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    在食用菌生產(chǎn)中臭氧是安全可靠有效的廣譜消毒劑

    發(fā)布日期：2016-07-26 來源：  來源：中國食用菌商務(wù)網(wǎng)
        在食用菌生產(chǎn)過程中往往要使用毒性比傳統(tǒng)高錳酸鉀、甲醛更大的化學消毒滅菌劑。化學劑消毒在燃燒或反應(yīng)過程中要消耗消毒空間內(nèi)的大量氧氣,致使菌種塊處于極度缺氧和有害氣體濃度極高的惡劣環(huán)境之中,降低其萌發(fā)速度、萌發(fā)率和生長活力,而且還會同時使食用菌子實體的營養(yǎng)料受到污染,這些污染物被菌體在成長過程中吸收而成為無法去除的毒素。由農(nóng)業(yè)部和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的《食品中農(nóng)藥最大殘留限量標準》,已從2013年3月1日起實施,它制約食用菌生產(chǎn)中使用化學劑消毒可能造成的污染,嚴防農(nóng)藥最大殘留限量超標。使用化學劑消毒會強烈刺激人眼,傷害呼吸系統(tǒng),甚至使人窒息死亡,嚴重影響生產(chǎn)者的人體健康。因此隨著社會的前進、生產(chǎn)的發(fā)展,有必要采用新的消毒方法逐步取代化學劑消毒。臭氧消毒是目前世界上公認安全、可靠、有效的方法,已廣泛應(yīng)用在醫(yī)療、衛(wèi)生、防疫、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。
        一、臭氧消毒的機理
        臭氧O3是氧氣O2的同素異形體，其分子量為48，比氧氣分子量32高，是一種有氣味的淺藍色氣體，具有廣譜高效殺菌作用。利用其強氧化性，可以在較短時間內(nèi)破壞細菌、病毒、各種霉菌、真菌、原蟲孢體卵囊及微生物的生物結(jié)構(gòu)，使之失去生存能力。一般認為臭氧殺滅病毒是通過直接破壞其核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)物質(zhì)完成的；而殺滅細菌、霉菌類微生物,則是臭氧首先作用于細胞膜,使膜的構(gòu)成成分受損,導致新陳代謝障礙并抑制其生長,繼而破壞膜內(nèi)組織直至殺死。提高濕度會使細胞膜膨脹變薄,其組織易被臭氧侵襲而破壞,因而可提高殺滅率。臭氧的殺菌效果與過氧乙酸相當,強于高錳酸鉀、甲醛、二氧化硫(硫磺熏蒸)等消毒劑。
        臭氧去除異味的性能極好,依靠其強氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其它異味的有機或無機物質(zhì)。臭味的主要成分是胺(R3N)、硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)等,經(jīng)其氧化分解后生成沒有氣味的物質(zhì)。
        臭氧對果蔬還有很好保鮮作用,可以殺滅引起果腐爛的病原菌,分解果蔬在儲存過程中產(chǎn)生的具有催熟作用的代謝廢物,如乙稀、醛類、芳香類等物質(zhì)。有研究表明,臭氧可使果蔬和食品飲料貯期延長3～10倍。
        用臭氧水浸泡果蔬等,不僅可以殺滅其表面細菌,抑制各種微生物,還可有效去除有機農(nóng)藥、除草劑、98%磷酰氨、樂果、氧化樂果、久效磷、甲胺磷及洗滌劑等(見表1)。
    表1  臭氧水對青菜上農(nóng)藥的去除作用
    序
    檢驗項目
    單位
    處理前
    處理后
      1
    甲胺磷
       mg/kg
    0。2135
    未檢出
      2
    久效磷
       mg/kg
        0。0116
        0。0010
      3
    氧化樂果
       mg/kg
        0。7614
    未檢出
      4
    樂果
       mg/kg
        0。1761
    未檢出
    (摘自南京產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所對我所水消毒機的檢測報告[寧質(zhì)檢(2002)SP30010Z])
    基于以上滅菌機理和應(yīng)用,在食用菌生產(chǎn)過程中應(yīng)用臭氧水作為培養(yǎng)料的攪拌水和出菇房的噴灑水是必要的。臭氧水不僅可以殺滅培養(yǎng)料中和生長中菌體上的細菌,而且在臭氧還原后可以增加培養(yǎng)料中的氧氣。實踐證明,只要水體中的臭氧濃度達到6mg/l,任何細菌、病毒都能殺滅。總之,在食用菌生產(chǎn)中一切需要用水的地方,都可選用經(jīng)過臭氧化處理后的水體。
        二、臭氧消毒的特點
        與傳統(tǒng)的紫外線照射和化學消毒劑比較，臭氧消毒具有無可比擬的優(yōu)點：
        1.滅菌速度比紫外線照射快3～5倍（見表2）、化學消毒劑快8-12倍，比氯快300～600倍。
    表2臭氧與紫外線消毒速度與效果對照表
    消毒方法
    消毒前空氣含菌量
        （個/m3）
    微生物殺滅率(%/分鐘)
    10
    20
    30
    45
     60
    紫外線照射
    1896±924
    30。4
    57。2
    60。1
    67。4
    69。04
    臭氧消毒
    1472±416
    85。9
    97。5
    100
    100
    100
    (摘自南京軍區(qū)軍事醫(yī)學研究所和南京空軍醫(yī)院在醫(yī)院病房的檢測報告)
        2．對常見的霉菌、孢子等其它有害雜菌，滅菌率高達98%以上(見表3)，增加消毒空間的臭氧濃度（mg/m3）可進一步提高殺菌效果，其殺滅率可達99。9%以上。
    表3臭氧對細菌微生物的殺滅效果
    采(抽) 樣時間
    檢驗項目
    檢測結(jié)果(%)
    技術(shù)要求
    檢測結(jié)果
    2004。06。30
    金黃色葡萄球菌(ATCC6538)
    99。90
    99。92
    2006。11。28
    枯草桿菌黑色芽胞變種(ATCC9372)
    ≧99。9
    100
    2010。10。09
    現(xiàn)場試驗空氣消毒效果
    ≧90。00
    100。00
    2012。12。29
    現(xiàn)場試驗空氣消毒效果
    ≧90。00
    98。82
    (摘自南京市疾控中心對我所生產(chǎn)的FCY-3A型臭氧空氣消毒器的抽檢報告)
        3.消毒后臭氧能自行還原成氧氣,不存在本體殘留也不產(chǎn)生新生物,因而沒有“二次污染”，因此對人體不會造成傷害。臭氧伴隨的氣味在還原成氧氣后也隨之消失,氣味的持續(xù)期約30～60分鐘,不象化學消毒劑長久存在讓人難以忍受的氣味,嚴重刺激和傷害人的呼吸系統(tǒng)。
        4.不象化學消毒劑那樣用久后雜菌會有抗藥性,也不象紫外線照射存在消毒死角;臭氧消毒不受物理性障礙阻隔,凡空氣能到達地方都能有效消毒,可謂全方位、立體式消毒。
        5.臭氧消毒時不消耗氧氣,有利菌絲茁壯成長;化學劑消毒時在燃燒或反應(yīng)過程中要消耗消毒空間內(nèi)的大量氧氣,致使菌種塊處于極度缺氧和有害氣體濃度極高的惡劣環(huán)境中,會大大降低其萌發(fā)速度、萌發(fā)率和生長活力。使用化學消毒劑不僅會污染菌體、污染環(huán)境,還會對人造成無法逆轉(zhuǎn)的傷害。
        6.濕度越高殺菌效果越好,特別適合菇類生產(chǎn)的高濕環(huán)境(見表4)；用紫外線殺菌時相對濕度達到60%以上時,其殺滅效果會急下降。
    表4  相對濕度不同時臭氧對空氣中枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅效果影響
    注:溫度為20～22℃時測得的結(jié)果
    作用時間
    （min）
    不同相對濕度條件下的殺滅率(%)
    30～40
    70～74
    90～95
      15
         31。90
       90。76
    99。96
      30
         60。54
    98。79
    99。99
      45
         80。89
       99。93
    		  
      60
         95。37
       99。95
    		  
    (摘自第二軍醫(yī)大學薛廣波等試驗報告)
        7.消毒時不需要輔助藥劑,也不需要負離子發(fā)生器配合使用。
        8.使用簡便、安全、可靠、使用壽命長（主要指臭氧發(fā)生器件的使用期，如陶瓷片式的使用壽通常在1200h甚至更短,管式的使用壽命可超過10000h,從理論上講只要管子不破裂、不慢性漏氣,使用壽命無期限）,運行費用低。
        9.適用于冷卻室、接種室(箱)、發(fā)菌室、出菇房、菌種室,采菇后的分揀、包裝和儲存等全過程;用臭氧水浸泡菌菇還可殺滅其上細菌,延長保鮮期。
        10.在接種期間無須繼續(xù)消毒,接種地點可隨意選擇,接種時間沒有限制,只要求在接種期間繼續(xù)保持密閉,防止有菌空氣進入。
        三、臭氧產(chǎn)量、臭氧濃度與消毒空間的關(guān)系
        在消毒空間確定的條件下，臭氧產(chǎn)生設(shè)備的臭氧產(chǎn)量將決定消毒空間內(nèi)的臭氧濃度，而臭氧濃度又將直接確定消毒空間內(nèi)細菌、病毒和微生物的殺滅率。
        1．臭氧產(chǎn)量從理論上說臭氧發(fā)生器在1小時內(nèi)能產(chǎn)生的臭氧量，定義為該臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量,通常以mg/h或g/h表示。
        臭氧發(fā)生器在產(chǎn)生臭氧的同時不斷存在還原,直至產(chǎn)生與還原相當時達到動態(tài)平衡,因此說臭發(fā)生器在消毒空間內(nèi)的實際存在量比上述理論值要小,在設(shè)計計算臭氧發(fā)生器應(yīng)有的臭氧產(chǎn)量時要乘以系數(shù)C。理論和實驗證明,當環(huán)境溫度為18℃時臭氧產(chǎn)量最大,隨著溫的升高臭氧還原速度加快,實際臭氧值將隨之減小;反之,溫度下降時,臭氧還原速度趨慢,在消毒空間內(nèi)的臭氧容易維持。
        2.臭氧濃度在單位體積內(nèi)的臭氧量,通常以mg/m3表示。
        在給定的消毒空間內(nèi),臭氧對細菌的殺滅率取決于消毒空間內(nèi)的臭氧濃度。臭氧濃度高殺菌效果好,臭氧濃度低對細菌的殺滅率會減小?？刂瞥粞醢l(fā)生量在空氣中的濃度，可以在不同環(huán)境中使用，從而實現(xiàn)不同要求的消毒殺菌作用。
        3.臭氧產(chǎn)量、臭氧濃度與消毒空間的關(guān)系根據(jù)GMP（藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范）規(guī)定的標準，達到百級的潔凈度需要臭氧濃度為40mg/m3,萬級潔凈度時需要30mg/m3,十萬級和三十萬級時分別為10mg/m3和5mg/m3。
        由于食用菌生產(chǎn)的特殊環(huán)境，根據(jù)筆者多年來的實踐經(jīng)驗，在設(shè)計工廠化生產(chǎn)的消毒系統(tǒng)時，其臭氧濃度通常比GMP規(guī)定的標準要高取，并視地區(qū)和生產(chǎn)的食用菌品種不同而有所區(qū)別，確保最終的出菇率能達到99%以上。
        表5列舉了不同臭氧產(chǎn)量、臭氧濃度與消毒空間的對應(yīng)關(guān)系
        表5  臭氧產(chǎn)量、臭氧濃度與消毒空對應(yīng)關(guān)系表
    臭氧產(chǎn)量(g/h)
    臭氧濃度(mg/m3)
    消毒空間(m3)
    10
    40
    150
    60
    100
    80
    75
    20
              40
           300
              60
            200
              80
            150
    30
              40
            450
              60
            300
              80
            200
    40
              40
            600
              60
            400
              80
            300
    50
              40
            750
              60
            500
              80
            375
        表6列舉了我所生產(chǎn)的臭氧消毒機的適用范圍
        表6   食用菌工廠化企業(yè)專用臭氧空氣消毒機適用范圍
    型號
    適用范圍
    FCY-20(移動式)
    150m³以下制種室﹐300m³菇房
    FCY-30(移動式)
    220m³以下制種室﹐450m³菇房
    FCY-20(管道式)
    150m³以下接種室、強冷室﹐200m³以下預(yù)冷室﹐300m³菇房
    FCY-30(管道式)
    225m³以下接種室、強冷室﹐300m³以下預(yù)冷室﹐450m³菇房
    FCY-40(管道式)
    300m³以下接種室、強冷室﹐400m³以下預(yù)冷室﹐600m³菇房
    FCY-50(管道式)
    375m³以下接種室、強冷室﹐500m³以下預(yù)冷室﹐650m³菇房
        四、臭氧消毒設(shè)備的科學使用
        正確選擇臭氧消毒設(shè)備、科學使用臭氧消毒設(shè)備是獲得最佳消毒效果的保障,能為生產(chǎn)者消除生產(chǎn)中困惑、創(chuàng)造最大經(jīng)濟效益。
        1. 臭氧發(fā)生器件是臭氧消毒設(shè)備的核心和關(guān)鍵部件。目前常見
    的有兩種類型,一種是陶瓷片式,另一種是管式。
        陶瓷片式臭氧發(fā)生器件體積小、重量輕，在較短時間內(nèi)能使臭氧產(chǎn)生達到最大。但由于電極小而薄，導致電極表面溫度高和使用壽命短。實測表明當連續(xù)工作5分鐘后表面溫度高達60℃,臭氧還原速度加快甚至會使電極焊點脫落,且在高濕條件下往往無法工作,其使用壽命一般不超過1200小時。
        管式臭氧發(fā)生器件體積較陶瓷片式大、重量也稍重,但由于散熱面積大溫升小,連續(xù)工作60分鐘,表面溫升約5～6℃,因而臭氧產(chǎn)量容易保持,工作不受濕度影響,使用壽命可長達10000小時以上。
    工廠化生產(chǎn)企業(yè)不宜采用陶瓷片式臭氧發(fā)生器件構(gòu)成的消毒設(shè)備。
        2. 由于臭氧比重較空氣要重,在使用臭氧消毒設(shè)備時,應(yīng)確保臭
        氧氣體自上而下均勻擴散,尤其在使用小型臭氧消毒設(shè)備時應(yīng)將其懸掛在消毒空間高度的三分之二以上。對于較大型臭氧毒設(shè)備,尤其是我所首創(chuàng)的管道式臭氧空氣消毒機,通常都有驅(qū)動臭氧擴散的裝置,可以借助對空氣的擾動作用,使臭氧均勻的分布在消毒空間內(nèi)。
        3. 經(jīng)臭氧消毒后的消毒空間，尤其是在接種室接種期間應(yīng)始終
        保持密閉，嚴禁人員頻頻出入，防止有菌空氣和塵埃進入。因為自然環(huán)境中的細菌和微生物一部分游浮在空氣中，還大量附著在塵埃上。
        4. 臭氧是一種有氣味的不穩(wěn)定氣體，在常溫（約25℃）下其半
        衰期約為21min,因此在消毒結(jié)束45-60min后操作人員方可進入。因消毒結(jié)束之時室內(nèi)的臭氧濃度很高,可以繼續(xù)維持殺菌作用,同時臭氧逐步還原成氧氣,減免了臭氧氣味對人體呼吸道的剌激(用接種箱接種時因操作人員身處箱外,消毒結(jié)束后隨即可以接種)。
        試驗表明人能感覺到臭氧的濃度為0。01ppm(約0。02mg/m3)。
        5. 在接種或其它操作期間無須中途再啟動消毒設(shè)備。通常情況
    下產(chǎn)生臭氧的原料是空氣中占21%的氧氣，如人在其中必然要消耗氧氣，結(jié)果造成消毒空間嚴重缺氧，易引起操作人員的胸悶、頭昏和呼吸短促；臭氧是一種有氣味的氣體，會刺激呼吸道引起咳嗽，它的強氧化性還易造成口干。
        6．禁止同時使用氣霧消毒或其它化學劑消毒，否則會嚴重腐蝕機器，導致元器件損壞。
    （南京純涯機電技術(shù)研究所 馮純乙）

        參考文獻：薛廣波：臭氧消毒（97北京臭氧應(yīng)用技術(shù)研討會論文集）
        李漢中：臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用（中國臭氧產(chǎn)業(yè)）