在食用菌生产过程中往往要使用毒性比传统高锰酸钾、甲醛更大的化学消毒灭菌剂。化学剂消毒在燃烧或反应过程中要消耗消毒空间内的大量氧气,致使菌种块处于极度缺氧和有害气体浓度极高的恶劣环境之中,降低其萌发速度、萌发率和生长活力,而且还会同时使食用菌子实体的营养料受到污染,这些污染物被菌体在成长过程中吸收而成为无法去除的毒素。由农业部和卫生部联合发布的《食品中农药最大残留限量标准》,已从2013年3月1日起实施,它制约食用菌生产中使用化学剂消毒可能造成的污染,严防农药最大残留限量超标。使用化学剂消毒会强烈刺激人眼,伤害呼吸系统,甚至使人窒息死亡,严重影响生产者的人体健康。因此随着社会的前进、生产的发展,有必要采用新的消毒方法逐步取代化学剂消毒。臭氧消毒是目前世界上公认安全、可靠、有效的方法,已广泛应用在医疗、卫生、防疫、食品、农业、环保等诸多领域。

    一、臭氧消毒的机理

    臭氧O₃是氧气O₂的同素异形体，其分子量为48，比氧气分子量32高，是一种有气味的浅蓝色气体，具有广谱高效杀菌作用。利用其强氧化性，可以在较短时间内破坏细菌、病毒、各种霉菌、真菌、原虫孢体卵囊及微生物的生物结构，使之失去生存能力。一般认为臭氧杀灭病毒是通过直接破坏其核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)物质完成的；而杀灭细菌、霉菌类微生物,则是臭氧首先作用于细胞膜,使膜的构成成分受损,导致新陈代谢障碍并抑制其生长,继而破坏膜内组织直至杀死。提高湿度会使细胞膜膨胀变薄,其组织易被臭氧侵袭而破坏,因而可提高杀灭率。臭氧的杀菌效果与过氧乙酸相当,强于高锰酸钾、甲醛、二氧化硫(硫磺熏蒸)等消毒剂。

    臭氧去除异味的性能极好,依靠其强氧化性能可快速分解产生臭味及其它异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,经其氧化分解后生成没有气味的物质。

    臭氧对果蔬还有很好保鲜作用,可以杀灭引起果腐烂的病原菌,分解果蔬在储存过程中产生的具有催熟作用的代谢废物,如乙稀、醛类、芳香类等物质。有研究表明,臭氧可使果蔬和食品饮料贮期延长3～10倍。

    用臭氧水浸泡果蔬等,不仅可以杀灭其表面细菌,抑制各种微生物,还可有效去除有机农药、除草剂、98%磷酰氨、乐果、氧化乐果、久效磷、甲胺磷及洗涤剂等(见表1)。

表1  臭氧水对青菜上农药的去除作用

(摘自南京产品质量监督检验所对我所水消毒机的检测报告[宁质检(2002)SP30010Z])

基于以上灭菌机理和应用,在食用菌生产过程中应用臭氧水作为培养料的搅拌水和出菇房的喷洒水是必要的。臭氧水不仅可以杀灭培养料中和生长中菌体上的细菌,而且在臭氧还原后可以增加培养料中的氧气。实践证明,只要水体中的臭氧浓度达到6mg/l,任何细菌、病毒都能杀灭。总之,在食用菌生产中一切需要用水的地方,都可选用经过臭氧化处理后的水体。

    二、臭氧消毒的特点

    与传统的紫外线照射和化学消毒剂比较，臭氧消毒具有无可比拟的优点：

    1.灭菌速度比紫外线照射快3～5倍（见表2）、化学消毒剂快8-12倍，比氯快300～600倍。

表2臭氧与紫外线消毒速度与效果对照表

(摘自南京军区军事医学研究所和南京空军医院在医院病房的检测报告)

    2．对常见的霉菌、孢子等其它有害杂菌，灭菌率高达98%以上(见表3)，增加消毒空间的臭氧浓度（mg/m³）可进一步提高杀菌效果，其杀灭率可达99。9%以上。

表3臭氧对细菌微生物的杀灭效果

(摘自南京市疾控中心对我所生产的FCY-3A型臭氧空气消毒器的抽检报告)

    3.消毒后臭氧能自行还原成氧气,不存在本体残留也不产生新生物,因而没有“二次污染”，因此对人体不会造成伤害。臭氧伴随的气味在还原成氧气后也随之消失,气味的持续期约30～60分钟,不象化学消毒剂长久存在让人难以忍受的气味,严重刺激和伤害人的呼吸系统。

    4.不象化学消毒剂那样用久后杂菌会有抗药性,也不象紫外线照射存在消毒死角;臭氧消毒不受物理性障碍阻隔,凡空气能到达地方都能有效消毒,可谓全方位、立体式消毒。

    5.臭氧消毒时不消耗氧气,有利菌丝茁壮成长;化学剂消毒时在燃烧或反应过程中要消耗消毒空间内的大量氧气,致使菌种块处于极度缺氧和有害气体浓度极高的恶劣环境中,会大大降低其萌发速度、萌发率和生长活力。使用化学消毒剂不仅会污染菌体、污染环境,还会对人造成无法逆转的伤害。

    6.湿度越高杀菌效果越好,特别适合菇类生产的高湿环境(见表4)；用紫外线杀菌时相对湿度达到60%以上时,其杀灭效果会急下降。

表4  相对湿度不同时臭氧对空气中枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭效果影响

注:温度为20～22℃时测得的结果

(摘自第二军医大学薛广波等试验报告)

    7.消毒时不需要辅助药剂,也不需要负离子发生器配合使用。

    8.使用简便、安全、可靠、使用寿命长（主要指臭氧发生器件的使用期，如陶瓷片式的使用寿通常在1200h甚至更短,管式的使用寿命可超过10000h,从理论上讲只要管子不破裂、不慢性漏气,使用寿命无期限）,运行费用低。

    9.适用于冷却室、接种室(箱)、发菌室、出菇房、菌种室,采菇后的分拣、包装和储存等全过程;用臭氧水浸泡菌菇还可杀灭其上细菌,延长保鲜期。

    10.在接种期间无须继续消毒,接种地点可随意选择,接种时间没有限制,只要求在接种期间继续保持密闭,防止有菌空气进入。

    三、臭氧产量、臭氧浓度与消毒空间的关系

    在消毒空间确定的条件下，臭氧产生设备的臭氧产量将决定消毒空间内的臭氧浓度，而臭氧浓度又将直接确定消毒空间内细菌、病毒和微生物的杀灭率。

    1．臭氧产量从理论上说臭氧发生器在1小时内能产生的臭氧量，定义为该臭氧发生器的臭氧产量,通常以mg/h或g/h表示。

    臭氧发生器在产生臭氧的同时不断存在还原,直至产生与还原相当时达到动态平衡,因此说臭发生器在消毒空间内的实际存在量比上述理论值要小,在设计计算臭氧发生器应有的臭氧产量时要乘以系数C。理论和实验证明,当环境温度为18℃时臭氧产量最大,随着温的升高臭氧还原速度加快,实际臭氧值将随之减小;反之,温度下降时,臭氧还原速度趋慢,在消毒空间内的臭氧容易维持。

    2.臭氧浓度在单位体积内的臭氧量,通常以mg/m³表示。

    在给定的消毒空间内,臭氧对细菌的杀灭率取决于消毒空间内的臭氧浓度。臭氧浓度高杀菌效果好,臭氧浓度低对细菌的杀灭率会减小。控制臭氧发生量在空气中的浓度，可以在不同环境中使用，从而实现不同要求的消毒杀菌作用。

    3.臭氧产量、臭氧浓度与消毒空间的关系根据GMP（药品生产质量管理规范）规定的标准，达到百级的洁净度需要臭氧浓度为40mg/m³,万级洁净度时需要30mg/m³,十万级和三十万级时分别为10mg/m³和5mg/m³。

    由于食用菌生产的特殊环境，根据笔者多年来的实践经验，在设计工厂化生产的消毒系统时，其臭氧浓度通常比GMP规定的标准要高取，并视地区和生产的食用菌品种不同而有所区别，确保最终的出菇率能达到99%以上。

    表5列举了不同臭氧产量、臭氧浓度与消毒空间的对应关系

    表5  臭氧产量、臭氧浓度与消毒空对应关系表

    表6列举了我所生产的臭氧消毒机的适用范围

    表6   食用菌工厂化企业专用臭氧空气消毒机适用范围

    四、臭氧消毒设备的科学使用

    正确选择臭氧消毒设备、科学使用臭氧消毒设备是获得最佳消毒效果的保障,能为生产者消除生产中困惑、创造最大经济效益。

    1. 臭氧发生器件是臭氧消毒设备的核心和关键部件。目前常见

的有两种类型,一种是陶瓷片式,另一种是管式。

    陶瓷片式臭氧发生器件体积小、重量轻，在较短时间内能使臭氧产生达到最大。但由于电极小而薄，导致电极表面温度高和使用寿命短。实测表明当连续工作5分钟后表面温度高达60℃,臭氧还原速度加快甚至会使电极焊点脱落,且在高湿条件下往往无法工作,其使用寿命一般不超过1200小时。

    管式臭氧发生器件体积较陶瓷片式大、重量也稍重,但由于散热面积大温升小,连续工作60分钟,表面温升约5～6℃,因而臭氧产量容易保持,工作不受湿度影响,使用寿命可长达10000小时以上。

工厂化生产企业不宜采用陶瓷片式臭氧发生器件构成的消毒设备。

    2. 由于臭氧比重较空气要重,在使用臭氧消毒设备时,应确保臭

    氧气体自上而下均匀扩散,尤其在使用小型臭氧消毒设备时应将其悬挂在消毒空间高度的三分之二以上。对于较大型臭氧毒设备,尤其是我所首创的管道式臭氧空气消毒机,通常都有驱动臭氧扩散的装置,可以借助对空气的扰动作用,使臭氧均匀的分布在消毒空间内。

    3. 经臭氧消毒后的消毒空间，尤其是在接种室接种期间应始终

    保持密闭，严禁人员频频出入，防止有菌空气和尘埃进入。因为自然环境中的细菌和微生物一部分游浮在空气中，还大量附着在尘埃上。

    4. 臭氧是一种有气味的不稳定气体，在常温（约25℃）下其半

    衰期约为21min,因此在消毒结束45-60min后操作人员方可进入。因消毒结束之时室内的臭氧浓度很高,可以继续维持杀菌作用,同时臭氧逐步还原成氧气,减免了臭氧气味对人体呼吸道的剌激(用接种箱接种时因操作人员身处箱外,消毒结束后随即可以接种)。

    试验表明人能感觉到臭氧的浓度为0。01ppm(约0。02mg/m³)。

    5. 在接种或其它操作期间无须中途再启动消毒设备。通常情况

下产生臭氧的原料是空气中占21%的氧气，如人在其中必然要消耗氧气，结果造成消毒空间严重缺氧，易引起操作人员的胸闷、头昏和呼吸短促；臭氧是一种有气味的气体，会刺激呼吸道引起咳嗽，它的强氧化性还易造成口干。

    6．禁止同时使用气雾消毒或其它化学剂消毒，否则会严重腐蚀机器，导致元器件损坏。

    参考文献：薛广波：臭氧消毒（97北京臭氧应用技术研讨会论文集）

    李汉中：臭氧在食品行业的应用（中国臭氧产业）