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用真空冷凍干燥機,不管是從國外進口的,還是國內生產的都不具備有在線清洗(CIP)和在線滅菌(SIP)的功能。但是隨著中國凍干產品出口的幅度不斷增大,食品安全問題越來越受到世界各國的重視,并已成為影響食品工業競爭力的關鍵問題。近來隨著歐盟和美國的食品工業標準規范的頒布,對中國的食品加工企業和食品設備制造企業是一個嚴峻的挑戰。真空冷凍干燥機是食品生產加工流水線過程中的一個重要設備,它的無菌標準要求直接關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,又不會產生對產品、人體、設備等影響。這是作者在本文中所要論述的一個新的技術問題。
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依生存和繁殖的環境,即空氣、水份和溫度。食品經過真空冷凍機(簡稱凍干機)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,為食品長期保存提供了條件,但是凍干機往往不是凍干某一種產品,并且在運轉操作中不免有少量產品殘留在干燥庫的某一角落,這些殘留的產品長期滯留,就會產生各種細菌、芽飽、霉菌等,就會產生污染食品的現象。雖然國外有凍干機制造商利用輻射板加熱來進行滅菌,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。本公司在國內首創開發了臭氧氣體進行工業食品凍干機的滅菌技術,解決了以上所存在的滅菌缺陷,為工業食品凍干的滅菌打開了一個嶄新的思路。
1.2、臭氧滅菌的機理
臭氧又名三分子氧,是由3個氧原子組成的氧的同位體,由于臭氧的第三個氧原子的結合較弱而且非常不穩定,常溫下容易分解產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,同時臭氧還能使細胞活動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、溫度、濕度、PH 值、濃度值、作用時間的因素影響,在應用研究時表明各種微生物對臭氧受力的強弱順序依次是芽孢菌>沙門氏菌>綠膿桿菌>金黃色葡萄球菌>霉菌和酵母菌。同時被殺滅環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間(也稱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鍵是怎樣來確定臭氧輸入的濃度,及怎樣保持在滅菌過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,干燥倉和捕水器是一個圓形的密閉容器,是在真空低溫下工作的,相對來說自然產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、水產類含脂肪和蛋白質較高的產品時,比較容易產生各種細菌和芽孢,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部位及角落都能徹底清洗到位。用化學法滅菌含有化學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題。從我們制造的凍干設備使用情況來看,經過臭氧氣體消毒的干燥倉和捕水器倉輻射板上及蒸發管取樣檢測,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。