“臭氧”一词因“保护大气层”宣传而广为人知。由于臭氧冰箱除臭器、臭氧消毒碗柜等家电产品上市,人们对臭氧应用也逐渐熟悉。

臭氧具有独特的腥味。最初人们正是根据这种气味发现这种新物质的。1840年,德国科学家舒贝因(Schonbein)向慕尼黑科学院提出的报告里宣布发现了臭氧。他根据电解与火花放电实验产生的气味与雷电之后空气中的腥臭气味相同,判定这种气味是由一种新物质产生的,并对此新物质命名为“OZONE”---臭氧,该词依据希腊语Ozein(臭气)一词音译的。

臭氧有以下几大作用:
1、臭氧的杀菌消毒作用
科学界以PV1作为模型病毒,研究了臭氧对肠道病毒的灭活机理。结果证明,臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤。臭氧和对其敏感的氨基酸娥基(半胱氨酸残基、色氨酸残基、蛋氨酸残基)发生反应可直接破坏蛋白质。臭氧作用过程中,可使噬菌体中RNA被释放出来,电镜观察还可见噬菌体被断裂成小的碎片。嘌吟和嘧啶经臭氧作用后紫外吸收发生改变。
臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部,作用于脂蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细胞溶解、死亡。
它与微生物细胞中的多种成分产生反应,从而产生不可逆转的变化。一般认为,先作用与微生物的细胞膜,使膜构成成分受到损伤,导致新陈代谢障碍并抑制其生长,臭氧继续渗透破坏膜内组织,直至杀死。湿度增加能提高杀菌力,由于高湿度下微生物细胞膜变薄,其组织容易被臭氧破坏。
采用臭氧杀菌的优点是:臭氧的最终产物是氧气,因此无公害;存储物上不会有残留物,对食品没有影响;成本低;用紫外线杀菌,其背阴部没有效果,而臭氧对整个空间都有杀菌效果。
2、臭氧的除*作臭**用 臭氧去除异味性能极好。依靠其强氧化性能可快速分解产生臭味及其它气味的有机或无机物质,臭味的主要成分是胺R3N、硫化氢H2S,甲硫醇CH3SH等。臭氧对其氧化分解,生成物没有气味。反应式如下:
R3N+O3→R3N-O+O2H2O+O3→S+H2O+O2 →SO2+H2OCH3SH+O3→[CH3-S-S-CH3] -------→CH3-SO3H+O2
利用臭氧除臭,能有效地氧化分解储藏中产生的各种异味,从而保持库内的空气清新。

3、臭氧的保鲜作用 臭氧在蔬菜水果储藏中的应用除了具有杀灭或抑制霉菌生长防止腐烂作用之外,还具有防止老化保鲜作用,臭氧能起保鲜作用,是因为其能减缓新陈代谢过程,其机理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代谢作用呼吸出的催熟剂--乙烯气体C2H4。推迟后熟和老化,而这是通过臭氧分解乙烯气体来实现的。其反应过程如下:H2C-CH2+O3→CO2+H2O,乙烯中间产物 C2H4O也具有对霉菌等微生物的抑制作用。
果蔬采摘后仍是生命活体,储藏期间呼吸过程是加速的,因而逐渐成熟。降温和气 调的目的就是为了降低其呼吸作用。果蔬在接近成熟阶段将产生大量的乙烯,它有加速成熟的作用,称为催熟剂。它的扩散还将加速其它果蔬的成熟。臭氧能够有效地控制这个过程,快速氧化分解乙烯,最后生成二氧化碳和水。臭氧对延长果蔬的储藏期发挥了重要的作用。

臭氧应用按用途分为水处理、化学氧化、食品加工与医疗四个领域,各领域应用研究与适用设备开发都达到了很高的水平:
1、 水处理方面应用
臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快,对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染,因此饮用水杀菌消毒是臭氧应用的最主要部门,自来水行业是臭氧的最大市场。
2、化学氧化应用
臭氧作为氧化剂、催化剂和精制剂而应用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料行业。臭氧的强氧化能力很容易打断烯烃、炔烃类有机物的碳链结合键,使其部分氧化后组合成新的化合物。在生物、化学污染气体净化方面,臭氧发挥了重要作用。皮毛、肠衣与鱼类加工厂的恶臭,橡胶、化工厂的污染气体均可通过臭氧分解除味。
3、食品行业的应用
臭氧的强杀菌能力及无残余污染优点使其在食品行业的消毒除味、防霉保鲜方面得到广泛的应用。1904年就有利用臭氧保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品的报道,1909年法国德波涅冷冻厂正式使用臭氧对冷却肉表面杀菌,取得了微生物数量显著减少的效果。美国80%的冷藏蛋库都装有臭氧发生器,提高了鸡蛋的贮藏期。
4、医疗应用
对病房、手术室空气进行消毒在我国是推广臭氧的主要方向,而国外则开展了很多治疗的应用研究实验。德国、瑞士、俄罗斯、法国及意大利的内科和牙科医生,多年来都在运用臭氧进行治疗,如口腔手术和锒牙用臭氧水保持口腔无菌,采用臭氧与放射治疗合用治疗癌症,喝臭氧水治疗妇女病,注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张等。
当然,臭氧不是万能的,也不是完美无缺的。应以科学的态度和方法宣传、推广与应用臭氧,提高与发展我国的臭氧技术水平。
参考资料
1、卫生部《消毒技术规范》,1991;12
2、技术监督局,卫生部,《消毒与灭菌效果的评价方法和标准》GB15981-1995
3、国家医药管理局推行GMP、GSP委员会《药品生产验证指南》.1994;4
4、化学工业出版社,2003.3《臭氧技术及应用》
5、李汉忠.《洁净消毒剂—臭氧》.1996;6
6、解放军第二军医大薛广波.《实用消毒学》人民出版社1996;648-472
7、南京军区后勤部军事医学研究所史江等《消毒与灭菌》1989(3):143
8、白希尧等《臭氧及其应用研究》
9、HACCP中国——《HACCP实用指南》、《食品生产企业HACCP体系实施指南》、《食品生产企业HACCP体系咨询与审核》