自1909年法国Cologne冷冻厂使用臭氧对冷藏肉表面杀菌，延长其贮藏期开始，臭氧气体应用于食品业加工、贮藏已将近百年历史。 臭氧在冷藏库的应用主要有几个方面：一是生产车间空气及设备、器具表面和工作服的杀菌消毒；二是生产加工用水的杀菌净化和制备高浓度的臭氧消毒液；三是冷库消毒杀菌除臭；四是食品保鲜，使新陈代谢产物氧化，从而抑制其过程。
冷藏库中的应用
冷藏库生产车间空气杀菌消毒生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素，臭氧不但可以有效地杀灭它们，并可有效去除车间异味。通过在各种食品加工企业的应用实例证明，使用臭氧消毒机能使生产车间的空气、地面、操作台、器具等物体表面细菌指标合格，空气中微生物降低50%～70%，其食品上的细菌生长受到极大抑制。而且一些肉禽屠宰车间内的异味也有明显降低。实验证明，在150m3车间内，臭氧消毒2h（测量臭氧浓度在4×10-6左右）前后对照数据： 空气细菌总数 | 消毒前（个/m3） | 消毒后（个/m3） |
冷却间 | 105 | 26 |
包装间 | 1325 | 0 |
更衣室和工作服消毒
食品加工企业大多数使用紫外线照射消毒，然而紫外线不像臭氧具有弥漫性，可渗透到加工人员工作服中的各个不问，所以臭氧对工作服消毒是最合理，最有效的方法。在20m2封闭的室内挂好工作服，在地上洒些水。利用3g/h的臭氧发生器，工作3～4h即可达到8～10（10-6）的浓度，可达85%杀灭率的消毒效果。
食品生产过程的杀菌
利用臭氧水杀菌新技术可避免传统产品加工工艺对产品质量带来的不利影响，并且可提高产品质量，降低生产成本。该工艺适用于自动化程度较高的连续生产线，从臭氧水喷淋杀菌至无菌包装的工艺操作均需在洁净车间内进行。在冷冻食品的冻前处理中，通过臭氧水喷淋杀菌对水产制品的卫生指标起到了很好的控制作用，例如在出口冻虾仁加工生产中，其改造后的新工艺流程如下：
原料虾→ 冰水清洗→ 去壳、分级→ 低温漂洗→ 消毒浸泡→ 臭氧水喷淋杀菌→ 单体速冻→包冰衣→ 包装→ 冻藏。
食品保鲜
在食品保鲜中应用臭氧可以起到杀菌防霉与减缓新陈代谢的作用。臭氧发生器产生臭氧可以氧化分解果蔬呼吸分解出的催熟剂— 乙烯气体C2H4，同时也产生大量的负氧离子，负氧离子也有抑制果蔬新陈代谢的作用，同冷藏、空调、包装协同使用，更能提高食品的保鲜效果和贮藏期。 臭氧杀菌能力强，效果好。不同应用目的有相应的浓度要求。在时间允许条件下，选择较低浓度。但低于0.1×10-6，则对微生物没有杀灭作用。臭氧气体比重为空气的1.72 倍，为了扩散均匀，臭氧气体投加位置应在使用房间偏上部，或自下向上吹。在储藏保鲜应用时，应注意使臭氧能容易接触储藏物表面并使各处浓度均匀。应用臭氧的环境湿度应调整到RH 60%以上，湿度低于RH 45%时臭氧对空气中微生物几乎没有杀菌作用。湿度越高杀菌效果越好。臭氧使用应与人隔绝，正常杀菌消毒应与工作时间错开（其它消毒方法亦如此）。保证工作环境臭氧低于安全浓度0.1×10-6。一般在湿度较大的情况下，浓度为2×10-6的臭氧，2 h 后即消耗、分解完毕。操作人员检测时短时间接触臭氧不构成危害。
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