استفاده از ازن در صنایع غذایی

توسط سارا طباطبایی کاربردهای اوزون بدون دیدگاه

چکیده

اوزون یک اکسیدان و ماده‌ی ضدعفونی‌ قوی می‌باشد. استفاده از اوزون در صنایع غذایی می‌تواند فواید بسیاری را در بر داشته باشد. زمینه‌های کاربردی بی‌شماری از اوزون در صنایع غذایی یافت می‌شود؛ مانند بهداشت سطوح غذایی، پاک‌سازی تجهیزات کارخانه‌های مواد غذایی، بهره‌گیری مجدد از فاضلاب، کنترل آفات در مواد نگهداری‌شده و ضدعفونی مواد بسته‌بندی شده. اوزون نوعی عملکرد ضد میکروبی علیه باکتری‌ها، قارچ‌ها، انگل‌ها و ویروس‌ها دارد. استفاده از اوزون به دلیل حداقل ایجاد باقی‌مانده (نزدیک به صفر) بر محصولات و عدم نیاز به هوادهی جهت خروج گاز، توجهات را به خود معطوف نموده است. این استقبال با تصویب دولت آمریکا مبنی بر به کارگیری بی‌خطر اوزون، در فازهای گازی و آبی به عنوان یک ماده‌ی ضد میکروب برای غذا، همراه شد. مقاله‌ی پیش رو، مطالب در دسترس مربوط به نابودسازی میکروبی، خواص غذایی و قابلیت کاربرد اوزون بالاخص در صنایع غذایی را ارائه خواهد داد.

مقدمه

مصرف‌کنندگان به صورت رو به رشدی از بیماری‌ها و خطرات ناشی از غذا آگاه هستند. صنایع غذایی، منابع و تخصص‌‌های قابل ملاحظه‌ای را به تولید محصولات سالم و ایمن در راستای برآوردن انتظارات مصرف‌کننده، متمرکز می‌کنند. تولید غذای سالم عبارت است از: بررسی مواد در حال ورود به چرخه‌ی غذایی، سرکوب رشد میکروبی و کاهش عوامل بیماری‌زای ناشی از غذا به واسطه‌ی فرآوری (که از آلودگی‌های پس از فرآوری جلوگیری می‌کند). حضور واحدهای عملکردی فرآورنده، با هدف از بین بردن میکروب‌ها جهت دستیابی به ایمنی و پایداری غذایی، از اهمیتی اساسی برخوردار است. در حالت کلی، تصفیه‌ی حرارتی مرسوم برای پاستوریزه و یا استرلیزه کردن غذا، به قیمت تحت شعاع قرار گرفتن حساسیت و کیفیت غذایی تمام می‌شود. از آنجا که مصرف‌کنندگان به شکل فزاینده‌ای باور بر این مسئله دارند که غذای تازه همواره از غذای تصفیه‌شده‌ی حرارت دیده، سالم‌تر است، صنایع نیازمند به یافتن فناوری جایگزین به منظور حفظ هر چه بیشتر تازگی، ایمنی و ثبات ذخیره‌ی مواد غذایی، هستند.

برای فناوری‌های ضدعفونی کنونی، حفظ کیفیت و بهبود ایمنی کالاهای تازه‌ی کشاورزی امری حیاتی است. این فناوری‌ها، به سبب شیوع بیماری‌های اخیر در ایالات متحده و بسیاری از کشورهای اروپایی، قادر به برآوردن انتظارات مصرف‌کننده نبوده اند. ایمنی محصولات که عمدتا با تصفیه توسط کلر انجام می‌گیرد، اخیرا به دلیل شیوع مکرر بیماری‌های مرتبط با این محصولات، مورد تردید است. معمولا ضدعفونی‌ کننده‌های شیمیایی نظیر کلر و هیپوکلریت به عنوان مواد پاک‌ساز در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تصفیه با 50 تا 100 ppm محلول‌های کلر آزاد، منجر به کاهش آلودگی‌های اولیه در سبزیجات می‌شود؛ اما، این سطح از ماده‌ی پاک‌کننده می‌تواند باعث تغییر رنگ و یا از بین رفتن طعم در محصولات تازه شود. غذا و مواد وابسته به آن، در صورت تصفیه با اوزون، ممکن است احتمال پیشرفت سرطان را افزایش داده و بسیاری از دیگر موارد مربوط به سلامتی را تحت تاثیر قرار دهد.

فرآوری با فشار بالا، میدان پالس الکتریکی و نور پالس با شدت بالا، نمونه‌هایی از فناوری‌های نوظهور هستند. در حال حاضر، توجهات بر اوزون به عنوان یک پاک‌کننده‌ی قدرتمند که قابلیت برآوردن انتظارات صنعت را داراست، معطوف شده است. اوزون به صورت یک ضدعفونی کننده‌ی قوی، کاربردهای گسترده‌ای در بسیاری از عملیات‌های مستقیم و غیرمستقیم مبتنی بر غذا و عملکردهای متنوع محیطی دیگری را به خود اختصاص داده است. اوزون در نقش یک اکسیدان، به دلیل مزایای آن در قیاس با فناوری‌های مرسوم نگهداری غذا و ویژگی‌های ضد میکروبی فوق‌العاده‌ی خود، کاربرد‌های بالقوه‌ی بی‌شماری نیز دارد.

استفاده از اوزون

اوزون یک پاک‌کننده‌ی موثر جایگزین کلر با خواص ضد میکروبی عالی می‌باشد که قادر است هاگ‌های باکتریایی، کپک‌های قارچی، مخمرها، کیست‌های تک‌سلولی و ویروس‌ها را با غلظت نسبی کم و مدت زمان در معرض قرارگیری کوتاه به هنگام اعمال بر سوسپانسیون‌های سلولی خالص، غیرفعال کند. اوزون تقریبا بر تمامی انواع غذا در طول ذخیره‌سازی و فرآوری، جهت بهبود ایمنی و افزایش ماندگاری این محصولات آزمایش شده است. قابلیت اوزون در غیرفعال کردن میکروب‌های گیاهی متغیر است؛ با این حال در برخی موارد، اوزون میکروب‌های گیاهی مواد غذایی را تا بیش از 5 واحد لگاریتمی (99.999 درصد) کاهش می‌دهد.

اوزون نه تنها آلودگی‌های میکروبی را غیرفعال می‌کند، بلکه مقادیر آفت‌کش‌هایی نظیر آزین ‌فسفومتیل، کاپتان (نوعی از بین برنده‌ی قارچ)، فورمتانات- هیدروکلرید و اتیلن‌اتویوره بر محصولات تازه را نیز کاهش می‌دهد. اوزون‌زنی منجر به کاهش مقدار نیاز شیمیایی (COD) و نیاز بیولوژیکی (BOD) اکسیژن آب مصرفی جهت شست‌وشو و فرآوری می‌شود. بنابراین، بهره‌گیری از اوزون سبب به حداقل رساندن انباشت زباله‌های غیر ارگانیک در محیط خواهد شد. علاوه بر این، تجزیه‌ی سریع آن به اکسیژن و عدم ایجاد باقی ‌مانده‌های سمی، باعث شده است که اوزون به عنوان یک پاک‌کننده‌ی مطلوب سازگار با محیط شناخته شود. در نتیجه، این مقاله، مروری بر نابودسازی میکروب‌ها، ویژگی‌های غذایی و قابلیت استفاده‌ی اوزون، کاربردهای غذایی، مسائل مربوط به مقررات، محدودیات و سمیت اوزون خواهد داشت.

نابودسازی میکروب‌ها

اگرچه که اوزون علیه میکروارگانیسم‌ها در سوسپانسیون‌های سلولی خالص بسیار کارآمد است اما بعید است که به صورت مستقیم در غذاهایی که حاوی موادی با نیاز بالا به اوزون می‌باشند، مورد استفاده قرار گیرد. ترکیبات ارگانیک این نوع غذاها بر سر دریافت اوزون با میکروارگانیسم‌ها وارد رقابت شده و بنابراین، ممکن است دوزهای زیادی از آن جهت از بین بردن موثر میکروب‌ها، لازم باشد.

اوزون چه در حالت گازی و چه آبی، در برابر تعداد بی‌شماری از باکتری‌ها، کپک‌های قارچی، مخمرها، انگل‌ها و ویروس‌ها در یک دوز کم با مدت زمان تماس کوتاه موثر واقع می‌شود. حساسیت اوزون می‌تواند بسته به نوع میکروارگانیسم متفاوت باشد. اخیرا اوزون علیه سلول‌های گیاهی گرم مثبت، هاگ‌های باکتریایی، کپک conidiospore و مخمر ascospore که عمدتا از میوه‌ها (اصطلاحا آب‌ میوه‌های فاسدشده) جدا می‌شوند، آزمایش شده‌ است. چندین پژوهشگر دریافته اند که هاگ‌های باکتریایی بیشترین مقاومت و سلول‌های گیاهی باکتریایی بالاترین حساسیت را در برابر اوزون از خود نشان می‌دهند. در میان 8 نوع Bacillus spp. مورد بررسی (نوعی هاگ هوازی) هاگ‌های B.stearothermophilus مقاوم‎ترین و در عین حال، هاگ‎های B.cereus حساس‌ترین نسبت به اوزون بوده اند.

وضعیت فیزیولوژیکی میکروارگانیسم‌های تصفیه‌شده ممکن است بر حساسیت آن‌ها نسبت به اوزون تاثیرگذار باشد. سلول‌ها در فاز نمایی در قیاس با فاز ثابت، مقاومت کمتری از خود نشان می‌دهند. مقاومت میکروارگانیسم‌های گیاهی طبیعی بر غذا نسبت به اوزون، بیشتر از آن‌هایی است که عمدتا در آزمایشگاه کشت می‌شوند.

ET.Ryser تاثیر پاک‌کننده‌ها بر آلودگی‌های طبیعی و مصنوعی محصولات را مورد قیاس قرار داد. در مطالعات مربوط به تلقیح تولید (مصنوعی)، 3 ppm اوزون به مدت 5 دقیقه، جمعیت میکروبی را تا 5 واحد لگاریتمی کاهش داد. در مقابل، از جمعیت‌هایی با پیش‌زمینه‌ی طبیعی، با تصفیه‌ی مشابه، عموما تا 3 واحد لگاریتیمی کاسته شد. سلول‌های میکروبی خشک در برابر حالت گازی اوزون، بسیار مقاوم هستند.

اوزون سبب آسیب رساندن به ترکیبات سلولی زیر می‌شود:

چربی‌های غیراشباع در پوشش سلول میکروبی
لایه‌ی لیپوپلی‌ساکاریدهای باکتری‌های گرم منفی
آنزیم‌های داخل سلولی
مواد ژنتیکی میکروبی

تحقیقات اولیه حاکی از آن است که اوزون با غشاهای سلول میکروبی واکنش می‌دهد. اعتقاد بر این است که اوزون منجر به اکسیداسیون چربی‌های موجود در پوشش سلول‌های باکتریایی می‌شود. علاوه بر آن، اکسیداسیون باعث نشت محتوای داخل سلولی، آسیب به مواد ژنتیکی و مرگ سلول می‌شود. اوزون با آنزیم دهیدروژناز، DNA و RNA سلول واکنش می‌دهد.

تحلیل‌های میکروسکوپی الکترونی، آسیب به ساختارهای سلولی پس از تصفیه با اوزون را نشان داد. این آسیب بیشتر در گرم منفی‌ها (P.flurescens و E.coli O157:H7) نسبت به گرم مثبت‌ها (Leuconostoc mesnteroides و Listeria monocytogenes) دیده شد. به هنگام تصفیه با اوزون تحت شرایط مشابه، به نظر آمد که باکتری‌های گرم مثبت، تنها مواد مخاطی بیرون دیواره‌ی سلولی را از دست دادند؛ در حالی که، سلول‌های گرم منفی متمایل به فروپاشی غشای بیرونی سلول و از دست رفتن مایعات و اجزای سلول بودند. بنابراین، اوزون در غلظت‌های کم، موجب آسیب به غشای بیرونی باکتری‌های گرم منفی شده و در نتیجه باعث تغییرات چشم‌گیر در ساختار سلول می‌شود. خسارت‌ کمتر به دیواره‌ی سلولی باکتری‌های گرم مثبت در اثر غلظت‌های مشابه اوزون مشهود بود؛ اما، این عامل سبب آسیب درون سلولی و غیرفعال سازی موثر سلول‌ها شد.

آزمایشات نشان داد که آسیب دیدن میکروارگانیسم‌ها توسط اوزون بسته به نوع آن‌ها، غلظت اوزون و زمان در معرض قرارگیری، متفاوت است. حداکثر آسیب در غلظت‌های محدودی رخ داد. ترکیب اوزون با میدان پالس الکتریکی (PEF) باعث یک اثر کشنده‌ی هم‌افزا در برابر E.coli O157:H7 و L.monocytogenes و تصفیه با ترکیب مذکور موجب آسیب سلولی و به دنبال آن غیرفعال سازی سریع سلول آسیب‌دیده شد.

ویژگی‌های غذایی و قابلیت استفاده از اوزون

کالاها با ترکیبات شیمیایی مختلف، به دوزهای متفاوتی از اوزون جهت پاک‌سازی موثر نیاز دارند؛ به عنوان مثال، گوشت تازه که حاوی چربی زیادی است نسبت به میوه‌ها و سبزیجات که چربی کمتر و کربوهیدرات بیشتری دارند، به مقادیر بالاتری از اوزون نیازمند است. ماهیت سطح غذا به شکل قابل توجهی در تاثیر تصفیه‌ با اوزون نقش دارد. مطالعات حول محور نابودسازی میکروب‌های لاشه‌ی طیور نشان داد که تنها میزان کمی از میکروب لاشه‌ها حین شست‌وشو و اوزون‌زنی از بین می‌رود. میکروارگانیسم‌هایی که اتصال قدرتمندی داشته و آن‌هایی که به مناطق دور از دسترس آزادانه‌ی اوزون متصل هستند، با صرف فرو بردن در آب اوزونی، نابود نمی‌شوند.

بنابراین، هنگامی که اوزون در فرآوری مواد غذایی به کار می‌رود، لازم است که اطمینان از تماس کافی میان ماده‌ی پاک‌کننده و میکروارگانیسم‌های هدف بر روی غذای تصفیه‌شده، حاصل شود. تصفیه با اوزون گازی به منظور کاهش آلودگی در خرابی‌های تلقیحی (مصنوعی) سیب‌ها موثر واقع نمی‌شود. تنها 3.8 میلی‌گرم بر لیتر اوزون آبی به مدت 10 دقیقه لازم است تا هاگ‌های B.cinerea موجود بر سطح گوجه‌ی آسیب‌ندیده را غیرفعال کند اما در مورد گوجه‌ی آسیب‌دیده، غیرفعال سازی هاگ‌ها انجام نمی‌شود. بافت‌های گیاهی و مواد بیوشیمیایی برون سلولی در نواحی آسیب، با اوزون واکنش داده و آن را بی‌اثر می‌کنند. در نتیجه به هنگام تصفیه با اوزون، ترکیب، بافت سطحی، آزادسازی ترشحات، آسیب‌ها و خرابی‌های کالاهای غذایی در نظر گرفته می‌شوند.

کاربرد اوزون در صنایع غذایی

گوشت و مرغ

ماندگاری گوشت و مرغ بستگی به تعداد و تنوع جمعیت میکروبی دارد. محصولات گوشت و مرغ، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زایی نظیر Campylobacter spp.، Salmonella spp.، L.monocytogenes و E.coli را در خود نگه می‌دارند. آلودگی غذایی با این میکروب‌ها می‌تواند طی چندین مرحله در طول زنجیره‌ی غذایی شامل ذبح، دسته‌بندی، ذخیره و توزیع رخ دهد.

طبق مطالعات انجام شده، نتایج گوناگونی مبنی بر آلودگی‌زدایی از گوشت گاو و چربی آن توسط اوزون به دست آمده و همچنین بهره‌گیری از اوزون گازی موجب به حداقل رساندن و یا جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها بر سطح گوشت شده است. محققان بی‌شماری، عملکرد موثر علیه میکروب‌ها و ایمنی اوزون در شست‌وشوی لاشه‌ی پرندگان، سامان دادن به آب چیلر مربوط به آن‌ها و پاک‌سازی تجهیزات جوجه‌کشی را اثبات کرده اند.

باکتری Salmonella enteric که باعث ایجاد Enteritidis در تخم‎مرغ‌های پوسته‌ای می‌شود (نوعی باکتری که نهایتا موجب مسمویت غذایی در انسان‌ها خواهد شد)، پیامدهایی جدی در حوزه‌ی سلامت به دنبال داشته است. در همین راستا، چندین نوع تصفیه‌ی شیمیایی و حرارتی جهت کنترل و یا حذف این عامل بیماری‌زا در تخم‌‌مرغ‌ها، توسعه یافته است. تخم‌مرغ‌های پوسته‌ای به صورت خارجی با باکتری مذکور به تعداد 10⁶ CFU بر گرم (واحد شمارش باکتری‌ها در یک بستر معین) آلوده می‌شوند. تخم‌‌مرغ‌ها با اوزون گازی و یا مایع به مدت 20-1 دقیقه در دمای 25-4 درجه‌ی سانتی‌گراد و فشار 15-0 psi (0-100 کیلوپاسکال) تصفیه می‌شوند. استفاده از اوزون گازی بدون فشار تعداد این باکتری حاضر در پوسته را 2.7-2.2 واحد لگاریتمی کاهش می‌دهد. تخم‌‌مرغ‌های آلوده‌شده با اوزون گازی در مدت 10 دقیقه، دمای 25-22 درجه و فشار 15 psi تصفیه شده و از جمعیت باکتری salmonella موجود در آن‌ها تا بیش از 5 واحد لگاریتمی کاسته می‌شود.

میوه‌ها و سبزیجات

چرخه‌ی تولید مواد غذایی در مراحل مختلفی با منابع چندگانه‌ی بالقوه‌ی ایجاد آلودگی درگیر است. از دلایل عمده‌ی ایجاد آلودگی پیش از کشت میوه‌ها و سبزیجات تازه می‌توان به آبیاری آلوده، کود نامناسب و بهداشت نامطلوب در حین کار اشاره کرد. در طول انجام کشت محصول، بسته‌بندی غیرصحیح، و استفاده‌ی مجدد از آب شست‌وشوی آلوده‌شده، تجهیزات مربوط به فرآوری، وسایل حمل و نقل و آلودگی‌ متقابل از دیگر محصولات در ایجاد خطرات میکروبی مرتبط با میوه و سبزیجات تازه، ایفای نقش می‌کند. همچنین حین برش، خرد و ورقه‌ورقه کردن آن‌ها، از دست رفتن یکپارچگی سطوح می‌تواند منجر به نفوذ و رشد سریع میکروارگانیسم‌ها شود. مثال‌هایی که در ادامه می‌آید، نمونه‌هایی از مطالعات و تلاش‌های موفق جهت پاکسازی محصولات با اوزون است.

خرما و انجیر خشک

اوزون به حالت گازی در سه غلظت (1، 3 و 5 ppm) برای چهار دوره‌ی زمانی (15، 30، 45 و 60 دقیقه) بر میوه‌ی خرمای ایرانی اعمال شده و کاهش کلی تعداد باکتری‌های Coliform و Staphylococcus aureus و نیز نسبت مخمر/کپک بررسی شد. نمونه‌های تصفیه‌شده تعداد کمتری از میکروب‌ها را نسبت به تصفیه‌نشده‌ها نشان دادند. حداقل 1 ساعت تصفیه با اوزون با غلظت 5 ppm موجب کاهش قابل توجه caliform و S.aureusدر خرما می‌شود اما مدت زمان طولانی‌تری جهت حذف تمام باکتری‌های mesophilic و نیز تعداد مخمر/ قارچ لازم است.

در پژوهش‌هایی حول محور سنجش تاثیر اوزون گازی و آب اوزون‌دار بر میکروب‌های گیاهی و میزان aflatoxin B1 (سم سرطان‌زای تولیدشده توسط نوعی قارچ) موجود در انجیر خشک، این میوه به مدت 7.5، 15 و 30 دقیقه در معرض 13.8 میلی‌گرم بر لیتر اوزون گازی و 1.7 میلی‌گرم بر لیتر آب اوزون‌دار قرار گرفت. قبل و بعد تصفیه با اوزون، کپک‌های روی انجیر جدا و شناسایی شدند. در هر دو نوع تصفیه، AMB (باکتری هوازی mesophilic) به صورت کامل غیرفعال نشد؛ در حالی که، باکتری E.coli در 7.5 دقیقه کاملا از بین رفت. شکل coli و مخمر نیز در 7.5 و 15 دقیقه تحت تاثیر آب اوزون‌دار نابود شد. انجیرهای خشکی که به صورت مصنوعی با aflatoxin B1 آلوده شده بودند نیز با اوزون گازی و آب اوزون‌دار به مدت 30، 60 و 180 دقیقه تصفیه شدند. نتایج حاکی از آن بود که جهت کاهش این سم، اوزون گازی از حالت دیگر موثرتر عمل می‌کند.

جوانه‌های یونجه

در سال‌های اخیر، جوانه‌‌های یونجه به دلیل بروز عوامل بیماری‌زا و شیوع بیماری‌های مرتبط، توجهات را به خود جلب نموده اند. تصفیه‌ی این جوانه‌ها با اوزون به مدت 5 دقیقه، بار میکروبی آن‌ها را تا 1.2 واحد لگاریتمی کاهش می‌دهد. دانه‌های یونجه از پیش با اوزون تصفیه شده و شمار میکروب‌ها حین جوانه‌زنی دانه و رشد، مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، جوانه‌ها حین دوره‌ی رشد خود، دوبار در روز با بهره‎گیری از آب اوزون‌دار، آبیاری شدند. شمار میکروب‌های دانه‌ها در ابتدا حدودا 10⁵ CFU در هر گرم بود که تصفیه با اوزون، آن را تقریبا تا 2 واحد لگاریتمی کاهش داد. تفاوت میان دانه‌های تصفیه‌شده و تصفیه‌نشده در طول دوره‌ی رشد کاهش یافته و جمعیت در هر دو گروه بعد از 4 روز دوره‌ی نهفته‌ی دانه، به حدودا 10⁹ CFU در هر گرم رسید. یک تصفیه‌ی نهایی شامل ورود اوزون حباب‌دار به داخل جوانه‌ها برای مدت 2.5 دقیقه، شمار میکروب‌ها را از 10⁹ * 5.0 به 10⁷ * 2.0 CFU در هر گرم رساند.ددر روشی دیگر، جوانه‌ها وارد آب اوزون‌دار (32-30 ppm) شده و 20 دقیقه تحت چرخش قرار گرفتند. میانگین تعداد به 10⁷ * 4.8 CFU در هر گرم کاهش یافت.

کاربرد ازوزن در فراوری آب میوه

زنده‌ماندن باکتری‌ها و قارچ‌های مقاوم به حرارت حین پاستوریزاسیون آب میوه، می‌تواند نگرانی جدی برای فرآوران مرکبات به دنبال داشته باشد. اوزون بالقوه جهت غیرفعال کردن هاگ‌های مقاوم به حرارت در اجزای آب میوه، با نیاز به مقدار کمی از آن، سودمند واقع می‌شود. بنابراین، تاثیر اوزون در برابر هاگ‌های Alicyclobacillus acidocaldarius، Neosartorya fischeri و Zygosaccharomyces bailii که در آب میوه‌ها مشکل‌ساز می‌شوند، در ترکیبات انتخابی آب میوه مورد بررسی قرار گرفت. اجزای آب میوه، شربت ذرت با فروکتوز (شکر میوه) بالا (HFCS)، کنسانتره‌ی آب پرتقال (OJC) و کنسانتره‌ی آب آناناس (PJC) همراه با سلول و یا هاگ‌ها (10⁷ CFU در هر میلی‌لیتر)، با اوزون گازی تصفیه شدند. حساسیت هاگ‌ها به اوزون بسته به نوع هاگ و اجزای آب میوه متغیر بود. غیرفعال کردن هاگ‌های A.acidocaldarius تا 5 واحد لگاریتمی، به ‌ترتیب نیازمند 0.31، 0.28 و 0.41 میلی‌گرم اوزون در هر میلی‌لیتر از سوسپانسیون هاگ‌ها در HFCS، OJC و PJC بود. دوز لازم اوزون برای غیرفعال کردن هاگ‌های N.fischeri، 0.51-0.12 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر (وابسته به اجزای آب میوه) بود. در راستای دستیابی به کاهش 5 واحد لگاریتمی هاگ‌های Z.bailii نیز بسته به اجزای آب میوه 0.24-0.04 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر اوزون نیاز بود. غیرفعال کردن هاگ‌های Z.bailii توسط اوزون در HFCS سریع‌تر از سایر ترکیبات آب میوه رخ داد علی‌رغم آنکه مواد جامد بیشتری نسبت به سایرین داشت. در نتیجه، دوز 0.04 تا 0.5 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر از اوزون منجر به کاهش 5 واحد لگاریتمی A.acidocaldarius شده و هاگ‌های N.fischeri، 4-3 برابر هاگ‌های Z.bailii در برابر اوزون مقاومت دارند. به نمونه‌های آب سیب با غلظت 4.8-1 درصد وزنی، به مدت 10-0 دقیقه اوزون زده شد و چنین مشاهده شد که رنگ، ویژگی‌های رئولوژیکی (مربوط به خواص سیال) و ترکیب فِنُل (C6H6O) آن به صورت قابل توجهی تحت تاثیر قرار گرفت.

سیب

سیب‌ها در معرض آلودگی با میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای موجود در مزارع قرار دارند. استفاده از سیب آلوده‌ جهت تولید آب سیب پاستوریزه‌نشده و شراب سیب منجر به ایجاد مسمومیت غذایی ناشی از باکتریE.coli O157:H7 می‌شود. در یک پژوهش، پیش از تصفیه با یک محلول آبی حاوی 28-21 میلی‌گرم بر لیتر اوزون، سیب‌ها با این باکتری (به صورت مصنوعی) تلقیح شدند. شست‌وشوی سیب‌ها در اوزون حباب‌دار نسبت به فرو بردن در آب از پیش اوزون‌دار شده حین آلودگی‌زدایی و تصفیه‌ی سیب‌ها، موثرتر واقع شد. حداکثر کاهش سطحی باکتری در قیاس با گروه کنترل باکتری‌های تلقیحی E.coli شسته نشده، 3.7-2.6 واحد لگاریتمی بود. با این حال، میزان کاهش باکتری توسط تصفیه با اوزون در محدوده‌ی ساقه، کمتر از 1 واحد لگاریتمی بود.

کاهو، اسفناج و جعفری

در پژوهشی، آزمایشات و نتایج مبنی بر تاثیر تصفیه با اوزون و یا کلر بر آلودگی‌های طبیعی در کاهوی تازه با یکدیگر مقایسه شد. اوزون (به میزان 1.3 میلی‌مولار) و کلر (1 میلی‌مولار) باکتری‌های mesophilic و psychrotrophic را در 3 دقیقه تا 1.4 و 1.8 واحد لگاریتمی غیرفعال کردند. به همین ترتیب در آزمایشی دیگر، کاهوی خردشده توسط اوزون گازی و یا مخلوط شده با محلول آبی اوزون (به نسبت وزنی 1 به 20) با و بدون حباب تصفیه شد. نتایج نشان داد که اوزون گازی حباب‌دار در آب همراه با هم‌زدن و ایجاد چرخش در محلول، تاثیرگذارترین روش اوزون‌زنی برای کاهوی خردشده می‌باشد. اخیرا در یک تحقیق، پی بردند که استفاده از 2 ppm تصفیه با آب اوزون‌دار به مدت 2 دقیقه، شرایط بهینه در راستای فرآوری و ضدعفونی کردن کاهوی سبز با اوزون (نسبت به کلر و اسیدهای آلی) به منظور حفظ کیفیت و حساسیت در دوره‌ی ذخیره‌سازی 9 روزه می‌باشد.

در پژوهشی با موضوع کیفیت اسفناج از پیش بسته‌بندی شده که به صورت مصنوعی حاوی باکتری Escherichia coli O157:H7 6460 شده بود، تحت تاثیر بسته‌بندی با اوزون تولیدشده در هوا و اکسیژن، نمونه‌ها به مدت 5 دقیقه در دمای اتاق (22 درجه) و 0.5، 2 و 24 ساعت در دمای یخچال (5 درجه) تصفیه شدند. نمونه‌ها کاهش در جمعیت باکتری مذکور با حداکثر مقدار (5-3 لگاریتم در مبنای 10 CFU برای هر برگ) را بعد از 24 ساعت نمایان کردند.

در تحقیقی دیگر، سبزیجاتی مانند کاهو، اسفناج و جعفری با اوزون آبی (12 میلی‌گرم بر لیتر)، اوزون گازی (950 میکرولیتر در هر لیتر به مدت 20 دقیقه) و آب کلردار (100 میلی‌گرم بر لیتر) جهت غیرفعال کردن باکتری‌های Escherichia coli و Listeria innocua (که به صورت مصنوعی ایجاد شده بودند) تصفیه شدند. شست‌وشو با کلر و اوزون منجر به کاهش لگاریتمی میانگین 0.1±2.9 و 0.3±2.0 برای E.coli شد در حالی که برای L.innocua تاثیر اوزون (0.1±2.2 لگاریتمی) بسیار نزدیک به کلر (0.1±2.3 لگاریتمی) بود. تصفیه با اوزون گازی کاهش لگاریتمی 1.5-1 در تعداد هر دو میکروارگانیسم را نشان داد اما منجر به از دست رفتن چشم‌گیر ترکیبات زیست‌فعال مهمی در جعفری شد.

تخریب آفت کش ها در محصولات کشاورزی

استفاده از آفت‌کش‌ها برای میوه و سبزیجات جهت اطمینان از کیفیت بالای محصولات، ضروری است. باقی‌مانده‌ی این مواد به دلیل حفظ سلامت مصرف‌کننده از بین می‌رود. استفاده از کلر، اوزون، دی‌اکسید کلر و اسیدهای پراستیک به عنوان تصفیه‌کننده‌های پس از کشت، در راستای حذف چندین نوع آفت‌کش موجود در سیب، موثر بوده است. همچنین این نوع تصفیه، از مزیت کاهش جمعیت میکروبی حاضر بر سطح میوه و سبزیجات تا 5 واحد لگاریتمی برخوردار است. فرآوران غذاهای ارگانیک و مصرف‌کنندگان این غذاها نیز در خصوص وجود باقی‌مانده‌های شیمیایی مانند کلر و محصولات جانبی کلردار نگران هستند. با این حال، به احتمال بسیار، اوزون‌زنی راه‌حلی برای کاهش این باقی‌مانده‌ها می‌باشد.

در پژوهشی تخریب چهار آفت‌کش متیل پاراتیون، پاراتیون، دیازینون و سیپرمترین توسط اوزون حل‌شده رخ داد.

نتایج میکرو استخراج فاز جامد (SPME) و تحلیل کروماتوگرافی گازی و طیف‌سنجی جرمی (CG-MS) نشان داد که اوزون حل‌شده در محلول آبی (1.4 میلی‌گرم بر لیتر) بعد از 30 دقیقه، تاثیر 99-60 درصدی بر اکسیداسیون چهار آفت‌کش ذکرشده داشته و تخریب عمدتا در 5 دقیقه‌ی ابتدایی انجام شده است. اوزون بیش از همه در حذف سیپرمترین موثر بوده است (بیش از 60 درصد).

اوزون در جایگاه یک ضدعفونی‌کننده‌ی زیستی با دوام علیه آفات حشرات، میکروارگانیسم‌ها و mycotoxin ها (نوعی سم تولیدشده توسط قارچ‌ها)، جایگزینی کارآمد برای حشره‌کش‌های مرسوم می‌باشد.

وضع مقررات

در بسیاری از کشورهای اروپایی و آسیایی، استفاده از اوزون مجاز است. چندین دهه است که اوزون به شکلی ایمن و موثر در کشورهای اروپایی به منظور تصفیه‌ی آب استفاده می‌شود. بهره‌گیری صنعتی از اوزون در ایالات متحده محدود به حذف یون‌های فلزی، رنگ، مزه و بوی آب بود. در سال 1975، سازمان غذا و داروی آمریکا (USFDA)، مجوز استفاده از اوزون گازی به میزان 0.1 ppm در یخچال‌های نگه‌دارنده‌ی گوشت را صادر کرده و در 1982 اوزون به صورت عمومی (GRAS) جهت تصفیه‌ی بطری‌های آب، ایمن شناخته شد. طبق تصمیمات همان سال، استفاده‌های دیگر از اوزون (به عنوان مثال در غذا) نیازمند درخواستی مبتنی بر افزودنی غذایی بود. متعاقبا، دپارتمان کشاورزی آمریکا (USDA) استفاده از اوزون در آب چیلر پرندگان را مجاز دانست. موسسه تحقیقاتی انرژی الکتریکی و اتحادیه‌ی فناوری غذا و کشاورزی، درخواست مستقیم مبنی بر افزودنی غذا را به FDA ارسال کردند تا محدودیت استفاده از اوزون در فرآوری غذا رفع شود. در پاسخ به این درخواست، FDA آئین‌نامه‌های مربوط به افزودنی‌های غذایی را اصلاح نمود تا بهره‌گیری ایمن از اوزون در حالت گازی و آبی به عنوان یک ماده‌ی ضد میکروب در غذا (شامل گوشت و انواع مرغ) فراهم شود. این تصویب، موجب افزایش بهره‌جویی وسیعی از اوزون در فرآوری غذایی شد.

استفاده از ازن در صنایع غذایی