面粉加工中的臭氧使用

氯氣在美國已經(jīng)用于處理各種烘焙應(yīng)用的軟小麥粉一段時間。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。通過測量面粉pH值來監(jiān)測和控制液位。很近，氯氣已擴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程本身的微生物數(shù)量。

與預(yù)期目的無關(guān)，氯氣的儲存和使用是相當(dāng)危險的，但小麥和谷物面粉產(chǎn)品對降低微生物負荷的需求比以往任何時候都更加強烈。因此，越來越多的磨坊主使用臭氧來處理面粉。

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，以優(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管道中進行臭氧轉(zhuǎn)移，因為當(dāng)臭氧與PVC管道反應(yīng)時，臭氧會損失一部分。不銹鋼，如304或316，已被建議用于臭氧轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。

? 監(jiān)測和控制：對氧氣濃度、流量、電壓等的控制，應(yīng)足以進行監(jiān)測和控制。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，以優(yōu)化添加并提供控制。

接觸臭氧對人體有害。像氯氣一樣，它攻擊呼吸道。美國職業(yè)安全與健康管理局制定的標準允許在八小時工作期間的時間加權(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)時間內(nèi)，很大單次暴露為 3.10 毫克/升。應(yīng)使用基于紫外線吸收（臭氧濃度函數(shù)）運行的監(jiān)視器對環(huán)境空氣的安全性進行測試。

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洝Ｍㄟ^圖像分析（C-Cell）測量的臭氧處理面粉蛋糕36分鐘的細胞亮度和細胞數(shù)量與氯化面粉的細胞數(shù)量相似。

很佳臭氧化時間約為8至11分鐘，溫度范圍在36至46°C之間，隨著臭氧化時間的增加，觀察到Mixograph峰值時間，峰值粘度和保水能力增加。據(jù)報道，臭氧面粉具有強烈的氣味，會影響蛋糕中的氣味和風(fēng)味。當(dāng)臭氧面粉儲存在通風(fēng)櫥下時，揮發(fā)性氣體消散，這表明需要進一步的研究集中在如何通過使用加工技術(shù)或其他方法減少面粉中的強烈氣味。

減少臭氧和紫外線微生物負荷

進行了一項研究，以調(diào)查在小麥面粉廠中使用臭氧和紫外線作為細菌和霉菌控制的氯化回火水的替代品的可行性。在這項研究中，碾磨后面粉樣品的微生物測試數(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%的細菌。

目視檢查設(shè)備和生產(chǎn)線表明霉菌生長也有類似的減少。在項目期間收集的數(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195個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。雖然該項目沒有包括模具計數(shù)來量化臭氧在霉菌減排中對氯的有效性，但工廠工作人員對設(shè)備和生產(chǎn)線的目視檢查表明，設(shè)備中的霉菌生長也有類似的減少。

國際上利用臭氧來減少或控制微生物污染威脅似乎在所有食品部門都在迅速增長。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害性質(zhì)，使該產(chǎn)品組成為很后用臭氧處理以進行微生物控制的產(chǎn)品之一。由于安全和殘留問題，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。