Các ứng dụng của ozone trong chế biến thực phẩm (Phần 1)

Ozone, một loại khí là một dạng oxy ba nguyên tử, đã được sử dụng trong nhiều năm trong các ứng dụng như xử lý nước thành phố và nước đóng chai. Trên thực tế, nó đã được sử dụng như một chất khử trùng trong nước uống từ năm 1893, như một chất bảo quản thực phẩm để bảo quản lạnh thịt kể từ năm 1909, và được phát hiện để ngăn chặn sự phát triển của nấm men và nấm mốc trong quá trình bảo quản trái cây vào năm 1939. Ozone đã có lịch sử sử dụng lâu dài và được biết đến như một chất diệt khuẩn phổ rộng chống lại vi rút, vi khuẩn, màng sinh học, nấm và động vật nguyên sinh— không loại nào có thể tạo ra khả năng chịu điện trở đối với ôzôn, vì ôzôn khử trùng bằng quá trình ôxy hóa. Ozone không hoạt động như một chất độc toàn thân đối với vi sinh vật, mà là phá hủy chúng bằng quá trình oxy hóa. Do đó, vi sinh vật không thể xây dựng bất kỳ khả năng chống lại quá trình oxy hóa. 

Khí ôzôn thường được tạo ra tại chỗ bằng máy phát điện thông qua điện tích hoặc từ ôxy bằng quy trình tương tự. Khí được bơm vào nước, và nước được ozon hóa được sử dụng như một chất rửa]. Ôzôn chỉ tồn tại trong vài phút trước khi phân hủy thành ôxy thông thường.

Là một chất khử trùng thân thiện với môi trường, ozone hiện đang được nghiên cứu để thay thế cho chất khử trùng bằng clo trong nhiều phân khúc của ngành công nghiệp thực phẩm. Nước được làm giàu ozone tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả như clo, và vì nó được tạo ra tại chỗ, việc sử dụng nó giúp loại bỏ nhu cầu nhân viên xử lý, trộn và loại bỏ các hóa chất. Hơn nữa, ozone dễ dàng chuyển hóa thành oxy, một sản phẩm cuối cùng không để lại cặn trên bề mặt tiếp xúc. Nước được làm giàu ozone có thể được phun trực tiếp lên sàn nhà, cống rãnh, tường, bể chứa (bên ngoài và bên trong), và các phòng sạch thông qua hệ thống di động hoặc tập trung với máy phun áp lực thấp cầm tay hoặc thả xuống. Theo thời gian, việc sử dụng nước ozon để vệ sinh trong các nhà máy thực phẩm sẽ loại bỏ và / hoặc ngăn cản màng sinh học. 

Vào tháng 8 năm 2000, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã chính thức phê duyệt việc sử dụng ozone làm Chất kháng khuẩn để Xử lý, Bảo quản và Chế biến Thực phẩm ở dạng Khí và Nước. Sự chấp thuận được công bố vào ngày 26 tháng 6 năm 2001. Vào ngày 21 tháng 12 năm 2001, Dịch vụ Kiểm tra và An toàn Thực phẩm của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA / FSIS) đã phê duyệt việc sử dụng ozone khi tiếp xúc với thịt và gia cầm, từ sản phẩm thô. Ngoài việc khử trùng thực phẩm tiếp xúc trực tiếp, ozone cũng có thể được áp dụng cho các thiết bị chế biến thực phẩm và các bề mặt không tiếp xúc với thực phẩm.

Bài viết này sẽ thảo luận về sự chấp thuận của FDA đối với ozone và mô tả các điều kiện cụ thể mà ozone có thể được sử dụng ở Hoa Kỳ khi tiếp xúc với thực phẩm, nhấn mạnh vào các đánh giá gần đây về việc sử dụng ozone như một chất vệ sinh bề mặt thiết bị thực phẩm phương pháp.

Lược sử tóm tắt về việc phê duyệt theo quy định đối với công nghệ ôzôn

Trước năm 1997, có rất ít hoặc không có ứng dụng thương mại của ozone trong chế biến hoặc xử lý thực phẩm ở Hoa Kỳ. Lý do là hoàn toàn do quy định liên quan gì đến công nghệ ozone. Việc kiểm soát quy định đối với việc sử dụng ozone là Đạo luật Thực phẩm, Dược phẩm và Mỹ phẩm Liên bang (FDCA), được thông qua vào cuối những năm 1950 và theo đó FDA bắt buộc phải hoạt động. Đạo luật định nghĩa bất kỳ vật liệu nào tiếp xúc với thực phẩm là “phụ gia thực phẩm”, phải được FDA chấp thuận trước khi sử dụng. FDA quy định tất cả các loại thực phẩm ngoại trừ thịt, gia cầm và các sản phẩm từ trứng. Ba loại thực phẩm cuối cùng này được quy định bởi USDA. Tuy nhiên, cơ quan này sẽ không cho phép sử dụng bất kỳ chất phụ gia thực phẩm nào trên thực phẩm được quản lý trừ khi chất phụ gia đó đã được FDA chấp thuận trước.

Các nỗ lực để đạt được sự chấp thuận của FDA cho việc sử dụng ozone tiếp xúc với thực phẩm là một thời gian dài và gian nan. Vào đầu những năm 1980, Hiệp hội Nước đóng chai Quốc tế (IBWA) đã kiến ​​nghị với FDA để khẳng định rằng việc áp dụng ozone để khử trùng nước đóng chai trong các điều kiện quy định được Công nhận là An toàn (GRAS). Các điều kiện bao gồm liều lượng tối đa của ozone là 0,4 mg / L trong thời gian tiếp xúc bốn phút và nước được xử lý phải đáp ứng các yêu cầu về nước uống được của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA). FDA đã chấp thuận kiến ​​nghị của IBWA về ozone trong nước đóng chai, và vào năm 1982, được công bố trong Bộ luật Quy định Liên bang (CFR), một quy định chính thức của FDA khẳng định Tình trạng GRAS đối với việc sử dụng ozone. Sau đó, FDA cũng chấp thuận việc sử dụng ozone làm chất khử trùng cho các dây chuyền xử lý nước đóng chai theo một kiến ​​nghị GRAS tương tự.

Tuy nhiên, sự chấp thuận của GRAS đối với việc khử trùng bằng ôzôn đối với nước đóng chai vào năm 1982 có tuyên bố bổ sung: “Tất cả các ứng dụng phụ gia thực phẩm khác cho ôzôn phải là đối tượng của Các yêu cầu phụ gia thực phẩm thích hợp (FAP)”. Tuyên bố này bắt buộc phải nộp FAPs một cách hiệu quả để được FDA chấp thuận cho việc sử dụng ozone tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.

Trong những năm gần đây, một số kiến ​​nghị về phụ gia thực phẩm đã được đệ trình lên FDA để phê duyệt các ứng dụng của ozone tiếp xúc với các loại thực phẩm cụ thể, đặc biệt là gia cầm
Vào tháng 6 năm 1997, một nhóm chuyên gia gồm các nhà khoa học thực phẩm được triệu tập bởi Palo Alto, Viện Nghiên cứu Điện năng có trụ sở tại CA (EPRI) đã kết luận như sau: “Thông tin có sẵn hỗ trợ sự an toàn của ozone khi được sử dụng làm chất khử trùng hoặc chất làm vệ sinh thực phẩm, và hơn thế nữa rằng thông tin có sẵn hỗ trợ việc phân loại ôzôn theo GRAS như một chất khử trùng hoặc chất làm vệ sinh cho thực phẩm khi được sử dụng ở các mức độ và bằng các phương pháp ứng dụng phù hợp với thực hành sản xuất tốt ”.
Sự khẳng định GRAS của EPRI đã bật đèn xanh cho các nhà chế biến thực phẩm để kiểm tra và sử dụng ozone cho nhiều ứng dụng chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, việc thiếu sự chấp thuận theo quy định cụ thể đối với ozone được FDA công bố trong Cơ quan Đăng ký Liên bang tiếp tục làm xáo trộn nhiều nhà chế biến thực phẩm và làm chậm sự chấp nhận rộng rãi hơn của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm. FDA đã công nhận điều này, và cũng công nhận rằng hầu hết các ứng dụng của ozone trong xử lý thực phẩm đều liên quan đến các đặc tính kháng khuẩn của ozone. Do đó, vào giữa năm 1999, FDA đề nghị với EPRI rằng một FAP duy nhất sẽ cung cấp cho FDA dữ liệu cụ thể cho thấy các đặc tính kháng khuẩn của ozone trong một số ứng dụng chế biến thực phẩm có thể được xem xét nhanh chóng và nếu được chấp thuận, sẽ vượt qua được yêu cầu của quy định GRAS năm 1982 liên quan đến “việc sử dụng ozone cho thực phẩm khác”. EPPJ đồng ý với cách tiếp cận này và với sự hỗ trợ đáng kể từ một số tổ chức chế biến thực phẩm đã phát triển FAP và chính thức đệ trình lên FDA vào tháng 8 năm 2000. Sự chấp thuận của FDA đối với FAP này đã được công bố ngày 26 tháng 6 năm 2001 trong Sổ đăng ký Liên bang. Cuối năm đó, USDA / FSIS đã phê duyệt ozone để sử dụng trên các sản phẩm thịt và gia cầm, bao gồm cả việc xử lý thịt và các sản phẩm gia cầm ăn liền ngay trước khi đóng gói, mà không có vấn đề về nhãn mác đối với sản phẩm đã qua xử lý.

Xem thêm: Các ứng dụng của ozone trong chế biến thực phẩm (Phần 2)