劉洪忠，王鵬坤，李長(cháng)江，肖宗陽(yáng)，張　玲

(德州市食品藥品檢驗檢測中心，山東德州 253015)

摘　要：目的：探索臭氧在食品實(shí)驗室樣品無(wú)害化處理應用。方法：以臭氧發(fā)生器制備臭氧，通入密封的樣品處理池，通過(guò)臭氧對桶裝水銅綠假單胞菌陽(yáng)性樣品或培養皿中陽(yáng)性菌的滅活和脫臭作用，進(jìn)行樣品的無(wú)害化處理。結果：以在樣品檢驗過(guò)程中得到經(jīng)培養呈陽(yáng)性的微生物，經(jīng)臭氧處理前后的對比，臭氧處理的陽(yáng)性微生物達到了滅活和脫臭目的。結論：臭氧進(jìn)行無(wú)害化處理，具有高效率、低成本、無(wú)再生有害物質(zhì)的特點(diǎn)，適用于食品實(shí)驗室樣品無(wú)害化處理。

關(guān)鍵詞：臭氧;無(wú)害化處理;微生物

按實(shí)驗室認證認可要求，在食品實(shí)驗室微生物檢測過(guò)程中，微生物陽(yáng)性樣品必須經(jīng)無(wú)害化處理[1]。目前無(wú)害化處理方式常用的以121 ℃高壓15 min進(jìn)行滅活。食品實(shí)驗室大多配備小型滅菌鍋，此方法因容積限制具有批量小，時(shí)間長(cháng)的缺點(diǎn)，樣品無(wú)害化處理費時(shí)費力，特別在桶裝飲用水銅綠假單胞菌為陽(yáng)性的處理中更為明顯。焚燒和化學(xué)處理次生危害較大而不宜使用。

臭氧是淡藍色氣體，易溶于水，為氧氣溶解度的13倍，強氧化劑，具有廣譜高效的殺菌作用。O3溶于水后會(huì )發(fā)生兩種反應：一種是直接氧化;另一種是O3分解產(chǎn)生羥基自由基從而引發(fā)的鏈反應，此反應產(chǎn)生具有強氧化能力的單原子氧(O)，可瞬間分解水中微生物[2-3]。本文是利用臭氧的這一特點(diǎn)進(jìn)行無(wú)害化處理。

1　材料與方法

1.1　儀器與試劑

氧氣及氧氣瓶，市售;臭氧發(fā)生器，OZ-50Y型，青島中科三氧凈化設備有限公司;碘化鉀、硫酸，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。硫代硫酸鈉標準滴定溶液0.1 mol/L，深圳市博林達科技有限公司。結晶紫中性紅膽鹽瓊脂(VRBA)培養基、平板計數瓊脂培養基、孟加拉紅瓊脂培養基、假單胞菌瓊脂基礎(CN)培養基，北京陸橋技術(shù)股份有限公司。

1.2　實(shí)驗方法

1.2.1　臭氧無(wú)害化處理設備的安裝

臭氧無(wú)害化處理設備的安裝如圖1所示。

注：①氧氣瓶，②流量計，③硅膠管，④臭氧發(fā)生器，⑤待處理桶裝水，⑥待處理樣品池，⑦臭氧分解瓶。

圖1　臭氧無(wú)害化處理設備的安裝示意圖

1.2.2　空氣源制取臭氧

空氣源制取臭氧的同時(shí)生成氮氧化合物，從而產(chǎn)生有害氣體，純氧制取臭氧濃度高，因此采用氧氣制取[4]。氧氣用硅膠管連接到臭氧發(fā)生器上，產(chǎn)生的臭氧通過(guò)硅膠管通入待處理桶裝水，進(jìn)氣管插入至底部并接曝氣頭增加曝氣量，出氣管在液面以上，桶應密封;可連接多個(gè)桶，用硅膠管連接到樣品處理池，樣品處理池材料為玻璃或不銹鋼，保證密封;最后通入臭氧分解瓶，排氣管通向室外，在通入分解瓶前加流量調節，以增加臭氧分壓。

臭氧分解瓶?jì)仁?%氫氧化鈉2 L，臭氧在堿性環(huán)境中不穩定，快速分解成氧氣[3]，從而減少對室外環(huán)境的危害。

1.2.3　臭氧濃度檢測

以碘量法滴定臭氧在水中濃度，其化學(xué)反應式：

O3+2KI+H2OO2+I2+2KOH

I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6

取臭氧水溶液100.0 mL于250 mL具塞碘量瓶中，加入200 g/L碘化鉀20 mL混勻，加入(1+5)硫酸溶液5 mL酸化，靜置5 min。以0.010 mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定臭氧水至淡黃色，加5 g/L淀粉溶液1 mL，繼續滴定至藍色消失30 s不回藍為終點(diǎn)，去除空白，計算臭氧濃度。

式中：XO3為水中臭氧濃度，mg/L;V為消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積，mL;c為硫代硫酸鈉標準溶液的物質(zhì)的量濃度，mol/L;V1為臭氧水的取樣體積，mL;1/2為臭氧反應量與硫代硫酸鈉標準溶液消耗量的定量關(guān)系為1︰2;48為臭氧的摩爾質(zhì)量;1 000為體積轉換系數。

1.2.4　食品實(shí)驗室常見(jiàn)陽(yáng)性微生物的檢驗方法

食品實(shí)驗室常見(jiàn)陽(yáng)性微生物項目的檢驗方法見(jiàn)表1。

2　結果與分析

臭氧的殺菌能力與臭氧濃度、水溫、處理時(shí)間高度相關(guān)，本文將臭氧濃度控制在5～10 mg/L，水溫15～25 ℃，處理30 min[3-4]。將2個(gè)銅綠假單胞菌陽(yáng)性桶裝飲用水，大腸菌群、菌落總數、霉菌陽(yáng)性培養皿各2個(gè)放入處理池，按無(wú)害化處理流程安裝設備后，測量水溫飲用水為16.8 ℃處理池為17.6 ℃，密封各接入點(diǎn)，開(kāi)啟實(shí)驗室通風(fēng)，啟動(dòng)系統，控制氧氣流速為500 mL/min，處理30 min。3個(gè)樣品各取2個(gè)水樣100.0 mL，測試臭氧水濃度。得到臭氧濃度后，取處理后的桶裝飲用水測試銅綠假單胞菌，處理池中樣品混合后取樣測定大腸菌群、菌落總數、霉菌。

2.1　水中臭氧濃度

由表2可知，按碘量法測定的處理桶裝水及處理池中水中

臭氧濃度。1號桶中的臭氧濃度含量較高，最高為8.56 mg/L;其次為2號桶，處理池中臭氧含量較低。

2.2　樣品臭氧處理前后數據

表3為臭氧處理前按GB 8538—2016檢測陽(yáng)性樣品數據，1號桶和2號桶中有少量的銅綠假單胞菌;表4為經(jīng)通入臭氧使水中臭氧濃度在8.08～8.56 mg/L，處理30 min后，檢測樣品銅綠假單胞菌數據全部為陰性。

2.3　樣品臭氧處理前后陽(yáng)性微生物數據

表5為取大腸菌群陽(yáng)性培養皿、菌落總數陽(yáng)性培養皿、霉菌陽(yáng)性培養皿的數據;表6為上述培養皿放于處理池中，加水沒(méi)過(guò)培養皿，經(jīng)濃度為6.12～6.22 mg/L臭氧處理后，培養皿中取樣分別按GB 4789.3—2016，GB 4789.2—2016，GB 4789.15—2016進(jìn)行大腸菌群、菌落總數、霉菌檢測，結果全部為陰性。

3　結論

臭氧在水中濃度為5～10 mg/L時(shí)，水溫15～25 ℃，處理30 min，即將微生物(大腸菌群、菌落總數、霉菌、銅綠假單胞菌等)殺滅，明顯減輕樣品經(jīng)培養產(chǎn)生的較強異味。臭氧通過(guò)堿性溶液加速分解，對實(shí)驗室環(huán)境影響很小，處理完成后無(wú)再生危害。臭氧能夠高通量無(wú)害化處理樣品，適用于食品實(shí)驗室微生物陽(yáng)性樣品的無(wú)害化處理。

參考文獻

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作者簡(jiǎn)介：劉洪忠(1967—)，男，漢族，山東德州人，本科，工程師。研究方向：食品安全檢測。