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    在食用菌生產(chǎn)過(guò)程中往往要使用毒性比傳統(tǒng)高錳酸鉀、甲醛更大的化學(xué)消毒滅菌劑?；瘜W(xué)劑消毒在燃燒或反應(yīng)過(guò)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(zhǎng)活力,而且還會(huì)同時(shí)使食用菌子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)料受到污染,這些污染物被菌體在成長(zhǎng)過(guò)程中吸收而成為無(wú)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(biāo)準(zhǔn)》,已從2013年3月1日起實(shí)施,它制約食用菌生產(chǎn)中使用化學(xué)劑消毒可能造成的污染,嚴(yán)防農(nóng)藥最大殘留限量超標(biāo)。使用化學(xué)劑消毒會(huì)強(qiáng)烈刺激人眼,傷害呼吸系統(tǒng),甚至使人窒息死亡,嚴(yán)重影響生產(chǎn)者的人體健康。因此隨著社會(huì)的前進(jìn)、生產(chǎn)的發(fā)展,有必要采用新的消毒方法逐步取代化學(xué)劑消毒。臭氧消毒是目前世界上公認(rèn)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(jī)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(lán)色氣體，具有廣譜高效殺菌作用。利用其強(qiáng)氧化性，可以在較短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)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(rèn)為臭氧殺滅病毒是通過(guò)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(xì)菌、霉菌類微生物,則是臭氧首先作用于細(xì)胞膜,使膜的構(gòu)成成分受損,導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長(zhǎng),繼而破壞膜內(nèi)組織直至殺死。提高濕度會(huì)使細(xì)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(guò)氧乙酸相當(dāng),強(qiáng)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(qiáng)氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其它異味的有機(jī)或無(wú)機(jī)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(méi)有氣味的物質(zhì)。

    臭氧對(duì)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(chǔ)存過(guò)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(zhǎng)3～10倍。

    用臭氧水浸泡果蔬等,不僅可以殺滅其表面細(xì)菌,抑制各種微生物,還可有效去除有機(jī)農(nóng)藥、除草劑、98%磷酰氨、樂(lè)果、氧化樂(lè)果、久效磷、甲胺磷及洗滌劑等(見(jiàn)表1)。

表1  臭氧水對(duì)青菜上農(nóng)藥的去除作用

(摘自南京產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所對(duì)我所水消毒機(jī)的檢測(cè)報(bào)告[寧質(zhì)檢(2002)SP30010Z])

基于以上滅菌機(jī)理和應(yīng)用,在食用菌生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)中菌體上的細(xì)菌,而且在臭氧還原后可以增加培養(yǎng)料中的氧氣。實(shí)踐證明,只要水體中的臭氧濃度達(dá)到6mg/l,任何細(xì)菌、病毒都能殺滅?？傊?在食用菌生產(chǎn)中一切需要用水的地方,都可選用經(jīng)過(guò)臭氧化處理后的水體。

    二、臭氧消毒的特點(diǎn)

    與傳統(tǒng)的紫外線照射和化學(xué)消毒劑比較，臭氧消毒具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)：

    1.滅菌速度比紫外線照射快3～5倍（見(jiàn)表2）、化學(xué)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(duì)照表

(摘自南京軍區(qū)軍事醫(yī)學(xué)研究所和南京空軍醫(yī)院在醫(yī)院病房的檢測(cè)報(bào)告)

    2．對(duì)常見(jiàn)的霉菌、孢子等其它有害雜菌，滅菌率高達(dá)98%以上(見(jiàn)表3)，增加消毒空間的臭氧濃度（mg/m³）可進(jìn)一步提高殺菌效果，其殺滅率可達(dá)99。9%以上。

表3臭氧對(duì)細(xì)菌微生物的殺滅效果

(摘自南京市疾控中心對(duì)我所生產(chǎn)的FCY-3A型臭氧空氣消毒器的抽檢報(bào)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(méi)有“二次污染”，因此對(duì)人體不會(huì)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(xué)消毒劑長(zhǎng)久存在讓人難以忍受的氣味,嚴(yán)重刺激和傷害人的呼吸系統(tǒng)。

    4.不象化學(xué)消毒劑那樣用久后雜菌會(huì)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(dá)地方都能有效消毒,可謂全方位、立體式消毒。

    5.臭氧消毒時(shí)不消耗氧氣,有利菌絲茁壯成長(zhǎng);化學(xué)劑消毒時(shí)在燃燒或反應(yīng)過(guò)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(huì)大大降低其萌發(fā)速度、萌發(fā)率和生長(zhǎng)活力。使用化學(xué)消毒劑不僅會(huì)污染菌體、污染環(huán)境,還會(huì)對(duì)人造成無(wú)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(jiàn)表4)；用紫外線殺菌時(shí)相對(duì)濕度達(dá)到60%以上時(shí),其殺滅效果會(huì)急下降。

表4  相對(duì)濕度不同時(shí)臭氧對(duì)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(shí)測(cè)得的結(jié)果

(摘自第二軍醫(yī)大學(xué)薛廣波等試驗(yàn)報(bào)告)

    7.消毒時(shí)不需要輔助藥劑,也不需要負(fù)離子發(fā)生器配合使用。

    8.使用簡(jiǎn)便、安全、可靠、使用壽命長(zhǎng)（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(guò)10000h,從理論上講只要管子不破裂、不慢性漏氣,使用壽命無(wú)期限）,運(yùn)行費(fèi)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(chǔ)存等全過(guò)程;用臭氧水浸泡菌菇還可殺滅其上細(xì)菌,延長(zhǎng)保鮮期。

    10.在接種期間無(wú)須繼續(xù)消毒,接種地點(diǎn)可隨意選擇,接種時(shí)間沒(méi)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(jìn)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(xì)菌、病毒和微生物的殺滅率。

    1．臭氧產(chǎn)量從理論上說(shuō)臭氧發(fā)生器在1小時(shí)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(shí)不斷存在還原,直至產(chǎn)生與還原相當(dāng)時(shí)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,因此說(shuō)臭發(fā)生器在消毒空間內(nèi)的實(shí)際存在量比上述理論值要小,在設(shè)計(jì)計(jì)算臭氧發(fā)生器應(yīng)有的臭氧產(chǎn)量時(shí)要乘以系數(shù)C。理論和實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)環(huán)境溫度為18℃時(shí)臭氧產(chǎn)量最大,隨著溫的升高臭氧還原速度加快,實(shí)際臭氧值將隨之減小;反之,溫度下降時(shí),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(duì)細(xì)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(duì)細(xì)菌的殺滅率會(huì)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到百級(jí)的潔凈度需要臭氧濃度為40mg/m³,萬(wàn)級(jí)潔凈度時(shí)需要30mg/m³,十萬(wàn)級(jí)和三十萬(wàn)級(jí)時(shí)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(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)工廠化生產(chǎn)的消毒系統(tǒng)時(shí)，其臭氧濃度通常比GMP規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(duì)應(yīng)關(guān)系

    表5  臭氧產(chǎn)量、臭氧濃度與消毒空對(duì)應(yīng)關(guān)系表

    表6列舉了我所生產(chǎn)的臭氧消毒機(jī)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(jī)適用范圍

    四、臭氧消毒設(shè)備的科學(xué)使用

    正確選擇臭氧消毒設(shè)備、科學(xué)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(jì)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(jiàn)

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(shí)間內(nèi)能使臭氧產(chǎn)生達(dá)到最大。但由于電極小而薄，導(dǎo)致電極表面溫度高和使用壽命短。實(shí)測(cè)表明當(dāng)連續(xù)工作5分鐘后表面溫度高達(dá)60℃,臭氧還原速度加快甚至?xí)闺姌O焊點(diǎn)脫落,且在高濕條件下往往無(wú)法工作,其使用壽命一般不超過(guò)1200小時(shí)。

    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(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)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(shí),應(yīng)確保臭

    氧氣體自上而下均勻擴(kuò)散,尤其在使用小型臭氧消毒設(shè)備時(shí)應(yīng)將其懸掛在消毒空間高度的三分之二以上。對(duì)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(jī),通常都有驅(qū)動(dòng)臭氧擴(kuò)散的裝置,可以借助對(duì)空氣的擾動(dòng)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(yán)禁人員頻頻出入，防止有菌空氣和塵埃進(jìn)入。因?yàn)樽匀画h(huán)境中的細(xì)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(jìn)入。因消毒結(jié)束之時(shí)室內(nèi)的臭氧濃度很高,可以繼續(xù)維持殺菌作用,同時(shí)臭氧逐步還原成氧氣,減免了臭氧氣味對(duì)人體呼吸道的剌激(用接種箱接種時(shí)因操作人員身處箱外,消毒結(jié)束后隨即可以接種)。

    試驗(yàn)表明人能感覺(jué)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(wú)須中途再啟動(dòng)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(yán)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(huì)刺激呼吸道引起咳嗽，它的強(qiáng)氧化性還易造成口干。

    6．禁止同時(shí)使用氣霧消毒或其它化學(xué)劑消毒，否則會(huì)嚴(yán)重腐蝕機(jī)器，導(dǎo)致元器件損壞。

    參考文獻(xiàn)：薛廣波：臭氧消毒（97北京臭氧應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集）

    李漢中：臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用（中國(guó)臭氧產(chǎn)業(yè)）