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三、臭氧介紹與滅菌比較

自然界中的臭氧

人類科學(xué)家在不懈地對(duì)臭氧技術(shù)投入研究，現(xiàn)在對(duì)臭氧的特性及應(yīng)用已非常明確。在自然界中，臭氧是廣泛存在的，只是不同條件下濃度差別很大，不易被人察覺而已�，F(xiàn)在人們普遍了解的大氣臭氧層，是阻擋太陽紫外線的天然屏障，它是由太陽光的一種特定波長(zhǎng)光譜的光照射空氣后產(chǎn)生的；雷雨過后人們會(huì)呼吸到一種特殊的清新味道，實(shí)際就是空氣中的臭氧濃度提高（一般在0.04ppm左右），容易被人們察覺，臭氧濃度之所以提高，是因?yàn)殚W電（高壓放電）電離空氣中的氧氣形成臭氧；森林中，旅游地帶，空氣格外清新，是因植物在吸收CO₂過程中制造了[O]，氧原子在形成過程中，部分形成O₂（我們呼吸的氧氣），一部分形成O₃（臭氧）。自然界中細(xì)菌無處不在，在適合的條件下繁殖迅速，人類在發(fā)現(xiàn)細(xì)菌后，甚至談菌色變，生怕人類被細(xì)菌吃掉。自然界的一切都處在平衡狀態(tài)，人們沒有必要憂慮，現(xiàn)在我們可以斷定，正是自然界中無處不在的臭氧和太陽光中的紫外線，在控制著細(xì)菌的生存平衡，保護(hù)著人類健康。

臭氧的基本性質(zhì)研究

人類通過對(duì)臭氧的研究發(fā)現(xiàn)，臭氧具有不穩(wěn)定特性和很強(qiáng)的氧化能力。臭氧是由一個(gè)氧分子（O₂）攜帶一個(gè)氧原子（O）組成，所以它是氧氣的同素異形體。

表一 氧和臭氧的主要性質(zhì)

從表一不難看出，與氧氣相比，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧（O₃）是由氧分子攜帶一個(gè)氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O₂）進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生，給人類的環(huán)保需求雪中送炭，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的最大優(yōu)越性。

     臭氧的應(yīng)用主要在人為的滅菌消毒。這主要是臭氧有很強(qiáng)的氧化能力，氧原子可以氧化細(xì)菌的細(xì)胞壁，直至穿透細(xì)胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而奪取細(xì)菌生命，它的作用是即刻完成的，臭氧的迅速滅菌效果決定于它的高還原電位。

表二 氧化還原電位比較

臭氧在滅菌消毒中名列榜首,成就了它的四大功用：滅菌、氧化、脫色、除味。

臭氧滅菌原理

"臭氧（O₃）的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣（O₂）和單個(gè)氧原子（O）；后者具有很強(qiáng)的活性，對(duì)細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用，將其殺死，多余的氧原子則會(huì)自行重新結(jié)合成為普通氧原子（O₂），不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對(duì)各種細(xì)菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強(qiáng)的殺滅能力，而且對(duì)殺死霉素也很有效。"

1、臭氧的滅菌機(jī)制及過程類屬于生物化反應(yīng)學(xué)過程。臭氧氧化分解了細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。

2、可直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生產(chǎn)和繁殖過程到破壞。

3、滲透胞膜組織，侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解死亡。并且將死亡菌體內(nèi)遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原（細(xì)菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素）等溶解變性滅亡。

綜觀無菌技術(shù)對(duì)微生物作用的原理可分為抑菌、殺菌和溶菌三種。應(yīng)用臭氧作滅菌劑是屬于溶菌。所謂溶菌，即可達(dá)到“徹底、永久地消滅物體表面所有微生物”的效果。

傳統(tǒng)滅菌與臭氧滅菌的比較

1．我國GMP條例對(duì)藥品生產(chǎn)（特別是無菌產(chǎn)品）有著極其嚴(yán)格的要求，在GMP驗(yàn)證過程中人們大力推薦臭氧滅菌方法，與各種傳統(tǒng)滅菌方法相比臭氧滅菌有許多特點(diǎn)。 那么在食品生產(chǎn)中同樣如此：
傳統(tǒng)滅菌方法的缺陷
　傳統(tǒng)的滅菌方法主要有三種：一是紫外線滅菌，二是試劑滅菌，三是加熱滅菌。這些方法已被人們習(xí)慣使用，其安全性、可靠性已被長(zhǎng)期的實(shí)踐所證實(shí)。但是它們也有各自的缺陷。
紫外線滅菌：

（1）紫外線只有照射到物體表面且達(dá)到一定的照射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)才有殺菌效果。食品車間一般比較高大，致使紫外線照射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是距離遠(yuǎn)，照射產(chǎn)生很大死角，如加工案板下部等。臭氧為氣體，滲透性強(qiáng)，擴(kuò)散性好，濃度均勻，沒有死角；

紫外線照射殺菌需要較長(zhǎng)的作用時(shí)間，一般要照射6小時(shí)以上，而符合標(biāo)準(zhǔn)濃度的臭氧只需開機(jī)1小時(shí)以上；

（2）外線照射殺菌在環(huán)境相對(duì)濕度達(dá)到60%以上時(shí)，消毒效果急劇下降，濕度達(dá)到80%以上時(shí)，反而可誘使細(xì)菌復(fù)活。臭氧則相反，濕度越高，殺菌效果越好。這是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞，這一特性對(duì)于食品行業(yè)中普遍存在的高濕環(huán)境特別適合；

（3）紫外線照射時(shí)生產(chǎn)人員必須離開現(xiàn)場(chǎng)，照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔；臭氧消毒時(shí)生產(chǎn)人員必須離開現(xiàn)場(chǎng)，消毒完成后可以調(diào)低臭氧發(fā)生量，用符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的低濃度臭氧繼續(xù)保持生產(chǎn)車間的空氣清潔。

化學(xué)試劑滅菌：

化學(xué)試劑滅菌藥味大，不能自然排出，需要空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間置換新風(fēng)，從而增加了能耗。同時(shí)也存在二次污染的問題，剩余的藥物直接排入大氣，造成對(duì)周圍環(huán)境的污染。如甲醛熏蒸，操作麻煩，熏蒸時(shí)間長(zhǎng)，有二次污染物，對(duì)人體有危害。并且在消毒后的幾天內(nèi)，其懸浮粒子數(shù)還會(huì)增加。
　　加熱滅菌：

包括干熱和濕熱，其缺點(diǎn)是溫度高，能耗大，有的物品如原材料、儀器儀表、塑料制品等就不宜加熱。
　　以上三種滅菌方法的弊端是客觀存在的，也是無法避免的。臭氧的特性和優(yōu)點(diǎn)，則可彌補(bǔ)上述方法的缺點(diǎn)，這就為臭氧滅菌進(jìn)入藥品生產(chǎn)開辟了通道。
　　臭氧消毒滅菌獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
　　殺菌能力強(qiáng)： 臭氧殺菌能力與過氧乙酸相當(dāng)，高于其它消毒劑。
　　廣譜性：適合多種致病微生物，對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌及甲乙型

肝炎病毒、真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。

較高的擴(kuò)散性：臭氧為氣體，擴(kuò)散性好，無死角，濃度分布均勻。
　　原料易得： 臭氧制備是利用我們周圍的大氣制取，不需儲(chǔ)藏設(shè)施。
　　環(huán)保性：臭氧能快速分解成氧氣和單原子氧，單原子氧又可自身結(jié)合成氧分子，故

沒有二次污染的問題。被公認(rèn)為是綠色消毒劑。
　　　另外在我國衛(wèi)生部1991年頒布的"消毒技術(shù)規(guī)范"中。對(duì)臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。其中對(duì)臭氧的殺菌作用作了明確的肯定：臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細(xì)菌繁體和芽孢，病毒、真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素和毒素及立克次氏體等，同時(shí)還具有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味的功能。臭氧在水中的殺菌速度比氯快。"
    以上這些都是我國的相關(guān)法規(guī)，充分說明了臭氧滅菌的原理和特點(diǎn)，它即是制藥廠選用臭氧滅菌工藝的依據(jù)。

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