刘洪忠 王鹏坤 李长江 肖宗阳 张玲

摘 要：目的：探索臭氧在食品实验室样品无害化处理应用。方法：以臭氧发生器制备臭氧，通入密封的样品处理池，通过臭氧对桶装水铜绿假单胞菌阳性样品或培养皿中阳性菌的灭活和脱臭作用，进行样品的无害化处理。结果：以在样品检验过程中得到经培养呈阳性的微生物，经臭氧处理前后的对比，臭氧处理的阳性微生物达到了灭活和脱臭目的。结论：臭氧进行无害化处理，具有高效率、低成本、无再生有害物质的特点，适用于食品实验室样品无害化处理。

关键词：臭氧;无害化处理;微生物

按实验室认证认可要求，在食品实验室微生物检测过程中，微生物阳性样品必须经无害化处理[1]。目前无害化处理方式常用的以121 ℃高压15 min进行灭活。食品实验室大多配备小型灭菌锅，此方法因容积限制具有批量小，时间长的缺点，样品无害化处理费时费力，特别在桶装饮用水铜绿假单胞菌为阳性的处理中更为明显。焚烧和化学处理次生危害较大而不宜使用。

臭氧是淡蓝色气体，易溶于水，为氧气溶解度的13倍，强氧化剂，具有广谱高效的杀菌作用。O3溶于水后会发生两种反应：一种是直接氧化;另一种是O3分解产生羟基自由基从而引发的链反应，此反应产生具有强氧化能力的单原子氧（O），可瞬间分解水中微生物[2-3]。本文是利用臭氧的这一特点进行无害化处理。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

氧气及氧气瓶，市售;臭氧发生器，OZ-50Y型，青岛中科三氧净化设备有限公司;碘化钾、硫酸，天津科密欧化学试剂有限公司。硫代硫酸钠标准滴定溶液0.1 mol/L，深圳市博林达科技有限公司。结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA）培养基、平板计数琼脂培养基、孟加拉红琼脂培养基、假单胞菌琼脂基础（CN）培养基，北京陆桥技术股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 臭氧无害化处理设备的安装

臭氧无害化处理设备的安装如图1所示。

1.2.2 空气源制取臭氧

空气源制取臭氧的同时生成氮氧化合物，从而产生有害气体，纯氧制取臭氧浓度高，因此采用氧气制取[4]。氧气用硅胶管连接到臭氧发生器上，产生的臭氧通过硅胶管通入待处理桶装水，进气管插入至底部并接曝气头增加曝气量，出气管在液面以上，桶应密封;可连接多个桶，用硅胶管连接到样品处理池，样品处理池材料为玻璃或不锈钢，保证密封;最后通入臭氧分解瓶，排气管通向室外，在通入分解瓶前加流量调节，以增加臭氧分压。

臭氧分解瓶内盛1%氢氧化钠2 L，臭氧在碱性环境中不稳定，快速分解成氧气[3]，从而减少对室外环境的危害。

1.2.3 臭氧浓度检测

以碘量法滴定臭氧在水中浓度，其化学反应式：

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碘化钾20 mL混匀，加入（1+5）硫酸溶液5 mL酸化，静置5 min。以0.010 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定臭氧水至淡黄色，加5 g/L淀粉溶液1 mL，继续滴定至蓝色消失30 s不回蓝为终点，去除空白，计算臭氧浓度。

臭氧浓度计算：

式中：XO3为水中臭氧浓度，mg/L;V为消耗硫代硫酸钠标准溶液体积，mL;c为硫代硫酸钠标准溶液的物质的量浓度，mol/L;V1为臭氧水的取样体积，mL;为臭氧反应量与硫代硫酸钠标准溶液消耗量的定量关系为1︰2;48为臭氧的摩尔质量;1 000为体积转换系数。

1.2.4 食品实验室常见阳性微生物的检验方法

食品实验室常见阳性微生物项目的检验方法见表1。

2 结果与分析

臭氧的杀菌能力与臭氧浓度、水温、处理时间高度相关，本文将臭氧浓度控制在5～10 mg/L，水温15～25 ℃，处理30 min[3-4]。将2个铜绿假单胞菌阳性桶装饮用水，大肠菌群、菌落总数、霉菌阳性培养皿各2个放入处理池，按无害化处理流程安装设备后，测量水温饮用水为16.8 ℃处理池为17.6 ℃，密封各接入点，开启实验室通风，启动系统，控制氧气流速为500 mL/min，处理30 min。3个样品各取2个水样100.0 mL，测试臭氧水浓度。得到臭氧浓度后，取处理后的桶装饮用水测试铜绿假单胞菌，处理池中样品混合后取样测定大肠菌群、菌落总数、霉菌。

2.1 水中臭氧浓度

由表2可知，按碘量法测定的处理桶装水及处理池中水中臭氧浓度。1号桶中的臭氧浓度含量较高，最高为8.56 mg/L;其次为2号桶，处理池中臭氧含量较低。

2.2 样品臭氧处理前后数据

表3为臭氧处理前按GB 8538—2016检测阳性样品数据，1号桶和2号桶中有少量的铜绿假单胞菌;表4为经通入臭氧使水中臭氧浓度在8.08～8.56 mg/L，处理30 min后，检测样品铜绿假单胞菌数据全部为阴性。

2.3 样品臭氧处理前后阳性微生物数据

表5为取大肠菌群阳性培养皿、菌落总数阳性培养皿、霉菌阳性培养皿的数据;表6为上述培养皿放于处理池中，加水没过培养皿，经浓度为6.12～6.22 mg/L臭氧处理后，培养皿中取样分别按GB 4789.3—2016，GB 4789.2—2016，GB 4789.15—2016进行大肠菌群、菌落总数、霉菌检测，结果全部为阴性。

3 结论

臭氧在水中浓度为5～10 mg/L时，水温15～25 ℃，处理30 min，即将微生物（大肠菌群、菌落总数、霉菌、铜绿假单胞菌等）杀灭，明显减轻样品经培养产生的较强异味。臭氧通过碱性溶液加速分解，对实验室环境影响很小，处理完成后无再生危害。臭氧能够高通量无害化处理样品，适用于食品实验室微生物阳性样品的无害化处理。

参考文献

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[2]魏兰芬，许激，林军明.水中臭氧杀菌效果及产生亚硝酸盐量的检测[J].中国消毒学杂志，2002（1）：48-50.

[3]方敏，沈月新，方竞，等.臭氧水稳定性的研究[J].食品科学，2002，23（9）：39-43.

[4]徐亚军，刘衡川，谷素英，等.高浓度臭氧水稳定性及杀菌效果的试验观察[J].中国消毒学杂志，2007（1）：29-32.

[5]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品微生物学检验大肠菌群计数：GB 4789.3—2016[S].北京：中國标准出版社，2016.

[6]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定：GB 4789.2—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[7]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品微生物学检验霉菌和酵母计数：GB 4789.15—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[8]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法：GB 8538—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.