沈 軍，左英秀

1.無(wú)錫中糧工程科技有限公司 (無(wú)錫 214035) 2.中糧東海糧油工業(yè)(張家港)有限公司 (張家港 215634)

小麥從田間生長(zhǎng)到流通過(guò)程中不可避免會(huì)要與土壤和其他物體接觸,使表面攜帶大量的微生物。在小麥制粉過(guò)程中，小麥籽粒破碎后其皮層將和胚乳接觸，表皮的微生物會(huì)在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)入小麥粉，加工過(guò)程特別是潤(rùn)麥過(guò)程，會(huì)造成微生物的顯著增加，導(dǎo)致小麥粉中微生物含量較高，一旦環(huán)境條件適宜，即造成發(fā)熱霉變，且在使用時(shí)無(wú)法淘洗和大量殺菌，烘焙時(shí)也不能完全殺滅耐熱菌，從而嚴(yán)重影響食品安全。曾朝珍等研究了小麥粉生產(chǎn)過(guò)程中微生物的變化規(guī)律，結(jié)果表明面粉產(chǎn)品的微生物數(shù)量與加工環(huán)節(jié)的衛(wèi)生狀況密切相關(guān)。影響面粉微生物指標(biāo)的主要因素是原料小麥、清理程度、潤(rùn)麥用水的衛(wèi)生狀況以及磨粉機(jī)積粉。

為確保面粉衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)，保證生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或食品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在面粉生產(chǎn)過(guò)程中利用臭氧殺菌方法可以有效地降低面粉中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌數(shù)量，解決面粉加工企業(yè)的困惑，給面粉加工企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。此外，據(jù)報(bào)道臭氧還能部分降解糧食中的有機(jī)磷、有機(jī)氯等農(nóng)藥殘留[1]。

1 臭氧殺菌的原理及特點(diǎn)

臭氧是通過(guò)臭氧發(fā)生器制取的，原理是利用高壓電力或化學(xué)反應(yīng)，使空氣中的部分氧氣分解后聚合為臭氧，是氧的同素異形轉(zhuǎn)變的一種過(guò)程。該裝置是在兩個(gè)高壓電極之間覆以厚度均勻的解電體，當(dāng)兩極接通高壓交流電(一般為10 000～20 000 V)時(shí)，電極間發(fā)生無(wú)聲放電。此時(shí)，如空氣通過(guò)放電間隙，氧分子即受到激活而分解成氧原子。被激活的氧原子可自行結(jié)合，或與氧分子結(jié)合而生成臭氧分子。

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化還原電位僅次于F2，溶于水后直接或利用反應(yīng)中生成的大量羥基自由基及新生態(tài)氧間接氧化水中的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物，并進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)氧化胞內(nèi)有機(jī)物，從而達(dá)到殺菌的目的，且低濃度的臭氧對(duì)糧蟲(chóng)就有良好的殺滅作用。且臭氧的殺菌速度極快，是氯的300～600倍，是紫外線(xiàn)的3 000倍[2]。O3滅菌主要有以下3種形式：臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部葡萄糖所需的酶，使細(xì)菌滅活死亡；直接與細(xì)菌、病毒作用，破壞它們的細(xì)胞器和DNA、RNA，使細(xì)菌的新陳代謝受到破壞，導(dǎo)致細(xì)菌死亡；透過(guò)細(xì)胞膜組織，侵入細(xì)胞內(nèi)，作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)菌發(fā)生通透性畸變而溶解死亡。臭氧消毒滅菌方法與常規(guī)的滅菌方法相比具有以下特點(diǎn)：

(1)高效性。臭氧消毒滅菌是以空氣為媒質(zhì)，不需要其他任何輔助材料和添加劑。所體包容性好，滅菌徹底，同進(jìn)還有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味的功能。通過(guò)在某面粉加工企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中安裝臭氧發(fā)生器對(duì)小麥、成品粉進(jìn)行殺菌，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)臭氧殺菌前后的小麥、成品粉進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，具體對(duì)比數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)臭氧殺菌后，樣品中的細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群總數(shù)基本都為處理前的1/10，殺菌效果顯著。

表1 小麥及面粉經(jīng)臭氧殺菌前后的細(xì)菌和大腸桿菌指標(biāo)

(2)高潔凈性。臭氧快速分解為氧的特征，是臭氧作為消毒滅菌的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。臭氧是利用空氣中的氧氣產(chǎn)生的，消毒過(guò)程中，多余的氧在30 min后又結(jié)合成氧分子，不存在任何殘留物，解決了消毒劑消毒方法產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題，同時(shí)省去了消毒結(jié)束后的再次清潔。

(3)方便性。臭氧滅菌器一般安裝在潔凈室或者空氣凈化系統(tǒng)中或滅菌室內(nèi)(如臭氧滅菌柜，傳遞窗等)。根據(jù)調(diào)試驗(yàn)證的滅菌濃度及時(shí)間，設(shè)置滅菌器的按時(shí)間開(kāi)啟及運(yùn)行時(shí)間，操作使用方便。

(4)經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)臭氧消毒滅菌在諸多制藥行業(yè)及醫(yī)療衛(wèi)生單位的使用及運(yùn)行比較，臭氧消毒方法與其他方法相比具有很大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。在當(dāng)今工業(yè)快速發(fā)展中，環(huán)保問(wèn)題特別重要，而臭氧消毒卻避免了其他消毒方法產(chǎn)生的二次污染。

2 臭氧殺菌在制粉工藝中的應(yīng)用展望

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)，俗稱(chēng)嘔吐毒素，是一種單端孢霉烯族化合物，是禾谷鐮刀菌和黃色鐮刀菌等真菌侵染谷物后所產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，是赤霉病小麥中最主要的真菌毒素。DON對(duì)谷物的污染率和污染水平居鐮刀菌毒素之首，每年有大量的糧食因被其污染而不能食用，人畜攝入了被污染的食物會(huì)出現(xiàn)厭食、嘔吐、白細(xì)胞下降和內(nèi)臟出血等中毒癥狀[3]。1998年國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)將DON列為第三類(lèi)致癌物[4]。世界衛(wèi)生組織將真菌毒素列為食源性疾病的重要根源，許多國(guó)家均規(guī)定了食品及飼料中真菌毒素的限量，以保護(hù)消費(fèi)者健康[5]。

小麥籽粒中的嘔吐毒素主要分布在皮層部位，小麥經(jīng)過(guò)初期加工后，毒素主要轉(zhuǎn)移至麩皮中，因此麩皮即成為小麥初加工產(chǎn)品中最易被DON污染的基質(zhì)；面粉中雖然嘔吐毒素DON含量低，但污染范圍廣。目前，臭氧殺菌在制粉工藝過(guò)程中的應(yīng)用研究主要集中在以下兩個(gè)工段：潤(rùn)麥段的臭氧殺菌；產(chǎn)品段的臭氧殺菌。

2.1 潤(rùn)麥段的臭氧殺菌

原料小麥經(jīng)過(guò)清理工段的篩選、去石、風(fēng)選等處理后，籽粒表面的微生物種類(lèi)和數(shù)量都有所降低，好的清理流程和設(shè)備可降低1個(gè)數(shù)量級(jí)左右。但小麥經(jīng)過(guò)著水潤(rùn)麥后，微生物數(shù)量又會(huì)顯著增加，尤其以細(xì)菌數(shù)量增加的幅度最大，可增加1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，做好潤(rùn)麥階段的工作對(duì)降低面粉成品的微生物指標(biāo)具有重要的意義。

臭氧溶于水可形成臭氧水，臭氧水同樣具有很強(qiáng)的殺菌能力。但臭氧水的殺菌機(jī)制稍有不同，其氧化反應(yīng)主要有兩類(lèi)。一類(lèi)是溶解于水中的臭氧直接與微生物接觸并發(fā)生氧化反應(yīng)；另一類(lèi)是分解產(chǎn)生羥基，由極具氧化性的羥基與微生物作用的間接反應(yīng)。兩類(lèi)氧化反應(yīng)均能產(chǎn)生快速的殺菌效果[6]。

周建新等[7]研究了臭氧水潤(rùn)麥生產(chǎn)低菌小麥粉，結(jié)果顯示臭氧水能有效控制潤(rùn)麥環(huán)節(jié)的微生物滋生，降低面粉產(chǎn)品中的微生物數(shù)量。20 ℃潤(rùn)麥時(shí)，濃度為5.5 mg/L的臭氧水能顯著降低小麥粉中微生物含量。另外，相同臭氧水濃度潤(rùn)麥時(shí)，溫度與面粉產(chǎn)品中微生物含量之間呈極顯著正相關(guān)。

Gaou I等[8]用小鼠研究了臭氧水潤(rùn)麥的安全性。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)臭氧水處理的小麥生產(chǎn)的小麥粉經(jīng)小鼠口服后與對(duì)照組無(wú)差異。說(shuō)明臭氧水處理小麥不會(huì)對(duì)最終的產(chǎn)品產(chǎn)生毒副作用。

2.2 產(chǎn)品段的臭氧殺菌

余以剛等[9]研究發(fā)現(xiàn)臭氧可以有效降解面粉中的DON含量，在面粉水分含量為16%，臭氧濃度45 mg/L，處理時(shí)間60 min時(shí)，DON初始含量為2.35～4.95 mg/kg的面粉中的DON降解率均可達(dá)到35%以上，且處理后的面粉主要理化指標(biāo)無(wú)顯著變化。

改良?xì)怏w儲(chǔ)藏是一種用混合氣體置換儲(chǔ)藏庫(kù)或者包裝容器中的空氣，混合氣體的組成不同于空氣，其中氣體的各個(gè)組分的比例在進(jìn)入儲(chǔ)藏庫(kù)或者包裝容器時(shí)就已經(jīng)固定，保藏過(guò)程中不再對(duì)氣體的組成做任何控制，或者僅定期放風(fēng)[10]。面粉小包裝一般使用塑料或覆膜包材，可以嘗試在面粉小包裝中使用適當(dāng)濃度的臭氧進(jìn)行改良?xì)庹{(diào)儲(chǔ)藏，以殺滅成品面粉中殘留的微生物或抑制微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)面粉的貨架期。

3 結(jié)束語(yǔ)

臭氧殺菌技術(shù)在食品行業(yè)的多個(gè)領(lǐng)域正得到廣泛的應(yīng)用，并且由于其基本無(wú)污染，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)使其更容易被食品企業(yè)所接受。目前，雖然臭氧殺菌技術(shù)在面粉工業(yè)中的應(yīng)用尚屬空白，但實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)開(kāi)始并取得了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著糧機(jī)設(shè)備的不斷研發(fā)，新的制粉設(shè)備必將助力臭氧殺菌技術(shù)在制粉工藝中的應(yīng)用。