臭氧杀菌的机理
臭氧(0zone)的分子式是03,相对分子质量48,密度为1.58kg/m°。臭氧由氧气转化而产生,带有特殊的腥味,自然界的闪电可产生臭氧,有些电动机、变压器、复印机等电器的运行也可将空气中的氧气转变成臭氧。大规模臭氧发生通常采用紫外辐射或电晕放电等方法,波长在185m的紫外辐射最易被氧气分子吸收并产生臭氧(大气的臭氧层就是主要由紫外辐射产生的)。用紫外方法产生臭氧,虽然纯度较高,但能耗也高,因此实际应用较少。电晕放电法是通过交变高压电场使空气电离,将氧气转变成臭氧。这种方法能耗较低,臭氧产量大,是目前应用最多的一类臭氧发生设备。
臭氧具有强的氧化性,可引起细胞活性物质的氧化、变性、失活,对生物细胞具有较强的杀灭作用。由于臭氧性质不稳定,分解后成为正常的氧气,在处理基质上一般无残留,因此被普遍认为是一类可以在食品中安全应用的杀菌物质。
人体直接吸入臭氧可产生一定的毒性作用,一般空气中臭氧浓度达到0.02g/kg时人就可觉察,我国劳动保护法规定允许工作环境中的空气臭氧浓度上限为
0.Img/kg臭氧对各类微生物的强烈杀菌作用已经有许多研究报道。有试验表明,绿脓杆菌(Pseudomonas Aeruginosa)在15℃,相对湿度73%,臭氧浓度0.08~0.6mg/kg的条件下,处理30min的死亡率可达99.9%,用浓度为0.3mg/L的臭氧水溶液处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌1min的杀灭率均达到100%。芽孢对臭氧的抗性较营养细胞强,如要杀灭水中枯草芽孢杆菌的芽孢需要将水中的臭氧浓度提高到3.8~
4.6mg/L,作用时间延长到3~10min。臭氧对真菌也有较强的杀灭作用。