臭氧技術在食品加工,果蔬保鮮,肉類儲藏等領域內的研究工作在國內外早就已經展開,相關的報道也屢見報端;負離子技術在這方面的應用及研究工作近年來也在日漸加強。
一. 臭氧殺菌原理
臭氧的電極電位是2.07ev,是一種潛在的氧化劑,其氧化能力僅次于氟、氯、三氟化合物和氫氧根自由基,位于第5位,在實際應用中呈現出奇特的消毒、滅菌等作用,同時臭氧在自然狀態(tài)下易產生氫氧根自由基的特點,也使得臭氧應用于食品生產的消毒滅菌等工序中。臭氧能夠*殺滅細菌和病毒,尤其是對大腸桿菌、赤痢菌、流感病毒等特別有效,1min可去除率達99.99%。霉菌是果蔬儲藏中zui常見的微生物,它具有較強的耐受力,在0℃左右的冷庫內仍能生存繁殖,霉菌對消毒劑具有較強的抵抗力,成為引起果蔬腐爛變質的主要原因,高濃度的臭氧(體積分數為10~15ppm)能殺死霉菌,低濃度臭氧有抑制霉菌生長作用。臭氧殺滅菌過程屬生物化學氧化反應。臭氧滅菌有以下3種形式]①臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶,使細菌滅活死亡;②直接與細菌、病毒作用,破壞它們的細胞壁和DNA、RNA,使細菌的新陳代謝受到破壞,導致細菌死亡;③透過細胞膜組織,侵入細胞內,作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖,使細菌發(fā)生通透性畸變而溶解死亡。臭氧具有殺菌力強、菌譜廣、可自行分解不產生殘余污染的優(yōu)點。因此,臭氧能對果蔬類殺菌防霉,延長儲藏期;另一方面,臭氧氣體會快速氧化分解果蔬呼吸排出的乙烯氣體,乙烯是催熟劑,會增強呼吸加速成熟過程。乙烯被分解后降低了果蔬的新陳代謝,減慢了生理老化進程,因而實現了保鮮作用;需要特別強調的是,臭氧在消毒、滅菌過程中僅產生無毒的氧化物,多余的臭氧zui終還原成為氧、不存在殘留物,沒有任何污染的問題,臭氧還能去除庫內異味,可直接用于食品的消毒、滅菌。這是其他任何的化學消毒方法所*的,是食品生產中的冷消毒劑。
二.負離子殺菌原理
負氧離子具有清新空氣、殺菌、醫(yī)療和保健作用、被稱為“空氣中的維生素”??諝庵械呢撾x子量增加,對人體健康有很大貢獻,諸如鎮(zhèn)靜,自律神經消除失眠焦慮,殺滅空氣中的細菌,病毒,促進新陳代謝,凈化血液,強化細胞機能、美顏及延壽等等重要功能、而對于哮喘、支氣管炎、過敏性鼻炎等疾病均有治療作用。在污染較為嚴重的室內環(huán)境中,負離子濃度通常不足100個/cm3,而zui適宜人體的負離子濃度zui小值是1000個/cm3。負離子被醫(yī)學界確認是具有殺滅病菌及凈化空氣的有效手段。其機理主要在于負離子與細菌結合后。使細菌產生結構的改變或能量的轉移,導致細菌死亡,zui終降沉于地面,使空氣中細菌迅速遞減,同時負離子可與空氣中的塵埃結合沉淀、達到除塵的目的。
負離子殺菌的研究在國內外早就已經展開,日本三菱公司已成功地開發(fā)出用負離子控制粘附在食品上的微生物繁殖技術、可防止食物腐敗。采用這種技術保鮮魚、肉等食品不僅防霉抑菌效果好,而且食品不會變色、變質等,可以zui大限度的保持食品原色、原味,冷凍的生鮮食品保鮮期可大大延長;在9-7℃、濕度為90%的條件下,用負離子處理過的金槍魚肉可保鮮4天;草莓可保鮮7天。未經處理的金槍魚肉4天就腐爛發(fā)臭,草莓也*發(fā)霉。
三.臭氧負離子兩者聯合使用的殺菌原理
一些專業(yè)冷庫以往是用具氧進行保鮮處理。臭氧雖有很強的氧化力,殺菌效果好,但是由于臭氧的氧化力太強,經臭氧處理過的食品鮮度降低,而且冷庫內的零件也易腐蝕。
在沒有負離子的協同作用時,要需要較長時間才能看到殺菌裝置的殺菌效果。
近年來,日本發(fā)現帶有O-157病原性大腸菌的肉類污染、在其它農畜產品中微生物的污染也多有發(fā)生。傳統的食品殺菌方法雖均具有較強的殺菌力,但也可能引起食品本身的質變,從而期望開發(fā)對食品本身影響小而殺菌力又大的全新殺菌技術。負離子不會引起食品變色、變質。也可防微生物增殖,但一旦停止處理、其抑制增殖的效果也就消失。故設想將負離子再添加低濃度臭氧組成混合氣體的殺菌方法。
日本的三菱電器曾經對低濃度臭氧負離子聯合殺菌效果,以及聯合作用后對食品保鮮、對食品品質的影響進行了研究,他們的研究結果顯示:當空氣中含有臭氧和負離子,臭氧濃度為0.03ppm,負離子濃度為106parts/cm3時,其殺菌能力比單獨采用臭氧和負離子的殺菌能力要強得多,研究發(fā)現,低濃度臭氧和負離子的聯合作用,對食品表面上的細菌不僅有很好的殺滅作用,而且對食品本身沒有影響。
進一步研究表明,當臭氧濃度為O.03ppm,負離子濃度為106parts/cm3時,殺菌能力比單獨使用任何一種提高了10倍,一般殺菌率都在90%以上。對于葡萄球菌,在20℃相對濕度90%,當僅采用低濃度臭氧或負離子殺菌時,細菌殺滅率低于10%,然而兩者聯合作用,殺滅率高達94%。此外,低濃度臭氧和負離子聯合作用,對大腸桿菌和假單胞菌(pseudomonas)(一種在低溫下能很好生長的細菌)也具有很好的殺滅作用。[3]
低濃度臭氧負離子聯合殺菌不僅安全,有效,而且食品不褪色。對于豬肉和金槍魚,當臭氧濃度為0.2ppm時,不僅細菌明顯減少,而且沒有檢測到異味;對于草莓,其上的細菌被抑制,聯合作用對草莓的影響和單獨用負離子的影響相同,而且維生素幾乎沒有下降;此外,在水果諸如葡萄、櫻桃、李子長期保存的試驗中發(fā)現,葡萄保存8個月也末見微生物大量繁殖。用這種方法保存食物之所以有效,是因為這種技術能殺滅食品表面的細菌又不影響食品本身。
青島寧鑫凈化設備有限公司生產的臭氧負離子發(fā)生器應用在(1).食品加工、包裝車間、藥品生產、客房、庫房、醫(yī)院等的消毒。(2).食品、水果、蔬菜的保鮮、防霉。(3).工具、餐具、茶具等物品的表面消毒。是各制藥企業(yè)、食品工業(yè)、保健飲料企業(yè)達到GMP認證,QS等生產標準的產品。
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