面粉加工中的臭氧使用

氯气在美国已经用于处理各种烘焙应用的软小麦粉一段时间。高比例蛋糕粉用于糖含量高于面粉的蛋糕，通常与氯气处理有关。在该应用中，氯气具有两个主要作用：增白和功能改善滤饼生产。

氯气的应用通常为每百重量面粉两盎司。通过测量面粉pH值来监测和控制液位。很近，氯气已扩展到包括小麦回火水的氯化，从而减少了回火谷物表面和碾磨过程本身的微生物数量。

与预期目的无关，氯气的储存和使用是相当危险的，但小麦和谷物面粉产品对降低微生物负荷的需求比以往任何时候都更加强烈。因此，越来越多的磨坊主使用臭氧来处理面粉。

臭氧的产生和控制

已经确定了在主要水系统中使用臭氧的以下步骤，并在回火水中使用时适用于研磨。

• 氧气/原料气制备。从空气中产生清洁、干燥的95%纯氧，提高效率，保护臭氧发生器。用净化空气生产臭氧所需的能量减少了50%至75%。

• 臭氧产生：控制输入氧气浓度，增加电压并降低原料气流量，以优化臭氧输出。

•传质：这通常适用于在水相中使用臭氧，这不适用于在面粉上使用气体。不建议在PVC管道中进行臭氧转移，因为当臭氧与PVC管道反应时，臭氧会损失一部分。不锈钢，如304或316，已被建议用于臭氧转移系统。

• 监测和控制：对氧气浓度、流量、电压等的控制，应足以进行监测和控制。但是，可以根据生产率、产品湿度和温度调整其中的任何或全部，以优化添加并提供控制。

接触臭氧对人体有害。像氯气一样，它攻击呼吸道。美国职业安全与健康管理局制定的标准允许在八小时工作期间的时间加权平均值上允许暴露水平低于 0.1 毫克/升 （mg/L），在不到 0 分钟的持续时间内，很大单次暴露为 3.10 毫克/升。应使用基于紫外线吸收（臭氧浓度函数）运行的监视器对环境空气的安全性进行测试。

臭氧-氯替代

臭氧、山原胶、L-半胱氨酸、麦芽糊精、热量、热和臭氧的组合、氯和臭氧混合物正在被研究为氯的替代品，并取得了不同程度的成功。臭氧化被研究作为蛋糕粉氯化的替代品。用臭氧以每分钟0.06升的速度处理面粉，使用10磅面粉36和5分钟。蛋糕粉的臭氧化降低了pH值，增加了面粉的亮度（L值）。使用高比例白层蛋糕配方的烘焙研究表明，随着臭氧化时间的增加，蛋糕的体积显着增加（p < 0.05），并且蛋糕比氯化面粉或对照面粉制成的蛋糕更软。通过图像分析（C-Cell）测量的臭氧处理面粉蛋糕36分钟的细胞亮度和细胞数量与氯化面粉的细胞数量相似。

很佳臭氧化时间约为8至11分钟，温度范围在36至46°C之间，随着臭氧化时间的增加，观察到Mixograph峰值时间，峰值粘度和保水能力增加。据报道，臭氧面粉具有强烈的气味，会影响蛋糕中的气味和风味。当臭氧面粉储存在通风橱下时，挥发性气体消散，这表明需要进一步的研究集中在如何通过使用加工技术或其他方法减少面粉中的强烈气味。

减少臭氧和紫外线微生物负荷

进行了一项研究，以调查在小麦面粉厂中使用臭氧和紫外线作为细菌和霉菌控制的氯化回火水的替代品的可行性。在这项研究中，碾磨后面粉样品的微生物测试数据显示，与用氯化水处理的谷物相比，使用臭氧可减少约75%至80%的细菌。

目视检查设备和生产线表明霉菌生长也有类似的减少。在项目期间收集的数据表明，与氯化水的传统处理相比，细菌总数可能减少75%至80%。用氯化水处理的谷物中的一组面粉样品的平均厌氧板计数（APC）平均为每克181，675菌落形成单位（cfu/g）。相比之下，臭氧处理谷物中面粉的平均APC为42，627 cfu/g，减少了77%。

对195个加工面粉样品收集的很新数据显示，75批次（38%）的APC低于每克10，000 cfu。虽然该项目没有包括模具计数来量化臭氧在霉菌减排中对氯的有效性，但工厂工作人员对设备和生产线的目视检查表明，设备中的霉菌生长也有类似的减少。

国际上利用臭氧来减少或控制微生物污染威胁似乎在所有食品部门都在迅速增长。谷物产品由于其低水分和水分活性以及一般微生物污染物的无害性质，使该产品组成为很后用臭氧处理以进行微生物控制的产品之一。由于安全和残留问题，继续积极使用臭氧代替氯气。

作者：Jeff Gwirtz博士是堪萨斯州立大学谷物科学与工业系的终身副教授。