貯藏70天后的柿子椒商品率達80%以上。
雞蛋美國自1930年就開始使用臭氧技術來貯藏雞蛋,當時就約有80%的冷庫裝有臭氧發(fā)生器,取得很好的效果。目前,美國在貯藏雞蛋的冷庫中利用臭氧主要有兩種方式:連續(xù)應用和間斷應用。連續(xù)應用的臭氧濃度為0.6ppm,濕度為90%,貯藏8個月,質量很好。我國目前的冷庫,大多數(shù)還需人員入庫檢測溫、濕度,所以我國大部分仍采用間斷供臭氧方式。其做法是每天開臭氧發(fā)生器1~2次,濃度為1.5~2.5ppm,開機時間要與查庫時間錯開,以便人員進入,每次臭氧殺菌后,空氣中細菌數(shù)下降70%左右,霉菌下降60%左右,雞蛋殼上細菌、霉菌數(shù)下降50%左右。目前,我國已有30多家蛋品冷庫應用了臭氧,都獲得了好的效果,減少了損失,經濟效益明顯。
肉類臭氧主要用于肉類屠宰后的成熟、嫩化過程的殺菌保鮮,其做法是每天用臭氧處理1~2次,每次持續(xù)2小時,臭氧的濃度是6mg/m3(空氣),溫度20℃,相對濕度85%,在密閉的房間里可保持42~44小時。若是把溫度降低至6℃則可保持20天。牛肉在臭氧濃度10~20mg/m3(空氣)的情況下,與單用冷卻相比,其貯藏期可提高30%~40%。牛肉表面微生物不超過103/cm3。在對牛肉、小牛肉、羊肉、豬肉,雞和兔肉應用臭氧的貯藏期進行詳盡的研究后發(fā)現(xiàn),在通常情況下,各種肉類貯藏7天后,發(fā)現(xiàn)肉明顯受到微生物的污染。而在相同情況下,應用臭氧處理14天以后才出現(xiàn)微生物污染。在冷卻情況下,使用臭氧與不使用臭氧相比,表面微生物菌叢(假單胞菌屬、孢子、沙門氏菌、葡萄球菌)下降。如果污染程度早已很大,臭氧對表面微生物菌叢就沒有效果,但仍能使冷庫中的空氣感到新鮮。
奶酪在熟化和貯藏過程中,應用臭氧的經驗很成功。溫度15℃,相對濕度80%~85%,臭氧濃度0.02ppm條件下使其表面生長孢子在熟化期被殺滅,貯藏期增長到11周。并且,在貯藏室中存在的異味也由于臭氧氧化作用而消除。
鮮魚國外用含有臭氧的水制成冰塊來保藏鮮魚,使保鮮時間延長50%。一般認為臭氧在0℃時相當穩(wěn)定,不易自然分解,含有臭氧的冰在融化時,其冰水混合物中會有臭氧存在,對微生物的生長有抑制作用,從而延長了鮮魚保鮮期。
根據(jù)多年實踐經驗,間斷應用臭氧防霉,每100m3的庫容選用1臺10g/h的臭氧發(fā)生器。若選用2臺,則每臺為3g/h就可。食品加工間每100m3可按5g/h選用。用于冷庫消毒,大約是2000m3,使用1臺3g/h的臭氧發(fā)生器。
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