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的可靠消毒劑，長期以來一直享有盛譽。1982年，使用臭氧對瓶裝水進行消毒在美國被認為是安全的，后來被批準用于瓶裝水處理線的消毒。在澳大利亞、法國和日本等國家，食品臭氧加工已經使用了一段時間。然而，直到2001年，FDA才批準使用臭氧直接接觸食品，根據最終規則21 CFR Part 173.336。同年晚些時候，美國農業部食品安全檢驗局也批準將臭氧用于肉類和家禽產品。這導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系統。臭氧也被列入國家有機計劃的最終規則，因此允許用于有機或有機食品。

 

臭氧是一種高活性形式的氧氣，由三個氧原子組成。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、寄生蟲和霉菌。

 

臭氧作為抗菌劑比氯更有效，因為與氯的2.07V相比，臭氧的氧化還原電位更強，為1.36V。此外，臭氧是環保的，不會留下有害的化學殘留物。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，但它在氣態下的半衰期比在水溶液中長，并且水的純度會影響半衰期，不純水會導致更快的降解。臭氧的這些特性在食品加工設備的設計中至關重要，以有效地產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，可用于符合行業良好生產規范標準的食品安全處理、儲存和加工。臭氧可以通過光化學或電暈放電（等離子體）技術產生，后者是最常用的方法。

在電暈放電（CD）產生中，干燥的空氣或氧氣在涂有介電材料的電極之間通過，導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量對CD臭氧發生器的性能和壽命至關重要。

另一種臭氧生產方法是利用紫外線（UV）進行光化學反應。發射185nm波長的低壓汞紫外燈可用于通過將氧分子光解成臭氧分子來產生臭氧。

通過任一方法產生的臭氧都可以以氣態臭氧或臭氧水溶液的形式應用于食品或食品接觸表面以進行凈化。

對于水性應用，臭氧通過文丘里注射或細氣泡擴散轉移到水中。文丘里噴射涉及將水壓轉換為動能，而細氣泡擴散器將臭氧氣泡的精細分散分散到水柱中。

現場臭氧生成的優點是，它消除了人員出于衛生目的處理有害化學品的需要。此外，與其他化學消毒劑不同，臭氧不需要儲存或特殊處理。

 

然而，高濃度的臭氧可能具有強烈的氣味并構成健康風險，要進行處理。