Công nghệ ozon hóa và ảnh hưởng của nó đến đặc tính và thời hạn sử dụng của một số loại thực phẩm tươi sống

Các sản phẩm nông nghiệp như rau, trái cây, thịt và các sản phẩm dạng lỏng dễ bị hư hỏng vật lý, hóa học và vi sinh do hàm lượng chất hữu cơ và độ ẩm cao của chúng. Mặt khác, người tiêu dùng yêu cầu thực phẩm chất lượng cao phải tươi, sạch, tốt cho sức khỏe và an toàn.

Ozone có thể được sử dụng để làm sạch thực phẩm thay thế hoặc bổ sung. Hiệu quả của ozone chống lại các vi sinh vật gây ô nhiễm có trong nông sản phụ thuộc vào một số yếu tố. Cơ chế về vai trò làm sạch và khử trùng của ozone trong một số sản phẩm thực phẩm được thảo luận. Ứng dụng của quá trình ozon hóa trên súp lơ, ớt đỏ và mào ổi và các sản phẩm dựa trên chất lỏng được tiếp xúc với một số nồng độ ozone và tiếp xúc khác nhau, về sự bất hoạt của vi sinh vật cũng được thảo luận.

Ozone có thể được sục vào trong nước để rửa thực phẩm

Giới thiệu

Lương thực là nhu cầu cơ bản của mỗi con người, sự tồn tại của nó có vai trò cơ bản đối với quyền con người. Con người tiêu thụ thực phẩm để có được các chất dinh dưỡng cần thiết để giữ cho cơ thể khỏe mạnh. Người dân cũng phải có đủ lương thực với chất lượng tốt, đủ số lượng và an toàn. An toàn thực phẩm chỉ ra rằng thực phẩm được tiêu thụ phải không có các chất gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Thực phẩm cũng cần phải không bị nhiễm vi sinh, hóa chất hoặc các nguyên liệu khác và không chứa bất kỳ yếu tố nào mâu thuẫn với văn hóa hoặc tôn giáo. Mặt khác, thực phẩm được biết đến như một vật liệu có thể dễ bị phân hủy. Sự phân rã xảy ra dưới dạng chất lượng vi sinh, sự bất thường trên vật liệu, thành phần hóa học, hoặc kết cấu hoặc kết cấu của nó.

Sự thối rữa của các sản phẩm nông nghiệp được đóng góp bởi nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như sự phát triển hơn là hoạt động của vi sinh vật, côn trùng hoặc động vật gặm nhấm, hoạt động của enzym, phản ứng hóa học phi enzim và thiệt hại vật lý. Trong số các yếu tố đó, sự thối rữa của nông sản do sự tồn tại của vi sinh vật cần được quan tâm nghiêm túc. Các nỗ lực bảo quản là cần thiết để giảm hư hỏng các sản phẩm thực phẩm, hoặc thời hạn sử dụng lâu hơn cũng như các khía cạnh về chất lượng và an toàn thực phẩm được duy trì. Nói chung, các phương pháp bảo quản chỉ tập trung vào việc ngăn ngừa hoặc làm chậm sự phá hủy của vi sinh vật; loại bỏ hoặc ức chế sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật bằng cách sử dụng nhiệt độ thấp, làm khô, sử dụng điều kiện yếm khí hoặc sử dụng chất bảo quản hóa học; và tiêu diệt vi sinh vật bằng quá trình khử trùng hoặc bức xạ.

Ứng dụng của khí ozone được đưa ra như một giải pháp để bảo quản thực phẩm nhằm giảm lượng vi khuẩn có hại và các chất ô nhiễm hóa học bám vào thực phẩm. Ozone là một hợp chất chống vi sinh vật có thể được sử dụng để xử lý, lưu trữ và chế biến thực phẩm ở dạng khí và chất lỏng, bao gồm cả nguyên liệu thô và các sản phẩm cho rau quả tươi. Ozone có khả năng tiêu diệt vi sinh vật và loại bỏ các vật liệu độc hại, vì vậy nó có triển vọng đáng kể như một vật liệu làm sạch thân thiện với môi trường. Ngoài ra, ozone có thể được sử dụng để xử lý, bảo quản và chế biến thực phẩm ở dạng rắn và lỏng. Ozone là một chất oxy hóa mạnh có thể được sử dụng để tiêu diệt vi khuẩn (khử trùng), loại bỏ màu (khử màu) và mùi (khử mùi) và mô tả các hợp chất hữu cơ (phân hủy). Ozone đã được sử dụng như một chất thay thế sạch hơn trong quá trình chế biến rau và trái cây, thậm chí nó có thể được sử dụng trước khi thu hoạch.

Đặc tính oxy hóa khử mạnh của ozone mang lại nhiều lợi ích cho ngành thực phẩm

Ôzôn phản ứng với các chất gây ô nhiễm trực tiếp dưới dạng phân tử ôzôn (O₃) hoặc gián tiếp dưới dạng các dẫn xuất của các gốc tự do ôzôn như OH và H₂O. Khadre và cộng sự cho biết, việc bất hoạt vi khuẩn rất phức tạp do ozone tấn công các tế bào sơ cấp khác nhau, protein, lipid không bão hòa, enzym và axit nucleic trong tế bào chất, cũng như protein và peptidoglycans trong lớp phủ của bào tử và capsid của virus. Chương tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về ứng dụng của ozone trên rau, quả, thịt và một số thực phẩm dạng lỏng. Hơn nữa, cơ chế bảo quản, cũng như ảnh hưởng của nó đến chất lượng thực phẩm.

Các phương pháp tạo ozon cho ngành thực phẩm

Ozone được hình thành bởi một đầu vào năng lượng cao tách phân tử O₂ (oxy). O đơn lẻ nhanh chóng kết hợp với O₂ có sẵn để tạo thành O₃ rất phản ứng . Trong tự nhiên, ozone được hình thành do chiếu tia UV (185 nm) từ mặt trời và trong quá trình phóng điện sét.

Về mặt thương mại, máy phát điện dựa trên tia cực tím đi qua không khí xung quanh (20% O2) hoặc không khí được làm giàu oxy qua nguồn ánh sáng UV, thường nhỏ hơn 210nm. Các hệ thống này có chi phí thấp hơn nhưng cũng có đầu ra hạn chế hơn các hệ thống phóng điện hào quang. Máy phát điện phóng điện corona đi qua không khí được làm giàu O₂ khô hoặc oxy tinh khiết cao qua điện áp cao (> 5.000V) hoặc corona (Hình 1). Ozone sau đó được bơm vào một lượng không khí chứa sau thu hoạch hoặc được kéo vào hệ thống dòng nước như đã được phát triển bởi Setiasih và cộng sự, nước có chứa ozone sau đó được gọi là nước ozon hóa (Hình 2). Nước điện giải có thể được sử dụng như chất khử trùng thông qua quá trình rửa cho nhiều loại nông sản như ớt, súp lơ và ổi. Một số mặt hàng đó sẽ được thảo luận trong bài đánh giá này.

Ozone có thể đưa vào hệ thống thực phẩm gốc nước bằng phương pháp sủi bọt khí. Trong một cột bong bóng, khí ozone tương tác với thực phẩm lỏng, nơi ozone được tiêu thụ sau đó xảy ra phản ứng hóa học liên quan đến quá trình oxy hóa. Tốc độ phản ứng tổng thể được điều chỉnh bởi hai bước (1) sự chuyển khối từ pha khí sang pha lỏng và (2) phản ứng hóa học trong pha lỏng.

Ozone dư thừa không phân tán trong nước có thể bị thu giữ và phá hủy để ngăn chặn sự ăn mòn. Một phương pháp tiêu hủy là sử dụng tia UV ở bước sóng dài hơn, 254 nm, kết hợp với việc sử dụng chất xúc tác hoặc than hoạt tính dạng hạt.

Ozone và các đặc tính của nó

Ozone là một chất khí rất hăng, có trong tự nhiên với tính chất oxi hóa mạnh (phản ứng mạnh). Ozone có lịch sử rất lâu đời được sử dụng an toàn trong khử trùng nước thành phố, nước xử lý, nước uống đóng chai và bể bơi. Các ứng dụng gần đây hơn bao gồm xử lý nước thải, nước thải từ sữa và lợn, tháp giải nhiệt, hệ thống và thiết bị nước bệnh viện, bể cá và nuôi trồng thủy sản, công viên giải trí dưới nước, spa công cộng và trong nhà. Trong nước sạch, có thể uống được, không có mảnh vụn hữu cơ và các hạt đất, ozone là chất khử trùng hiệu quả cao ở nồng độ 0,5 đến 2 ppm (1 mg / L = 1 ppm).

Ozone đễ phân rã thành oxy phân tử và oxy nguyên tử do đó, chúng có tính oxy hóa khử mạnh

Ozone hầu như không hòa tan trong nước (0,00003g / 100mL) ở 20 ^∘C và khả năng phân tán hiệu quả là điều cần thiết cho hoạt động kháng khuẩn. Hoạt động khử trùng của Ozone chỉ bị ảnh hưởng nhẹ ở độ pH của nước từ 6 đến 8,5. Ozone có tính ăn mòn cao đối với thiết bị và gây chết người khi tiếp xúc lâu dài với nồng độ trên 4 ppm. Ozone có thể dễ dàng phát hiện bằng mùi của con người ở mức 0,01 đến 0,04 ppm. Giới hạn ôzôn tiếp tục tiếp xúc là 0,1 ppm trong khoảng thời gian 8 giờ và 0,3 ppm trong khoảng thời gian 15 phút. Ở 1 ppm, ozon có mùi hắc khó chịu và gây khó chịu cho mắt và cổ họng.

Ozone cũng rất không ổn định trong nước và bị phân hủy thành oxy trong thời gian rất ngắn. Ít hơn một nửa hoạt tính vẫn còn sau 20 phút trong nước tinh khiết và có thể chỉ còn lại 2 đến 3 phút trong nước uống phức tạp hơn. Trong nước đóng gói sau thu hoạch hoặc nước chế biến mới cắt, có đất lơ lửng và chất hữu cơ, thời gian bán hủy của hoạt động ôzôn có thể ít hơn một phút. Nhiệt độ nước thấp hơn kéo dài thời gian bán hủy của ôzôn. Các yếu tố cấu thành chất lượng nước cụ thể; tăng độ kiềm, hàm lượng sắt và mangan hòa tan, hydro sulfua, axit humic và các hợp chất hữu cơ hòa tan sẽ làm chậm quá trình hình thành dư lượng ozone có thể phát hiện được trong nước và làm giảm thời gian bán hủy biểu kiến ​​của ozone. Do độ ổn định thấp, duy trì nồng độ hiệu quả của ôzôn hòa tan để khử trùng vi sinh vật bằng cách sử dụng tạo ôzôn từ xa và bơm vào hệ thống nước tập trung, như được thực hiện với clo và điôxít clo, đã tỏ ra khó hoặc không thực tế. Tuy nhiên, độ ổn định thấp này là một trong những lợi ích được nhận thấy của ozone như một chất khử trùng.

Hiệu quả của ozone để giảm số lượng vi sinh vật bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố như nhiệt độ và nồng độ ozone. Nhiệt độ càng thấp thì khả năng hòa tan của ozon trong nguyên liệu càng cao do đó có nhiều thời gian để tiêu diệt vi sinh vật. Điều này có nghĩa là tiếp xúc với vật liệu ozone càng lâu thì nồng độ ozone hòa tan càng nhiều và có cơ hội tiêu diệt các vi sinh vật.

Tính an toàn của ozone

Việc áp dụng ozone trong chế biến thực phẩm đặc biệt như một chất kháng khuẩn khi tiếp xúc trực tiếp đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận. Ozone là chất oxy hóa có tác dụng chống lại và làm giảm các vi sinh vật gây bệnh ở nồng độ thấp và thời gian tiếp xúc ngắn. Quá trình ozon hóa không có dư lượng độc hại trên sản phẩm thực phẩm sau khi tiếp xúc với ozone và sản phẩm thực phẩm. Trong khi đó, trong quá trình này, ozone là một loại khí độc và có khả năng gây ảnh hưởng đến người bệnh nếu hít phải ở nồng độ cao. Các triệu chứng nhiễm độc bao gồm ngứa rát mũi và cổ họng đối với nồng độ ôzôn 1-2 ppm và thời gian tiếp xúc 3-6 giờ. Mức ôzôn hơn 50 ppm sẽ gây tử vong cho cơ thể con người.

Để sử dụng cho mục đích thương mại, ozone phải được sản xuất tại chỗ và nó được phân loại là GRAS (thường được công nhận là an toàn) cho các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm ở Hoa Kỳ. Sản phẩm của quá trình suy giảm ozon là oxy; do đó, nó không để lại dư lượng trên các mặt hàng đã qua xử lý. Có những lợi ích khác có thể hình dung được đối với ozone, chẳng hạn như khử độc tố nấm mốc.

Ứng dụng ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm

1. Xử lý ozone trên rau và trái cây

Theo truyền thống, xử lý bằng ôzôn trong ngành công nghiệp chế biến rau quả đã được thực hiện để khử nhiễm bề mặt của toàn bộ trái cây và rau quả bằng cách xử lý khí hoặc rửa bằng nước có ôzôn. Một số nghiên cứu đã được báo cáo liên quan đến việc đánh giá quá trình xử lý ozon hóa đối với trái cây và rau quả. Barth và cộng sự đã đánh giá mức độ tiếp xúc với ozone để ngăn ngừa sự phân hủy của nấm trên quả mâm xôi đen không gai. Trái cây được thu hoạch và bảo quản trong 12 ngày ở 2 ^∘ C trong ôzôn 0,0, 0,1 và 0,3 ppm, sau đó được đánh giá về sự thối rữa của nấm (Botrytis cinerea), anthocyanines, màu sắc và hoạt động của peroxidase. Kết quả cho thấy việc bảo quản bằng ozone có thể ngăn chặn sự phát triển của nấm trong 12 ngày, trong khi 20% số trái cây đối chứng có dấu hiệu thối rữa. Quả được xử lý không cho thấy tổn thương khuyết tật có thể quan sát được. Trong khi đó Kondo et al báo cáo giảm hơn 90% tổng số lượng vi khuẩn khi xử lý cải bắp Trung Quốc bằng nước ozon hóa (2,3 mg / L) trong 60 phút. Whangchai, Saengnil, Uthaibutra đã quan sát ảnh hưởng của ozone lên quần thể vi sinh vật bề mặt đối với sự thối rữa của nhãn và sau thu hoạch. Họ báo cáo rằng xông hơi bằng ozone ở 200 μ L. L ^-1 đã ức chế hiệu quả sự phát triển của Lasiodiplodia sp và hoàn toàn ức chế sự phát triển củaCladosporium sp. Quả nhãn tiếp xúc với ozone trong 60 phút có lượng vi sinh vật giảm mạnh nhất. Trong một loại trái cây khác, Botondi et al báo cáo rằng ozone có thể làm giảm 50% nấm và men trong rượu nho. Sốc khử trùng ozone (1,5 g / h) trong 18 giờ trước khi khử nước nho có thể được sử dụng để giảm số lượng vi sinh vật trong quá trình khử nước mà không ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol và carotenoid. Xử lý bằng ôzôn để bảo quản rau theo báo cáo của Musaddad, việc ngâm súp lơ mới cắt trong nước bình thường (không có ozone) có thể làm giảm vi sinh vật 0,75 log CFU / g. Việc sử dụng nước ozone với 0,5 ppm và 1,0 ppm làm giảm tổng số vi sinh vật nhiều hơn, là 1,08 log CFU / g và 1,09 log CFU / g. Trong khi đó, nghiên cứu được thực hiện bởi Rodger et al đang sử dụng nước ozone với nồng độ ban đầu là 1,3 ppm. Sau khi cho rau diếp vào, ozone được thổi vào bát trong 3 phút, dẫn đến 1,2 log CFU / g vi sinh vật trung bì và 1,8 log CFU / g vi sinh vật hướng thần bị vô hiệu hóa. Trong khi đó, ứng dụng ozon hóa trên ớt đỏ tiếp xúc với một số nồng độ ozone khác nhau và thời gian xử lý đã được báo cáo bởi Setiasih et al. Phương pháp điều trị được sử dụng là ớt đỏ không ngâm trong nước và ớt đỏ ngâm trong nước ion hóa 1,9 ppm trong 5 phút. Kết quả cho thấy rằng ngâm trong nước ion hóa có thể giảm 13,35% giảm trọng lượng, 9,64% hoàn toàn vi sinh vật, 14,44% tỷ lệ thay đổi độ cứng, 51,42% thuốc trừ sâu, không ảnh hưởng đến tỷ lệ suy giảm vitamin C và có thể duy trì độ sáng của màu sắc, độ ẩm và các đặc điểm cảm quan (màu sắc, kết cấu và hình dáng tổng thể).

Bảo quản thực phẩm trong môi trường có ozone giúp tăng thời hạn sử dụng

Ozone tiêu diệt vi sinh vật bằng cách oxy hóa các thành phần tế bào như nhóm sulfhydryl của axit amin trong các enzym và oxy hóa màng tế bào. Tiếp xúc lâu hơn với ozone sẽ làm hỏng màng tế bào. Các sợi nấm xâm nhập vào quả qua lớp màng thịt, làm cho quả dễ bị thối rữa. Nghiên cứu được thực hiện bởi Karaca và Veliough cho thấy rằng xoài ngâm trong nước bị ozon hóa làm tăng giảm lượng đường, tổng chất rắn hòa tan và độ axit khi thời gian ngâm lâu hơn. Trong khi đó, hàm lượng vitamin C, các đặc tính vật lý như màu sắc, hương vị và độ mềm giảm theo thời gian ngâm. Những thay đổi này có thể là do khả năng ôxy hóa vitamin. Tuy nhiên, nó cho thấy các kết quả khác nhau và cho thấy rằng việc ngâm xoài trong nước ozon dẫn đến các giá trị tổng độ axit, tổng lượng cacbohydrat hòa tan, vitamin C và hàm lượng flavonoid cao hơn. Các tác giả lập luận rằng quá trình ozon hóa có thể thúc đẩy căng thẳng dẫn đến tốc độ hô hấp cao hơn, do đó làm tăng khả năng hòa tan của dự trữ polysaccharide. Quá trình oxy hóa cũng có thể gây ra căng thẳng tổn thương cho tế bào, dẫn đến tăng hàm lượng vitamin C.

Ảnh hưởng của ozone đối với các đặc tính hóa học phisico rõ ràng là phụ thuộc vào liều lượng. Rõ ràng là từ nghiên cứu về đu đủ của Ong et al rằng xông hơi ozone ở mức 5 ppm có thể làm giảm tốc độ hô hấp và làm chậm quá trình chín so với đối chứng. Tuy nhiên, nồng độ ôzôn cao hơn dẫn đến sản sinh nhiều ethylene hơn và làm tổn thương mô. Điều này có nghĩa là cần có mức ozone thích hợp để kích hoạt cơ chế bảo vệ chống oxy hóa và kéo dài thời hạn sử dụng của trái cây. Nghiên cứu trên dứa cắt tươi, chuối pisang mas và ổi cho thấy tác dụng khác nhau về vitamin C, tổng số phenol và flavonoid. Việc tiếp xúc với ozone dạng khí có thể làm tăng hàm lượng polyphenol và tổng hàm lượng flavonoid trong quá trình xử lý trong thời gian 20 phút đối với dứa và chuối, trong khi khoảng 10 phút đối với sự gia tăng hàm lượng flavonoid của ổi. Tuy nhiên, sự gia tăng tổng phenol và flavonoid trong những loại trái cây đó với thời gian xử lý tăng lên có thể làm ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C cho thấy hàm lượng giảm khi thời gian xử lý tăng lên. Để khuếch đại lợi ích của việc xử lý bằng ozone, sẽ rất thuận lợi nếu kết hợp phương pháp điều trị với một phương pháp khác là Whangchaiet al đã thực hiện bằng cách kết hợp xử lý với axit hữu cơ. Người ta thấy rằng quả nhãn được xử lý bằng ozon kết hợp với axit oxalic hoặc axit xitric sẽ ít bị hóa nâu hơn và giảm polyphenol oxidase.

2. Xử lý ozone trên các sản phẩm thịt

Thân thịt bò có khả năng bị nhiễm phân qua quy trình thay băng thông thường. Vì những vi khuẩn này có thể bao gồm mầm bệnh, nên cần quan tâm đến việc áp dụng các phương pháp điều trị kháng sinh, như ozon hóa thân thịt bò để loại bỏ bất kỳ sự ô nhiễm phân và mầm bệnh nào có thể có. Greer và Jones đã đánh giá tác động của việc xử lý bằng ôzôn dạng khí đối với cấu hình hư hỏng của vi khuẩn thân thịt bò và chất lượng thịt và sự co rút của thân thịt. Họ đặt một bên thân thịt bò vào một máy làm lạnh được cung cấp tạo ozone liên tục và so sánh các phát hiện với cách làm lạnh thông thường. Họ phát hiện ra rằng sự phát triển của vi khuẩn psychrophic bị chậm lại trên bề mặt thân thịt khi ở trong khí quyển ozone. Tuy nhiên, xử lý thân thịt bằng bầu không khí ozone không làm giảm sự phát triển của vi khuẩn trên miếng bít tết từ những thân thịt này. Việc giảm thiểu mầm bệnh do vi sinh vật gây ra là rất quan trọng trên bề mặt thân thịt và mô để cải thiện độ an toàn của các vết cắt nguyên vẹn, toàn bộ cơ bắp. Tuy nhiên, việc giảm thiểu vi sinh vật gây bệnh trên thịt bò vụn dùng cho thịt bò xay cũng rất quan trọng và là một thách thức rất lớn.

Stivarius và cộng sự đã đánh giá tác động của ôzôn ở các mức độ tiếp xúc khác nhau và của clo điôxít như các phương pháp xử lý cắt tỉa thịt bò đối với các đặc điểm vi sinh vật thịt bò xay. Để thực hiện nghiên cứu, họ đã cấy vi khuẩn E. coli và S. typhimurium vào thịt bò. Thịt bò sau đó được xử lý bằng nước ozon hóa 1% trong 7 phút hoặc 15 phút, hoặc với 200 ppm clo dioxide, và so sánh với đối chứng. Thịt bò xay sau đó được sản xuất từ ​​thịt bò, đóng gói và đưa vào các cửa hàng bán lẻ mô phỏng trong tối đa 7 ngày. E. coli, S. typhimurium, đếm coliform và đĩa hiếu khí được thực hiện trên thịt bò xay trong quá trình trưng bày. Kết quả cho thấy rằng quá trình xử lý bằng ozone trong 15 phút đối với thịt bò có hiệu quả trong việc giảm tất cả các vi sinh vật được đo trong thịt bò xay, trong khi xử lý bằng ozone trong 7 phút làm giảm đáng kể số lượng đĩa hiếu khí và S. typhimurium.

Ozone đã được sử dụng như một tiền xử lý trước khi nấu để xác định bất kỳ hoạt động hiệp đồng nào đối với việc khử vi sinh vật. Novak và Yuan xử lý bề mặt thịt bò với ozone tiếp theo nấu ăn tại 45-75 ^∘C Các tác giả báo cáo một log CFU / greduction trong enterotoxin sản xuất chủng 1-2 C. perfringens . Hơn nữa, người ta cũng quan sát thấy sự giảm số lượng bào tử, nhưng chỉ thu được một mức giảm rất thấp, chứng tỏ rằng bào tử có khả năng chống lại ozone cao hơn nhiều so với xử lý nhiệt. Các tác giả kết luận rằng xử lý bằng ôzôn tiếp theo là xử lý nhiệt cho phép giảm nhiệt độ đun nấu mà thông thường sẽ không làm giảm nhiệt độ tự nó. Ozone cũng đã được đánh giá về hiệu quả chống lại L. Monocytogenestrong các sản phẩm ăn liền như giăm bông. Jhala và cộng sự đã báo cáo về tác động của ozone và một vi khuẩn từ vi khuẩn Propionibacterium shermanii đối với L. monocytogenes trong thịt giăm bông nấu chín và chế biến sẵn để ăn liền. Họ đã báo cáo một hoạt động hiệp đồng giữa ozon (0,2–1,0 ppm) và bacteriocin, gây ra sự bất hoạt khi giảm tới 3 log của L. monocytogenes. Ozone đã được chứng minh là có thể làm giảm mức độ vi sinh vật trên các vết cắt và vết cắt trên da đỏ. Mặc dù có thể có một số cơ chế liên quan đến phương thức hoạt động của ôzôn chống lại hệ vi sinh, một trong số đó là khả năng ôxy hóa của ôzôn. Ozone có tiềm năng oxy hóa cao (−2,07 V) và do đó đặt ra một số thách thức riêng để duy trì chất lượng thịt. Cụ thể, quá trình oxy hóa trong hệ thống thịt có thể ảnh hưởng đến màu sắc của thịt và các đặc tính ổn định lipid. Oxymyoglobin là sắc tố chủ yếu gây ra màu đỏ của thịt. Khi chịu các điện thế oxy hóa, sắc tố này có thể trở lại dạng sắc tố bị oxy hóa, metmyoglobin, có màu nâu. Bởi vì người tiêu dùng thường liên hệ sự tươi mới với màu đỏ. Ngoài việc gây ra các tác động tiêu cực đến hóa học sắc tố thịt, quá trình oxy hóa cũng có thể có tác động đến sự ổn định của lipid. Quá trình oxy hóa lipid có thể dẫn đến các thuộc tính chất lượng bất lợi của thịt. Và bởi vì ozone là một chất oxy hóa mạnh, điều này có thể gây lo ngại về chất lượng thịt trong các sản phẩm được xử lý bằng ozone nếu không được cẩn thận.

Ozone xử lý nhiều loại vi sinh vật gây hại tồn tại trên bề mặt thực phẩm

3. Xử lý ozone trên thực phẩm dạng lỏng

Ozone cũng được áp dụng để đảm bảo an toàn cho các sản phẩm thực phẩm bao gồm một số thực phẩm dạng lỏng như sữa và nước trái cây, nơi chứa trên 80% là nước. Ozon hóa trong một số thực phẩm dạng lỏng bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như nhiệt độ, thời gian lưu, nồng độ ozone, độ pH. Ở nhiệt độ cao, điện trở và sự tồn tại của ozone trong nước bị giảm. Thời gian lưu của ozone trong nước ở nhiệt độ 25 ^∘C là 15 phút, trong khi ở nhiệt độ 35 ^∘ C là 8 phút. Thời gian lưu giữ của ozone trong nước giảm khi nhiệt độ nước tăng lên. Trong khi đó, nước có pH axit có thể ức chế sự phân hủy của ozone, do pH thấp chứng tỏ độ kiềm cao, do đó có thể làm tăng thời gian lưu của ozone. Nồng độ ozon và thời gian lưu của nó có vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu quả của quá trình ozon hóa. Thời gian ozon hóa là khoảng thời gian cần thiết của ozon để làm bất hoạt vi sinh vật trong môi trường như nước hoặc thực phẩm dạng lỏng. Nồng độ và thời gian áp dụng được sử dụng để tính toán lượng chất khử trùng cần thiết và để xác định hiệu quả của chất khử trùng cụ thể trong việc tiêu diệt vi sinh vật trong thực phẩm lỏng.

Nồng độ ozone được sử dụng để khử hoạt tính của vi sinh vật trong môi trường nước hoặc thực phẩm dạng lỏng là khoảng 0,5 đến 4,0mg / L. Đối với E. coli và Streptococcus được tìm thấy trong sữa, ở pH 7,0 và nhiệt độ 25^∘ -30 ^∘C, nồng độ ôzôn 0,01 mg / L đủ cao để bất hoạt vi sinh vật đó. Ozone sẽ phản ứng với tất cả các tế bào nguyên sinh chất bằng cách hoạt động như một chất oxy hóa. Ozone sẽ tấn công trực tiếp vào các lớp bề mặt của vi khuẩn, oxy hóa sulfhydryl của enzyme, hoặc oxy hóa lipoprotein và lipopolysaccharide là lớp bên trong của vi khuẩn gram âm. Quá trình này dẫn đến phá vỡ hàng rào bảo vệ tính thẩm thấu của tế bào, do đó tế bào trở nên tê liệt. Chỉ 1% E. coli và Streptococcus còn lại sau khi tiếp xúc với 0,8 mg / L ozone trong 60 giây. Hơn nữa, Cavalcante và cộng sự phát hiện ra rằng sữa tươi nguyên liệu được nghiên cứu cho thấy chất lượng vi sinh thích hợp và quá trình ozon hóa trong 15 phút có thể làm giảm 0,5 đến 1 phần thập phân trong hệ thực vật bản địa của sữa. Bổ sung, không có thay đổi nào về các chỉ tiêu hóa lý của sữa. Do đó, các kết quả cho thấy quá trình ozon hóa có thể được sử dụng như một phương pháp thay thế để giảm tải lượng vi sinh vật trong sữa tươi nguyên liệu, cải thiện chất lượng và tăng thời hạn sử dụng sữa trước khi xử lý nhiệt. Dư lượng của ozone là chất độc đối với tất cả các loại vi sinh vật, nhưng ozone dễ dàng phân hủy sinh học. Ôzôn chỉ tồn tại trong vài phút trong vật liệu nền là nước để phần còn lại của ôzôn đã biến mất và vô hại đối với các sinh vật sử dụng chúng.

Kết luận

Mỗi hàng hóa nông sản là duy nhất về cả vi sinh vật và hóa lý cũng như cách xử lý. Hầu hết các hoạt động và cơ sở chế biến thực phẩm là duy nhất ở cách họ rửa hàng hóa nông sản thô của mình trước khi chế biến hoặc đóng gói thêm. Ứng dụng ozone đã được chứng minh là làm giảm số lượng vi khuẩn trong một số loại trái cây, rau, thịt bò, và các sản phẩm gốc lỏng và có tác dụng làm chất khử trùng thông thường. Các phương pháp và nồng độ ôzôn được sử dụng để giảm số lượng vi sinh vật trong nông sản có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện của môi trường. Sự bất hoạt của vi sinh vật bằng ozon chủ yếu là do màng tế bào bị vỡ. Tuy nhiên, do ôzôn chỉ tồn tại trong vài phút trong môi trường nên ôzôn có khả năng được ứng dụng làm chất khử trùng cho nhiều loại nông sản.

Nguồn: knepublishing.com