臭氧滅菌在真空冷凍干燥中的應用

　　眾所周知目前國內使用的食品工業(yè)用真空冷凍干燥機，不管是從國外進(jìn)口的，還是國內生產(chǎn)的都不具備有在線(xiàn)清洗（CIP）和在線(xiàn)滅菌（SIP）的功能。但是隨著(zhù)中國凍干產(chǎn)品出口的幅度不斷增大，食品安全問(wèn)題越來(lái)越受到世界各國的重視，并已成為影響食品工業(yè)競爭力的關(guān)鍵問(wèn)題。近來(lái)隨著(zhù)歐盟和美國的食品工業(yè)標準規范的頒布，對中國的食品加工企業(yè)和食品設備制造企業(yè)是一個(gè)嚴峻的挑戰。真空冷凍干燥機是食品生產(chǎn)加工流水線(xiàn)過(guò)程中的一個(gè)重要設備，它的無(wú)菌標準要求直接關(guān)系到加工后食品的安全性。我們知道滅菌的方法有多種，選用何種滅菌方法，既要達到效果，又不會(huì )產(chǎn)生對產(chǎn)品、人體、設備等影響。這是作者在本文中所要論述的一個(gè)新的技術(shù)問(wèn)題。

1、滅菌原理

1.1、食品腐壞的原因

　　引起食品腐壞的原因是微生物在食品中的繁殖，微生物一般包括：病毒、細菌、真菌、霉菌等及小型藻類(lèi)和原生物。要消滅和抑制這些微生物，就是要控制或剝奪這些微生物賴(lài)依生存和繁殖的環(huán)境，即空氣、水份和溫度。食品經(jīng)過(guò)真空冷凍機（簡(jiǎn)稱(chēng)凍干機）脫水干燥，去除了95%以上的水份，這樣就控制了微生物生存及繁殖所必需8%水分的條件，為食品長(cháng)期保存提供了條件，但是凍干機往往不是凍干某一種產(chǎn)品，并且在運轉操作中不免有少量產(chǎn)品殘留在干燥庫的某一角落，這些殘留的產(chǎn)品長(cháng)期滯留，就會(huì )產(chǎn)生各種細菌、芽飽、霉菌等，就會(huì )產(chǎn)生污染食品的現象。雖然國外有凍干機制造商利用輻射板加熱來(lái)進(jìn)行滅菌，但是干燥庫面積大、有死角，溫度的傳遞均勻性差，達不到徹底滅菌的效果。本公司在國內首創(chuàng )開(kāi)發(fā)了臭氧氣體進(jìn)行工業(yè)食品凍干機的滅菌技術(shù)，解決了以上所存在的滅菌缺陷，為工業(yè)食品凍干的滅菌打開(kāi)了一個(gè)嶄新的思路。

1.2、臭氧滅菌的機理

　　臭氧又名三分子氧，是由3個(gè)氧原子組成的氧的同位體，由于臭氧的第三個(gè)氧原子的結合較弱而且非常不穩定，常溫下容易分解產(chǎn)生具有強氧化能力的原子氧。正因為如此強氧化性的臭氧，對各種細菌病毒有強烈的殺滅性。它的滅菌機理是臭氧先作用于殺滅對象的細胞膜，使膜構成份受損傷而導致新陳代謝障礙。臭氧繼續滲透穿過(guò)膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性導致細胞溶解、死亡，同時(shí)臭氧還能使細胞活動(dòng)所必要的酶失去活性，而影響其正常的生理功能，所以臭氧是一種廣譜高效殺菌劑，其殺菌速度較氯快300～600倍，可以快速殺滅各種細菌繁殖休和芽孢、病毒及真菌。

2、臭氧滅菌在凍干機上的應用

2.1、臭氧滅菌的影響因素

　　臭氧對微生物的殺滅效果受到微生物種類(lèi)、溫度、濕度、PH 值、濃度值、作用時(shí)間的因素影響，在應用研究時(shí)表明各種微生物對臭氧受力的強弱順序依次是芽孢菌＞沙門(mén)氏菌＞綠膿桿菌＞金黃色葡萄球菌＞霉菌和酵母菌。同時(shí)被殺滅環(huán)境溫度越低濕度越大，則效果越好，并且在酸性條件下，殺滅能力強，堿性條件下殺滅能力差，特別對殺滅的容積、面積的大小，確定的濃度和作用時(shí)間（也稱(chēng)D值）極為重要。人們對臭氧滅菌、消毒的研究已有許多報導，臭氧殺滅微生物的效果、作用我們在此不再作一介紹。

　　在凍干機中應用臭氧滅菌的關(guān)鍵是怎樣來(lái)確定臭氧輸入的濃度，及怎樣保持在滅菌過(guò)程中保持濃度的不衰退性和D 值的確定。

臭氧的殺菌作用

2.2、臭氧滅菌的效果

　　凍干機在干燥運轉時(shí)，干燥倉和捕水器是一個(gè)圓形的密閉容器，是在真空低溫下工作的，相對來(lái)說(shuō)自然產(chǎn)生微生物的可能性較小。但是在干燥多品種，特別是凍干肉類(lèi)、水產(chǎn)類(lèi)含脂肪和蛋白質(zhì)較高的產(chǎn)品時(shí)，比較容易產(chǎn)生各種細菌和芽孢，再者干燥倉和捕水器中有輻射板和蒸發(fā)管及其它部件和管路，即使是安裝了CIP 清洗也不能保證每一個(gè)部位及角落都能徹底清洗到位。用化學(xué)法滅菌含有化學(xué)殘留劑污染食品的可能。也不能用像藥品凍干機那樣采用蒸汽滅菌。那么采用了臭氧消毒徹底解決了問(wèn)題。從我們制造的凍干設備使用情況來(lái)看，經(jīng)過(guò)臭氧氣體消毒的干燥倉和捕水器倉輻射板上及蒸發(fā)管取樣檢測，滅菌的效果極其理想。另外在CIP 清洗管道中我們也通了臭氧，使其溶解在清洗水中，徹底殺滅了管路及倉內噴口的細菌，解決了CIP 管路中二次污染的難題。在使用中我們得出的結論是只要容器內保持臭氧濃度30ppm 以上（即60mg/m³），相對濕度≥70%，溫度＜25℃，D 值控制在≥90min 即可達到殺滅一切微生物的目標。