面粉加工中的臭氧使用

氯氣在美國(guó)已經(jīng)用于處理各種烘焙應(yīng)用的軟小麥粉一段時(shí)間。高比例蛋糕粉用于糖含量高于面粉的蛋糕，通常與氯氣處理有關(guān)。在該應(yīng)用中，氯氣具有兩個(gè)主要作用：增白和功能改善濾餅生產(chǎn)。

氯氣的應(yīng)用通常為每百重量面粉兩盎司。通過(guò)測(cè)量面粉pH值來(lái)監(jiān)測(cè)和控制液位。很近，氯氣已擴(kuò)展到包括小麥回火水的氯化，從而減少了回火谷物表面和碾磨過(guò)程本身的微生物數(shù)量。

與預(yù)期目的無(wú)關(guān)，氯氣的儲(chǔ)存和使用是相當(dāng)危險(xiǎn)的，但小麥和谷物面粉產(chǎn)品對(duì)降低微生物負(fù)荷的需求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈。因此，越來(lái)越多的磨坊主使用臭氧來(lái)處理面粉。

臭氧的產(chǎn)生和控制

已經(jīng)確定了在主要水系統(tǒng)中使用臭氧的以下步驟，并在回火水中使用時(shí)適用于研磨。

? 氧氣/原料氣制備。從空氣中產(chǎn)生清潔、干燥的95%純氧，提高效率，保護(hù)臭氧發(fā)生器。用凈化空氣生產(chǎn)臭氧所需的能量減少了50%至75%。

? 臭氧產(chǎn)生：控制輸入氧氣濃度，增加電壓并降低原料氣流量，以?xún)?yōu)化臭氧輸出。

?傳質(zhì)：這通常適用于在水相中使用臭氧，這不適用于在面粉上使用氣體。不建議在PVC管道中進(jìn)行臭氧轉(zhuǎn)移，因?yàn)楫?dāng)臭氧與PVC管道反應(yīng)時(shí)，臭氧會(huì)損失一部分。不銹鋼，如304或316，已被建議用于臭氧轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。

? 監(jiān)測(cè)和控制：對(duì)氧氣濃度、流量、電壓等的控制，應(yīng)足以進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。但是，可以根據(jù)生產(chǎn)率、產(chǎn)品濕度和溫度調(diào)整其中的任何或全部，以?xún)?yōu)化添加并提供控制。

接觸臭氧對(duì)人體有害。像氯氣一樣，它攻擊呼吸道。美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局制定的標(biāo)準(zhǔn)允許在八小時(shí)工作期間的時(shí)間加權(quán)平均值上允許暴露水平低于 0.1 毫克/升 （mg/L），在不到 0 分鐘的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，很大單次暴露為 3.10 毫克/升。應(yīng)使用基于紫外線(xiàn)吸收（臭氧濃度函數(shù)）運(yùn)行的監(jiān)視器對(duì)環(huán)境空氣的安全性進(jìn)行測(cè)試。

臭氧-氯替代

臭氧、山原膠、L-半胱氨酸、麥芽糊精、熱量、熱和臭氧的組合、氯和臭氧混合物正在被研究為氯的替代品，并取得了不同程度的成功。臭氧化被研究作為蛋糕粉氯化的替代品。用臭氧以每分鐘0.06升的速度處理面粉，使用10磅面粉36和5分鐘。蛋糕粉的臭氧化降低了pH值，增加了面粉的亮度（L值）。使用高比例白層蛋糕配方的烘焙研究表明，隨著臭氧化時(shí)間的增加，蛋糕的體積顯著增加（p < 0.05），并且蛋糕比氯化面粉或?qū)φ彰娣壑瞥傻牡案飧?。通過(guò)圖像分析（C-Cell）測(cè)量的臭氧處理面粉蛋糕36分鐘的細(xì)胞亮度和細(xì)胞數(shù)量與氯化面粉的細(xì)胞數(shù)量相似。

很佳臭氧化時(shí)間約為8至11分鐘，溫度范圍在36至46°C之間，隨著臭氧化時(shí)間的增加，觀察到Mixograph峰值時(shí)間，峰值粘度和保水能力增加。據(jù)報(bào)道，臭氧面粉具有強(qiáng)烈的氣味，會(huì)影響蛋糕中的氣味和風(fēng)味。當(dāng)臭氧面粉儲(chǔ)存在通風(fēng)櫥下時(shí)，揮發(fā)性氣體消散，這表明需要進(jìn)一步的研究集中在如何通過(guò)使用加工技術(shù)或其他方法減少面粉中的強(qiáng)烈氣味。

減少臭氧和紫外線(xiàn)微生物負(fù)荷

進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以調(diào)查在小麥面粉廠(chǎng)中使用臭氧和紫外線(xiàn)作為細(xì)菌和霉菌控制的氯化回火水的替代品的可行性。在這項(xiàng)研究中，碾磨后面粉樣品的微生物測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，與用氯化水處理的谷物相比，使用臭氧可減少約75%至80%的細(xì)菌。

目視檢查設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)表明霉菌生長(zhǎng)也有類(lèi)似的減少。在項(xiàng)目期間收集的數(shù)據(jù)表明，與氯化水的傳統(tǒng)處理相比，細(xì)菌總數(shù)可能減少75%至80%。用氯化水處理的谷物中的一組面粉樣品的平均厭氧板計(jì)數(shù)（APC）平均為每克181，675菌落形成單位（cfu/g）。相比之下，臭氧處理谷物中面粉的平均APC為42，627 cfu/g，減少了77%。

對(duì)195個(gè)加工面粉樣品收集的很新數(shù)據(jù)顯示，75批次（38%）的APC低于每克10，000 cfu。雖然該項(xiàng)目沒(méi)有包括模具計(jì)數(shù)來(lái)量化臭氧在霉菌減排中對(duì)氯的有效性，但工廠(chǎng)工作人員對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)的目視檢查表明，設(shè)備中的霉菌生長(zhǎng)也有類(lèi)似的減少。

國(guó)際上利用臭氧來(lái)減少或控制微生物污染威脅似乎在所有食品部門(mén)都在迅速增長(zhǎng)。谷物產(chǎn)品由于其低水分和水分活性以及一般微生物污染物的無(wú)害性質(zhì)，使該產(chǎn)品組成為很后用臭氧處理以進(jìn)行微生物控制的產(chǎn)品之一。由于安全和殘留問(wèn)題，繼續(xù)積極使用臭氧代替氯氣。

作者：Jeff Gwirtz博士是堪薩斯州立大學(xué)谷物科學(xué)與工業(yè)系的終身副教授。