臭氧對果蔬清洗與消毒消毒對比

        近年來，鮮切果蔬（shū）在各大中型商超、網絡生鮮商（shāng）城湧現，因具有（yǒu）清潔衛生、新鮮、食用方便（biàn）等（děng）特點，受到消費者的喜愛（ài）， 是（shì）生鮮食品工業中快速發展的一個新領域。鮮切（qiē）果（guǒ）蔬是（shì）指將新鮮水果或蔬菜經過清洗、消毒、切分和整理（lǐ）等（děng）工序後，供給（gěi）消費者直接食用或簡單處理後食（shí）用的一種新型的果蔬加工品，集保鮮和加工技術為一體。其中，清洗和消毒處理對鮮切果（guǒ）蔬的加工至關重要，鮮切果蔬（shū）加工、流通、儲藏、貨品上架的過程中微生物汙染是影響果蔬品質的很大因（yīn）素。

        微（wēi）生物汙染主要來源於以下幾個方麵： ①種植過程中的田間侵染（rǎn）。種植果蔬的土壤（rǎng）含有細（xì）菌、放線菌、黴菌、酵母菌等微生物以及種植過程中使用未經發酵的粗農家肥，其中含有大量的大腸杆菌（jun1）、沙門氏菌等附著或侵入果蔬體內。②收獲、分揀（jiǎn）和加工過程。此過程是微（wēi）生物對果蔬汙（wū）染很主要的階段。果蔬在此過程中極易造成細胞（bāo）組織損（sǔn）傷後營養物質外流，給附著在表皮的微生物提供了有利的滋生（shēng）條件，加之果蔬（shū）表麵暴露在空氣中， 又容易受到細菌、黴菌、酵母菌等微生物的汙染（rǎn）。③儲存運輸過（guò）程。由於包裝材質影響、貯（zhù）運溫度變化、貯藏倉庫（kù）環境以及鮮切果蔬產品間的交叉汙染等因素， 在這個過程中果蔬表麵的微生物會（huì）逐漸增加， 果蔬表麵微生（shēng）物（wù）的數量會直接影響鮮切果蔬的貨架期， 前期做好果蔬的清洗消（xiāo）毒（dú），控製好果（guǒ）蔬表麵（miàn）微生物的滋生，有（yǒu）利於果蔬保鮮，延長（zhǎng）貨架期[1]。

一、常規的果（guǒ）蔬清（qīng）洗與消毒方法

        目前，在鮮切產品加工過程中，果蔬清洗（xǐ）采（cǎi）用的（de）裝（zhuāng）置主要有3 種類型：①傳統清洗機。主要通過浸泡、物理清洗和噴淋作（zuò）用（yòng）完成清洗，物理清洗（xǐ）環節有毛刷清洗、機械振動清洗和槳葉清洗等方式，該類清洗機械主要適用於土豆、番茄、胡蘿卜等果（guǒ）菜清洗，對葉菜損（sǔn）傷較大。②氣泡清洗機（jī）。通常采用底部給氣的方式，利用氣泵在流動或靜止的（de）水槽中加入具有一定正壓力（lì）的氣體（空氣）。加入的正壓力氣體產生正壓氣泡，氣泡在上升（shēng）過程中破裂，引起的（de）壓強變化會對蔬菜表麵的雜質（zhì）進行不斷的吸（xī）附與衝擊，從而（ér）實現清洗的目（mù）的。與傳統清洗機相比，氣泡清洗機可用於葉菜的清洗，且損傷較小[2]。③超聲波清洗機。超聲波清洗開始於20 世紀50 年代初（chū），初（chū）期主要用於電子、光學和醫藥等領域。超聲波清洗的（de）主要特點是速度快（kuài）、效果好，容易實現工業控製等，應用於蔬菜、瓜（guā）果等食品（pǐn）清洗（xǐ）時，可清洗根莖類、葉（yè）菜類等各種蔬菜和（hé）瓜果，普通清（qīng）洗方法很難實現（xiàn）上述目標。對比國內外同類產（chǎn）品，傳統清（qīng）洗方法中以水力衝刷為主，輔以震蕩、摩擦（cā）、離心等物理方式進行的清洗設備，一般對葉菜損傷較（jiào）大，主要適（shì）用於土豆、番茄、胡蘿（luó）卜等果（guǒ）菜清洗，通用性較差。氣泡清洗的方式可適用於葉菜的清洗。超聲波清洗是現階段常用（yòng）的一種清洗方式，清洗過程（chéng）中超聲波發生器會產（chǎn）生強烈的震動並伴隨水溶液的快速升溫，用於果蔬清洗時，強烈的震蕩（dàng）和（hé）過高（gāo）的溫度也（yě）容易造成植物細胞的破損，從而導致營養元素的（de）流（liú）失。

        對於果蔬的（de）消毒，當前應用很廣（guǎng）泛的殺菌方法是在清洗、噴射以（yǐ）及清洗水槽中添（tiān）加消毒劑次氯酸鈉。次氯酸鈉具有強氧化性，成本低（dī）廉，能夠高效（xiào）、廣譜地殺滅微（wēi）生物。但是，近年來研究者發（fā）現，含氯消毒劑會和一些（xiē）有機物結合形成有毒的副（fù）產物，如氯胺、多氯聯苯、三鹵甲烷等，這些副產物都是潛在的致癌物，會對人體健康（kāng）造成危害[3]。

        臭氧是一種新型、高效、廣譜的殺菌劑，臭氧的（de）氧（yǎng）化還（hái）原電位很（hěn）高，僅次於（yú）氟，具有強氧化性。2001年6 月，FDA（美國（guó）食品與藥品管理（lǐ）局）批準臭氧（yǎng）作為抗生素添加劑用於包括肉品和（hé）家禽在內（nèi）的食品的處理（lǐ）、儲（chǔ）藏和加工，還可用於（yú）初級農產（chǎn）品的製備（bèi）、包裝和儲存中[4]。臭氧水殺菌效（xiào）果主要（yào）由臭氧在水中（zhōng）的濃度和作用時間決定。研究表明：0.3 毫克/升臭氧水處理大腸（cháng）杆菌和（hé）金黃色葡萄球菌1 分鍾，殺滅率達到100%[5]；1.5 毫克/升臭氧水處理1 分鍾可殺滅全（quán）部的黑曲黴和酵母[6]。實驗證明：用0.3 毫克/升的臭氧水處理鮮切西洋芹10 分鍾，貯藏至第9 天，菌落總數可控製在105 CFU/克左右，比對照低2 個數（shù）量級，幾乎檢不出大腸菌群。用1.0 毫克/升的臭氧水（shuǐ）處理鮮切芹（qín）菜5 分鍾，第3 天（tiān）時鮮（xiān）切（qiē）芹菜表麵細（xì）菌總數（shù）控製在2.5×103 CFU/克以內[7]。采用0.18毫（háo）克/升臭（chòu）氧水處理鮮切生菜， 可使細菌總數下（xià）降1.5 個數量級[8]。臭氧消毒殺菌的缺（quē）點（diǎn）主要源（yuán）於它的不穩定性， 臭氧在水中的分解速度比空氣中快，在含有雜質的水溶液中臭氧分解成為氧氣。如水中臭氧濃度為3 毫克/升時，其半衰期為5~30 分鍾。降低水溫、調節水體的水質和pH 值可以增加臭氧的（de）穩定性，但實用性（xìng）不強[9]。

二、微納米臭氧氣泡水在果（guǒ）蔬清洗（xǐ）消毒上的應用

        微納（nà）米臭氧氣（qì）泡水是指將微納米氣泡發生（shēng）技術與臭氧發（fā）生（shēng）技術相結合， 以空氣為原料通過製氧機分離出純氧經過臭氧發生器製成臭氧氣（qì）體後， 以臭氧為氣源（yuán）通過微納米氣泡（pào）發生裝置（zhì）與水混合，很後形成氣液混合流體。臭氧在水中濃度和有效溶解效率受水溫、pH 值（zhí）、臭氧量、氣液比（bǐ）、氣液混合方式等多因素的影響。研究者對比了微（wēi）納米氣泡裝置、氣液混合泵、砂芯曝氣頭和文丘裏4種氣液（yè）混合方式，結果發現，以微納米氣泡裝置的臭氧溶解效率很高，如圖1 所示[10]。臭氧氣體經過微納米氣（qì）泡發生裝置（zhì）高速旋轉剪切後以微納米氣泡的（de）形（xíng）式溶解於水中（zhōng）， 微納米氣泡（pào）的粒徑為100納米~10 微米，增（zēng）加了氣體與水的接觸麵積，有利於臭氧（yǎng）在水體中的溶解，除此外，微納（nà）米氣泡在水體中的上升速度慢的特性， 使（shǐ）臭氧在水體（tǐ）中（zhōng）濃度保持更加穩定。超聲波臭氧水清洗（xǐ）也能夠形成小氣泡（pào），促進臭氧的分散，強化滅菌效果。但是超聲波清洗時強烈的震蕩會使（shǐ）水溫快速升高， 臭氧在水體的溶解度（dù）降低。

        利用微納（nà）米臭氧氣泡水對果蔬進行清洗屬於氣泡清洗方式，氣泡清洗方式對果蔬的損傷很（hěn）小，可適用於葉類蔬菜。但與傳統氣泡（pào）清洗不同的（de）是，微納米氣泡的粒徑小（xiǎo），可以滲入果蔬交疊的細微處，將常規（guī）方法較（jiào）難觸及的（de）細微處清洗幹淨，清洗效果更（gèng）好（hǎo）。微納米氣泡臭氧水具有強氧化性， 不僅能夠快速殺（shā）滅蟲卵、細菌、病毒等（děng），還能夠分解果蔬表麵的農藥殘留（liú），保持果蔬新鮮爽口（kǒu），延長果蔬的貨架期。臭氧分解後形成氧氣，在果蔬表麵無殘留，是（shì）一種安全可靠的（de）消毒方式。

        將微納米臭氧氣泡水結合進現有的（de）果蔬清洗裝置具有更好的清洗效果（guǒ），如張天柱等[11]設計實（shí）施了一種微納（nà）米臭氧氣泡果蔬清洗裝（zhuāng）置，如圖2 所示：包括第一清洗池、第二（èr）清洗池（chí）、鼓風機、微納米氣（qì）泡發生裝置、曝氣頭、傳送帶、噴淋裝（zhuāng）置（zhì）、控製係（xì）統等。該（gāi）套裝置首先利用（yòng）空氣鼓風機曝氣進行大氣泡粗清洗， 然後經傳送帶送到微納米臭氧氣（qì）泡水槽進行微納米臭氧氣泡精清洗，實（shí）現果蔬、魚貝類食品的高（gāo）效清洗，達到節水節能、節省人工、自（zì）動（dòng）化智能化的清洗效果。結果表（biǎo）明：該套設備很適宜的（de）臭氧微納米氣泡水處理濃度和處理時（shí）間分別為1~2 毫克/升和5~8 分鍾（zhōng）。繩以健[12]等將微（wēi）納米臭氧氣泡水清洗與光催化反應裝置相結合，以黃瓜、白菜和韭菜（cài）為例， 探討了該套（tào）裝置對去除果蔬表麵農藥殘留的效果，並與手動清洗、普通臭氧裝置清洗的效果相比較（jiào）。結果表明：在同樣（yàng）清洗20 分鍾的條件下（xià）， 微納米臭氧氣泡水清洗的洗淨率均在80%以上， 明顯優於手動清洗和普通臭氧裝置（zhì）對殘餘農藥的清洗效果。

三、小結

        鮮切果蔬是生鮮食品中快（kuài）速（sù）發展的（de）一個新領域，而微生物汙染在果蔬（shū）種植加工流通中不可（kě）避免，是影響果蔬品（pǐn）質（zhì）和（hé）貨架期的主要因素。清洗消毒處（chù）理是控製微生物滋生的有效手段。將（jiāng）微納米氣泡（pào）發生技術與臭氧發（fā）生技術相結合， 利用微納米曝氣技術使臭氧在水中高效（xiào）溶解得（dé）到微納米臭氧氣泡水，能夠解決臭氧在水中溶解度不高的問題， 提高臭氧的（de）利用率。用於果蔬的清洗消毒時，由於其微納米級氣泡的特點，臭氧氣泡更加容易深入果（guǒ）蔬的縫隙，從而提高殺菌效率（lǜ），同時兼有分解農藥殘（cán）留的作用（yòng）。將微納米臭氧氣泡水的發生裝（zhuāng）置與（yǔ）現有的清洗裝置相結合，是一種新（xīn）型的氣泡式果蔬清洗消毒設備，微納（nà）米氣泡清洗過程中對果（guǒ）蔬損傷小， 能夠保持其株型與原質（zhì）， 而采（cǎi）用臭氧（yǎng）消毒效果好且安全無（wú）殘（cán）留，對去除（chú）殘餘農藥也有明顯的效果， 對於鮮切果蔬食（shí）品的保鮮以及（jí）食品安全的保障具有重要意義， 具有現實的（de）應用價值和（hé）巨大的經濟效益。

參考文獻

[1] 果（guǒ）雅凝，陸勝民，謝晶（jīng）. 鮮切果蔬中（zhōng）的（de）微生物及其控製[J]. 保鮮與加工，2005，5（6）:1-4.

[2] 楊紅兵，丁為民，陳坤傑. 氣泡對蔬菜的清洗作用及清洗參數模型的建立[J]. 江西農業學報，2007，19（6）:102-104.

[3] 江潔, 胡（hú）文忠. 鮮（xiān）切果蔬的微生物汙染及其殺菌技術[J]. 食品工業（yè）科技（jì）, 2009（9）:319-324.

[4] 王文生，羅雲波，石誌平. 臭氧在果蔬貯藏保鮮中的研究與應用[J]. 保鮮與加工, 2004，4（1）:4-7.

[5] 白希堯，張宏，馬安成（chéng），等. 臭氧溶液殺菌的研究[J]. 中國（guó）消毒學雜誌, 1993（1）:7-10.

[6] 沈群，王群.黑曲黴耐臭氧能力的研究[J].食品工業科技，2002（4）:28-30.

[7] 高翔，陸兆新，張（zhāng）立奎，等.臭氧在（zài）鮮切西洋芹保（bǎo）鮮中應用的研究[J]. 食品科學，2003，24 （12）:131-134.

[8] 張（zhāng）立奎，陸兆新，鬱誌芳.臭氧水處理鮮切生菜（cài）貯藏期間的品質變化[J].食（shí）品與發酵工業，2004，30（3）:128-131.

[9] 王宏延，曾凱芳，賈凝，等. 臭氧（yǎng）水在鮮切蔬菜貯藏保鮮中應用的（de）研究進展[J]. 食品科學，2012，33（21）:355-358.

[10] 何華名，栗（lì）亞飛，耿鑫輝，等. 不同製備方式臭氧水溶解規律及噴霧特性（xìng）研究[J]. 沈（shěn）陽農業（yè）大學學報，2013，44（5）:678-682.

[11] 樊德強，張天柱，林少航，等. 一種（zhǒng）微（wēi）納（nà）米臭氧（yǎng）氣泡果蔬清洗裝置（zhì）及其清洗方（fāng）法: CN104351922A[P]. 2015.

[12] 繩以健，沈燦鐸，耿占輝，等. 新型果（guǒ）蔬深度清潔處理技術研究[J]. 食品科學技術學報，2015，33(1):75-78.

張慧娟，薛曉莉，吳娜，楊文華，李誌娟，任（rèn）強，趙躍（yuè）鋼（北京中農天陸（lù）微納米氣（qì）泡水科技有限公司，北（běi）京（jīng）100083）