Ozone (O3): Một công nghệ mới nổi trong ngành công nghiệp thực phẩm

Ozone là một chất oxy hóa mạnh, có tác dụng chống lại nhiều loại vi sinh vật khác nhau trên trái cây, rau, thịt, ngũ cốc và các sản phẩm của chúng. Tính năng đa năng của ozone làm cho nó trở thành một chế biến thực phẩm đầy hứa hẹn. Nó phân hủy nhanh chóng để cung cấp oxy và do đó không loại bỏ sự tích tụ trong chất dinh dưỡng từ sự suy giảm của nó. Nó được sử dụng trong xử lý nước, khử trùng, rửa và khử trùng thiết bị, khử mùi hôi, trái cây ăn được, chế biến thịt và hải sản, v.v. Nó đảm bảo duy trì tối đa các đặc tính cảm quan, dinh dưỡng và hóa lý của thực phẩm.

Ozone trở thành một chất khử trùng vượt trội so với clo, được ứng dụng rộng rãi để đảm bảo an toàn và chất lượng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Theo cách này, ngành công nghiệp nuôi dưỡng hướng đến các ứng dụng: khả thi trong việc vô hiệu hóa các mầm bệnh phổ biến và đang phát triển, và loại bỏ các chất gây ô nhiễm độc hại; giúp giảm thiểu rủi ro về chất lượng mặt hàng và đảm bảo độ tươi mới; thích ứng với các quá trình thực phẩm, khả thi về mặt kinh tế và thân thiện với môi trường.

Giới thiệu

Công nghiệp thực phẩm là một trong những ngành nhạy cảm, cần đổi mới công nghệ để tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, giữ được chất dinh dưỡng và chất lượng cảm quan đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Các công nghệ khác nhau đã được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như chế biến áp suất cao (HPP), điện trường xung, sóng siêu âm, ánh sáng xung cường độ cao, v.v. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, quá trình chế biến thực phẩm của ngành công nghiệp thực phẩm ngày càng gia tăng nhận được báo chí âm. Chế tạo và sử dụng các thuật ngữ như “Thực phẩm chế biến siêu tốc” và liên kết điều này với các tác động có hại cho sức khỏe gây ra sự gia tăng các bệnh không lây nhiễm như ung thư, bệnh tim mạch, cholesterol, v.v. Do đó, các công nghệ mới cần phải được được sử dụng trong chế biến thực phẩm với mức tối thiểu nguy hại đến sức khỏe, mang đến cho người tiêu dùng những sản phẩm thực phẩm chất lượng và an toàn. Ôzôn bị suy giảm để tạo hình ôxy; theo cách này, các thực phẩm được xử lý bằng ozone được giải phóng khỏi sự tích tụ chất. Bằng cách này, theo chỉ định của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, thực phẩm có thể được xử lý bằng ozone trong mọi trường hợp có thể được ủy quyền “100% tự nhiên” hoặc “tự nhiên”, tùy thuộc vào O3 sử dụng. Vì vậy; ozone là một công nghệ mới nổi trong ngành công nghiệp thực phẩm tạo ra các sản phẩm mới với nguy cơ sức khỏe tối thiểu cho người tiêu dùng. Ozone đã mở rộng trong những năm gần đây để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về các chất phụ gia thực phẩm ‘xanh hơn’, sự chấp thuận của các cơ quan quản lý và ngày càng chấp nhận rằng ozone là một công nghệ thân thiện với môi trường.

Ozone là gì và nó được sản xuất như thế nào?

Ozone (O3) là khí tự nhiên trong khí quyển và là một trong những chất khử trùng mạnh nhất chống lại một loạt vi sinh vật. Nó được tạo ra bằng cách đi qua không khí hoặc khí oxy thông qua phóng điện điện áp cao hoặc bằng cách chiếu tia cực tím và được sử dụng để khử trùng, khử hoạt tính của vi rút, khử mùi, tẩy trắng (khử màu), phân hủy chất hữu cơ, phân hủy độc tố nấm mốc và các chất khác. Khi ôzôn biến đổi thành ôxy bằng cách tự phân giải, nó thường được công nhận là an toàn cho các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm. Nó có thể được hình thành thông qua phóng điện tử ngoại và hào quang. Trong tia cực tím, Ozone được hình thành khắp bầu khí quyển trong các quá trình hóa học nhiều bước đòi hỏi ánh sáng mặt trời. Trong tầng bình lưu, quá trình bắt đầu với một phân tử oxy (O2) bị phá vỡ bởi bức xạ cực tím từ Mặt trời. Trong tầng khí quyển thấp hơn (tầng đối lưu), ozone được hình thành bởi một loạt các phản ứng hóa học khác nhau trải qua hai bước. Trong bước đầu tiên, bức xạ tử ngoại mặt trời phá vỡ một phân tử oxy (O2) để tạo ra hai nguyên tử oxy (O). Trong bước thứ hai, mỗi nguyên tử có phản ứng cao này kết hợp với một phân tử oxy để tạo ra phân tử ozon (O3). Những phản ứng này xảy ra liên tục bất cứ khi nào có bức xạ tia cực tím mặt trời ở tầng bình lưu. Kết quả là, sản lượng ozone lớn nhất xảy ra ở tầng bình lưu nhiệt đới.

Phóng hào quang là quá trình thương mại-công nghiệp nhất; ozon được tạo ra bởi các tế bào của lò phản ứng phóng điện hào quang. Phóng điện hào quang là sự phóng điện phát sáng liên tục và khuếch tán xảy ra khi tạo ra điện trường cao áp giữa các bề mặt dẫn điện và điện môi. Chất điện môi là chất dẫn điện kém (chất cách điện) nhưng là chất hỗ trợ đắc lực cho điện trường. Trong tế bào phản ứng ozon phóng điện hào quang, chất điện môi tạo điều kiện hình thành một vầng hào quang rộng và liên tục trên bề mặt của nó để tối đa hóa diện tích hiệu dụng của hào quang trong tế bào lò phản ứng. Sự phóng điện của Corona có thể tạo ra nồng độ ôzôn từ trung bình đến cao (thường từ 1 đến 3% trọng lượng từ không khí sạch, khô và lên đến 15% trọng lượng từ ôxy đậm đặc) trên nhiều phạm vi đầu ra.

Nguyên lý làm việc

Nguyên tử oxy thứ ba không ổn định của ozone có thể kết hợp với các phân tử hữu cơ và vô cơ để phá hủy chúng thông qua quá trình oxy hóa. Cuối cùng, ozone trở lại thành oxy sau khi nó được sử dụng. Điều này làm cho nó trở thành một chất oxy hóa rất thân thiện với môi trường.

Lịch sử của Ozone trong chế biến thực phẩm

Ozone được Christian Friedrich Schonbein phát hiện bằng tiếng Đức vào năm 1840 và lần đầu tiên được sử dụng thương mại để xử lý nước di động ở Pháp. Sau 69 năm sau (1909), trước hết nó được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm để bảo quản lạnh thịt và sau 30 năm (1939) được sử dụng để khử hoạt tính phát triển của nấm men và nấm mốc trong quá trình bảo quản trái cây. Trong bốn mươi ba năm sau (1982), nó tuyên bố được Công nhận chung là An toàn (GRAS) để xử lý nước đóng chai. Năm 1997, nó đã được phê duyệt bởi hội đồng chuyên gia công nghiệp là an toàn trong chế biến thực phẩm cho người tiêu dùng trong khi vào năm 2000, nó đã được FDA và USDA phê duyệt và cấp là phụ gia thực phẩm. Trong những năm gần đây, nó được công nhận là công nghệ không nhiệt mới nổi để phân hủy dư lượng thuốc trừ sâu từ sản phẩm tươi sống trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm.

Ứng dụng khác nhau của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm

Phân tán dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm

Thuốc trừ sâu bao gồm tất cả các hợp chất tổng hợp cụ thể được sử dụng trong kinh doanh nông nghiệp, được lên kế hoạch để giết người, kiểm soát sự phát triển lây lan và bọ, theo cách này cân bằng việc tạo ra năng suất [8]. Việc sử dụng thuốc trừ sâu là không thể tránh khỏi vì cam kết hướng tới lợi nhuận tốt hơn và sản phẩm làm vườn chất lượng cao. Giới hạn Dư lượng Tối đa (MRL) của thuốc trừ sâu rất quan trọng đối với việc thực thi mức dư lượng và đánh giá lượng ăn vào [9]. Một mối quan tâm lớn gặp phải đối với việc sử dụng thuốc trừ sâu là tác động có hại của nó đối với môi trường, quần thể động vật hoang dã và sức khỏe con người. Hỗn hợp thuốc trừ sâu khi được bón vào vụ thu hoạch để lại tích tụ trong thức ăn, trong các nguồn nước uống, và hơn nữa ảnh hưởng đến tình trạng của động vật lưỡng cư. Hiện tại,

Mức độ phơi nhiễm thuốc trừ sâu trên trái cây tươi và rau quả, chiếm 30% trong chế độ ăn uống của một cá nhân khi chúng được tiêu thụ sống hoặc chế biến, là cao. Khi yêu cầu sử dụng các loại thực phẩm được trồng từ mặt đất ngày càng mở rộng, các sản phẩm nông thôn thu hoạch được mang đi quảng cáo một cách hợp pháp với một lượng lớn thuốc trừ sâu. Các kỹ thuật thông thường như rửa bằng các tác nhân khác nhau, ướp muối, lột vỏ, nấu, sấy khô và chất oxy hóa hóa học đã được sử dụng để loại bỏ thuốc trừ sâu trong nông sản. Các yếu tố khác nhau như vị trí của cặn, độ phân cực của nó, thời gian, nhiệt độ và kiểu giặt ảnh hưởng đến hiệu quả giặt. Việc rửa trong nước máy có rất ít tác dụng đối với việc loại bỏ thuốc trừ sâu vì hầu hết các loại thuốc trừ sâu có bản chất là kỵ nước. Rửa bằng clo có những hạn chế của nó, đặc biệt là ở độ pH cao hơn hoặc chống lại vi khuẩn hình thành bào tử; nó tạo ra các sản phẩm phụ có hại bao gồm axit haloacetic và trihalomethanes được coi là có hại cho sức khỏe con người và môi trường.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã tập trung vào việc phát triển các kỹ thuật nhiệt không nhiệt và không thông thường để loại bỏ các tác động không mong muốn của thuốc trừ sâu trong ma trận thực phẩm. Khi nhu cầu về các sản phẩm thực phẩm chất lượng, không thuốc trừ sâu, hữu cơ và chất lượng đang tăng lên, các kỹ thuật xanh như ozone (O3) đã được chú ý nhờ hoạt tính khử trùng và kháng khuẩn đáng kể của nó. Ôzôn là một dạng thù hình của ôxy có tác dụng ôxy hoá nhiều hợp chất hữu cơ. Năm 2001, công dụng của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật đã được FDA Hoa Kỳ công nhận chung là An toàn (GRAS). Ngoài ra, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) coi việc sử dụng ozone trong xử lý nước thải như một quá trình khử trùng. Hơn nữa, rửa bề mặt tiếp xúc với thực phẩm hoặc thực phẩm bằng nước ozone được coi là biện pháp khử trùng.

Sự suy thoái thuốc trừ sâu trong trái cây và rau quả

Trái cây

Việc loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu trên bề mặt của trái cây và rau quả bằng cách sử dụng nước ozon hóa cho thấy giảm 56-97% lượng mancozeb trên bề mặt táo được xử lý với nồng độ ozon từ 1-10 mg kg -1. Một nghiên cứu khác cho thấy rằng việc loại bỏ phần trăm thuốc trừ sâu khỏi các loại quả chà là khác nhau khi có nước ozon hóa (2mg.L -1) cao hơn đáng kể so với việc ngâm các sản phẩm hữu cơ trong nước tinh chế. Hơn nữa, tỷ lệ loại bỏ thuốc trừ sâu khi xử lý bằng ozone dao động tùy thuộc vào loại và thời gian xử lý. Antos P và cộng sự đã xem xét tác động của việc xử lý bằng ôzôn đối với việc khử tích tụ chất diệt nấm, ví dụ, trifloxystrobin, captan và boscalid trong táo trong quá trình bảo quản lạnh. Thử nghiệm công suất được thực hiện trong 84 ngày và phần ozone 1 ppm được điều chỉnh trong 1 phút trong mỗi 12 giờ.

Chlorpyrifos ethyl, Malathion, tetradifon, imazalil, difenoconazole, và chlorothalonil là một số loại thuốc trừ sâu được sử dụng thường xuyên hơn để cải thiện chất lượng và sản lượng trái cây có múi. Cùng với đó, hầu hết các giới hạn tích tụ cực đoan (MRLs) trong các sản phẩm tự nhiên có múi đều nằm trong nhận thức thận trọng của các chuyên gia chính phủ. Whangchai K và cộng sự đề xuất rằng ôzôn ở cấu trúc dạng hơi mạnh hơn ôzôn ở dạng lỏng trong quá trình biến chất chlorpyrifos. Metzger C và cộng sự tiết lộ rằng mức độ tích tụ của Malathion, imazalil và chlorpyrifos trên sản phẩm tự nhiên có múi được đặt trong điều kiện bán kinh doanh được cải thiện bằng ôzôn sẽ giảm xuống mức thấp nhất sau 35 ngày công suất. Xử lý bằng ôzôn làm giảm sự tích tụ difenoconazole trong dâu tây từ 5 đến 0,5 mg kg -1. Trong một cuộc điều tra dẫn đầu bằng cách sử dụng 3 khuôn khổ của chanh, cam và bưởi, sự hấp phụ của chlorpyrifos ethyl, tetradifon và chlorothalonil đã được tìm thấy thay đổi tùy theo vật liệu. Những người sáng tạo nhận thấy rằng quá trình ozon hóa trong 5 phút đã mang lại sự trục xuất hoàn toàn các chất tích tụ chlorothalonil khỏi mạng tinh thể màu cam. Sự hấp phụ và phổ biến đáng chú ý nhất là do tetradifon trong mạng tinh thể chanh. Tuy nhiên, có thể thấy, mối liên hệ giữa các thuộc tính cơ bản của khuôn khổ và việc loại bỏ thuốc trừ sâu đã không được thiết lập tuy nhiên ozone được phát hiện có tác dụng mạnh mẽ trong việc loại bỏ từng chất trong số ba cặn thuốc trừ sâu trong cả mạng lưới loại bỏ và chưa bóc tách.

Rau

Tác động của nước ozon hóa lên parathion, diazinon, cypermethrin và methyl parathion trong rau trong điều kiện nhiều nước đã được nghiên cứu theo hai kỹ thuật riêng biệt: trong chiến lược đầu tiên, 1 ml thuốc trừ sâu 10 mg L -1 đã được pha trộn với phần trên cùng ôzôn (99 ml 1,4 mg L -1nước ozon hóa) trong khi ở kỹ thuật thứ hai, rau cành bằng thuốc trừ sâu được xử lý bằng nước ozon hóa trong các điều kiện khác nhau. Ngoại trừ metyl-parathion, hơn 75% tất cả các loại thuốc trừ sâu đã bị phân huỷ khi xử lý bằng ôzôn trong 10 phút. Ikeura H và cộng sự nhấn mạnh rằng tốc độ tham nhũng thấp hơn của trầm tích fenitrothion trong cà chua bi tương phản với dâu tây được mong đợi với vùng bề mặt thấp hơn của lần trước tương phản với lần cuối cùng được đề cập. Vùng bề mặt thấp làm giảm thành công sự tiếp xúc với ôzôn, từ đó dẫn đến việc trục xuất fenitrothion khỏi mô sarcocarp của cà chua bi một cách lãng phí. Điều này càng được chứng thực bởi các nghiên cứu của, người đã ghi nhận rằng dư lượng thuốc trừ sâu đọng lại trong rau bina dễ loại bỏ hơn so với dưa chuột và quất vì diện tích bề mặt của nó cao. Kırış S, et al báo cáo rằng thời gian rửa không có ảnh hưởng đáng kể đến việc giảm lượng thuốc trừ sâu khi sử dụng nước máy để loại bỏ thuốc trừ sâu. Điều thú vị là, để loại bỏ tác động rung chuyển của ôzôn, các tác giả đã áp dụng cùng một lượng tử (600mL. Min-1) khí nitơ trong quá trình rửa bằng nước máy. Từ các nghiên cứu nói trên, rõ ràng là hiệu quả của quá trình xử lý ôzôn đối với sự suy giảm thuốc trừ sâu phụ thuộc vào nồng độ ôzôn được sử dụng, tính chất vật lý của chất nền thực phẩm và sự sẵn có của ôzôn dư trong môi trường.

Wu Y và cộng sự đã so sánh sáu chiến lược rửa thuốc trừ sâu khác nhau nước máy, nước ozone, nước điện phân kiềm, dung dịch natri bicacbonat canxi và oxy hoạt tính) để loại bỏ 10 dư lượng thuốc trừ sâu từ rau bina, quất và dưa chuột. Rau tươi (dưa chuột và quất) được ngâm trong 15 phút trong dung dịch hỗn hợp 10 thuốc trừ sâu (thể tích 5L), trong khi đó, rau bina được ngâm trong 15 phút trong dung dịch hỗn hợp 10L. Rau bị ô nhiễm được làm khô trong không khí trong 24 giờ. Dư lượng thuốc trừ sâu được xác định bằng phương pháp sắc ký-khối phổ song song (GC-MS / MS, LC-MS / MS). Nguyên nhân là do sự sắp xếp oxy động mạnh hơn các kỹ thuật rửa khác để loại bỏ 10 loại thuốc trừ sâu tích tụ trong ba loại rau dựa trên khả năng oxy hóa và độ kiềm của nó. Rửa rau bằng nước ozone (0,4 mg. L-1) dẫn đến việc loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu nhiều hơn 20-40% so với nước máy. Các tác giả giải thích rằng oxy hoạt tính và ozon có khả năng oxy hóa mạnh, có thể làm suy giảm các liên kết không bão hòa trong thuốc trừ sâu và oxy hóa các nhóm chức để phá hủy hầu hết các hợp chất hữu cơ. Các tác giả kết luận rằng việc loại bỏ thuốc trừ sâu phụ thuộc vào thời gian xử lý, độ pH của dung dịch rửa và các đặc tính nội tại của thuốc trừ sâu như phương thức hoạt động, hệ số phân chia octanol-nước và độ ổn định của quá trình thủy phân và quang phân.

Sự phân huỷ thuốc trừ sâu trong nước

Thuốc trừ sâu được sử dụng thường xuyên ở các khu vực nông thôn và nước tràn của chúng làm nhiễm độc nước uống. Thuốc trừ sâu tích tụ trong các vùng nước làm tổn hại đến tình trạng đại dương. Tiện ích thiết yếu của ozone là trong việc xử lý nước uống để loại bỏ hương vị, che bóng, làm giảm sự phát triển của kết quả làm sạch, để khử trùng chính nó và chống lại sự hư hỏng của các đợt trầm trọng tự nhiên gây hại cho trái đất và cuộc sống của con người. Các quy chuẩn đã được xác định ở một số quốc gia và các hướng dẫn cứng rắn được thực hiện để tuân theo mức độ thuốc trừ sâu trong cả nước thông thường và nước uống. Atrazine được coi là loại thuốc trừ sâu nổi tiếng nhất được công nhận trong nước bề mặt và nước uống. Các chất chuyển hóa của atrazine-Desethyl Atrazine (DEA) và De-Isopropyl Atrazine (DIA) được hình thành bởi hệ quả của quá trình oxy hóa pha chế được coi là những hỗn hợp chuyển động nhất để khử mùi. Nghiên cứu của [41] đã tiết lộ tác động của quá trình ozon hóa nước uống và tác động của nó đối với sự phân hủy thuốc trừ sâu (atrazine và các chất chuyển hóa của nó – DEA và DIA) và các hợp chất khác như chất gây rối loạn nội tiết và dược phẩm. Bằng cách này, các kết quả đầy hứa hẹn cho thấy rằng ozone có thể được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm tiếp theo theo cách này làm giảm lượng lớn thuốc trừ sâu gây ám ảnh (giảm 65%). Nghiên cứu đã tiết lộ tác động của quá trình ozon hóa nước uống và tác động của nó đối với sự phân hủy thuốc trừ sâu (atrazine và các chất chuyển hóa của nó – DEA và DIA) và các hợp chất khác như chất gây rối loạn nội tiết và dược phẩm. Bằng cách này, các kết quả đầy hứa hẹn cho thấy rằng ozone có thể được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm tiếp theo theo cách này làm giảm lượng lớn thuốc trừ sâu gây ám ảnh (giảm 65%). Nghiên cứu đã tiết lộ tác động của quá trình ozon hóa nước uống và tác động của nó đối với sự phân hủy thuốc trừ sâu (atrazine và các chất chuyển hóa của nó – DEA và DIA) và các hợp chất khác như chất gây rối loạn nội tiết và dược phẩm. Bằng cách này, các kết quả đầy hứa hẹn cho thấy rằng ozone có thể được sử dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm tiếp theo theo cách này làm giảm lượng lớn thuốc trừ sâu gây ám ảnh (giảm 65%).

Việc xử lý nước uống để khử trùng bằng clo dẫn đến các chất độc hại được liệt vào danh sách chất gây ung thư như Axit Haloacetic (HAAs) và Trihalomethanes (THMs). Việc ứng dụng ozone kết hợp với công nghệ Than hoạt tính sinh học (BAC) cùng với các liều lượng photphat khác nhau ở nồng độ 0,3 hoặc 0,6mg. L -1được phát hiện là tạo ra DBPs thấp hơn và làm bất hoạt các mầm bệnh cơ hội. Trong số các loại thuốc trừ sâu clo hữu cơ đang được sử dụng, dichlorvos (2, 2-dihclorovinyl dimethyl phosphate, DDVP) là một tác nhân có khả năng gây ung thư và được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ghi nhận là một trong những loại thuốc trừ sâu không an toàn nhất. Bất chấp tác động đối kháng của thuốc trừ sâu, việc sử dụng chúng trong các doanh nghiệp kinh doanh nông sản và chế biến thực phẩm là rất quái dị và hơn nữa còn được sử dụng như một chất khử trùng đối với sinh vật gia đình và động vật thuần hóa. Do tính năng sử dụng rộng rãi của nó, dichlorvos (DDVP) đã được phân biệt ở các vùng nước mặt, tuy nhiên các loại thuốc nước thông thường được coi là không đủ trong việc phân tán các chất tích tụ được xác định bởi dichlorvos.

Xử lý nước thải

Việc sử dụng cạn kiệt tài nguyên nước tự nhiên dẫn đến khan hiếm nước và cần phải tái tuần hoàn chất thải sau khi sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nhưng cần phải chú ý đầy đủ để khử độc trong nước và đảm bảo an toàn cho việc sử dụng sau này. Các phương pháp xử lý nước thải truyền thống tốn nhiều thời gian và không hiệu quả. Do đó, một công nghệ oxy hóa tiên tiến hiện đại như ozon hóa hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm và khử trùng nước mà không có bất kỳ DBP nào có thể được áp dụng. Nước thải thành phố được xử lý ozon hóa để loại bỏ các chất độc hại và phù hợp để tái sử dụng. Các chất ô nhiễm tự nhiên chịu lửa này trong nước có thể được loại bỏ bằng các quy trình ôxy hóa tiên tiến với việc sử dụng chung hệ thống ozon hóa plasma.-1 cho tham nhũng của 2, 4-D. Acetamiprid có một vị trí với neonicotinoids tập hợp thuốc xịt bọ đang dần được áp dụng trong quá trình phát triển bông, các sản phẩm tự nhiên và rau vì khả năng thay thế hỗn hợp lân hữu cơ. Việc ứng dụng ozone để cải thiện chất lượng nước đã được đề xuất và xác nhận. Giảm các hợp chất hữu cơ trong khoảng 53-70% và không quan sát thấy các sản phẩm phụ độc hại hoặc tỷ lệ cá chết trong quá trình áp dụng xử lý ozone. Chất thải đầu ra từ các nhà máy dầu được đặc trưng bởi nhiều hợp chất hữu cơ độc hại tiềm ẩn với BOD và COD cao. Nó tạo ra một mối đe dọa nghiêm trọng đối với môi trường. Nước thải được ozon hóa với liều lượng 765 mg L -1 O 3dẫn đến việc loại bỏ 20% COD và kết hợp với bước sinh học đã quan sát thấy mức tăng 36% trong việc loại bỏ COD. Bước ozon hóa dẫn đến làm giàu oxy trong nước thải, làm cho nó dễ phân hủy sinh học hơn. Ozon hóa được áp dụng với sự hỗ trợ của các màng gốm trên bề mặt nước bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ và các chất ô nhiễm vi mô như Benzotriazole (BZT), Carbamazepine (CBZ), Atrazine (ATZ), và p-Chlorobenzoic Acid (pCBA). Tỷ lệ loại bỏ hơn 90% được quan sát thấy với việc giảm mức độ biến nạp.

Ngành công nghiệp sữa

Ngành công nghiệp sữa là một trong những ngành nhạy cảm, cần nhiều vệ sinh để tạo ra các sản phẩm chất lượng tốt, không có các mối nguy vật lý, hóa học và vi sinh vật. Sữa là một trong những sản phẩm dễ hư hỏng, rất dễ bị nhiễm vi sinh vật. Các thiết bị và dụng cụ được sử dụng trong quá trình chế biến sữa phải được tiệt trùng. Các đường ống dẫn sữa từ các trạm thoát nước riêng lẻ đến bồn chứa khối lượng lớn phải được làm sạch sau mỗi lần xả nước. Nước ở nhiệt độ cao với các chất pha chế tổng hợp thường được sử dụng trong các hình thức tẩy rửa và khử trùng tiêu hao nhiều sinh khí và các hợp chất tổng hợp. Việc sử dụng ozone có thể làm giảm đáng kể chi phí hóa chất và loại bỏ hoàn toàn chi phí nước nóng ở các trang trại bò sữa. Heacox D và cộng sự đã nộp bằng sáng chế cho một phương pháp, hệ thống và thiết bị phân phối ozone nhờ đó nước được ozon hóa, chứa ôzôn ở mức thích hợp là 0,04-1,2 ppm, được sử dụng để làm sạch và khử trùng động vật cho sữa, thiết bị vắt sữa và các bề mặt khác nhau trong cơ sở chăn nuôi bò sữa. Nếu chân sau, bầu vú và núm vú của bò được rửa kỹ bằng nước ozon trước khi vắt sữa thì có thể dễ dàng ngăn ngừa nhiều vấn đề vệ sinh.

Việc loại bỏ cặn sữa và vi khuẩn tạo màng sinh học khỏi bề mặt thép không gỉ bằng cách tráng trước bằng nước ấm thường là bước đầu tiên trong việc vệ sinh thiết bị chế biến sữa để loại bỏ phần lớn cặn sữa. Guzel-Seydim ZB, et al đã định lượng và hình dung hiệu quả của nước ấm (40 °C) trong việc loại bỏ đất bò sữa khỏi các tấm thép không gỉ. Hình ảnh hiển vi điện tử quét chỉ ra rằng bề mặt kim loại được làm sạch bằng cách ozon hóa thành thạo hơn so với xử lý nước ấm 40 °C. Như được chỉ ra bởi hậu quả của ước tính Yêu cầu oxy hợp chất (COD), nước ozon hóa 84% lượng sữa tích tụ từ các đĩa, mặc dù phương pháp xử lý nước ấm không ozon hóa chỉ loại bỏ 51% nguyên liệu đất bò sữa. Ngoài ra, đã xem xét tính hợp lý của ozone đối với việc trục xuất whey protein bị biến tính ấm ra khỏi bề mặt thép cứng. Cả quá trình ozon hóa ở dạng lỏng và dạng hơi đều khuyến khích quá trình giải hấp protein whey.

Thanh trùng sữa là một trong những hoạt động đơn vị được thực hiện trong sữa để khử hoạt tính của enzym (phosphatase kiềm) và vi sinh vật. Chế biến nhiệt là một trong những kỹ thuật thông thường được sử dụng trong quá trình thanh trùng sữa, trong đó nó tạo ra hương vị hấp dẫn và làm mất các chất dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt, đó là thái độ tiêu cực đối với sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm. Vì lý do này, đã được cấp bằng sáng chế cho một phương pháp xử lý chất lỏng bằng ozon nhẹ, bao gồm sữa và thực phẩm từ sữa dạng lỏng, do đó giảm thiểu sự suy giảm chất lượng có thể có của chúng. Jorek U và cộng sự đã sử dụng ôzôn có áp suất (5 – 35 mg / L trong 5 – 25 phút) để bảo vệ sữa tách béo bằng cách giảm lượng vi sinh vật phổ biến của nó. Phương pháp điều trị dường như làm giảm số lượng Psychrotrophs hơn 99%. Sheelamary M và cộng sự hoàn toàn xóa sổ Listeria monocytogenestừ cả xét nghiệm sữa thô và đánh dấu thông qua quá trình ozon hóa. Trong một báo cáo đang diễn ra, khả năng tồn tại của việc khử hoạt tính của vi sinh vật trong sữa thô bằng cách xử lý bằng ôzôn đã được đánh giá. Khí ôzôn tăng ở mức 1,5 mg / L trong 15 phút được phát hiện làm giảm khả năng kiểm tra vi khuẩn và lây nhiễm lên đến 1 chu kỳ log10.

Trong nghiên cứu sữa bột đã phát hiện ra sự hiện diện của các tế bào Cronobacter sakazakii ATCC. Các tác giả đã phát hiện ra các thử nghiệm toàn bộ và sữa bột tách béo đối với ôzôn hóa hơi ở mức chuyển đổi 2,8 mg / L hoặc 5,3 mg / L trong 0,5-2 giờ. Cả hai mức ôzôn đều giảm Cronobacter bao gồm trong sữa bột gầy khoảng 3 log10 đơn hàng sau 120 phút trình bày. Mức độ đầy đủ của việc xử lý bằng ôzôn, vì nó có thể, bị ảnh hưởng không thuận lợi bởi độ gần của chất béo trong sản phẩm, do thực tế là mức độ phù hợp của C. sakazakii trong sữa nguyên kem chỉ giảm dưới 2 log10 đơn vị. bột sau 2 h ozon hóa hơi.

Xử lý nước uống

Nước là thành phần rất quan trọng đối với con người. Hơn 70% cơ thể con người bao gồm nước. Nghiêm ngặt không có nước không có sự sống. Ozone đã được áp dụng trong một thời gian dài để xử lý nước uống, vì không có sự thăm dò về kết quả của nó; nó không được sử dụng ở nhiều quốc gia để xử lý nước. Sau khi phát hiện ra trihalomethanes trong nước khử trùng bằng clo, việc sử dụng ozone trong nước uống ngày càng phổ biến. Nước uống được xử lý bằng máy khử trùng ozone hoặc khử hoạt tính của bất kỳ vi sinh vật gây bệnh nào bao gồm nhiễm trùng, vi sinh vật cực nhỏ và ký sinh trùng. Nó loại bỏ các chất bẩn vô cơ có trong hệ thống nước do ô nhiễm. Clo và cloramin không thể được sử dụng để vô hiệu hóa các động vật nguyên sinh như Cryptosporidium .

Tương tự như vậy, quá trình xử lý bằng ôzôn làm giảm các hỗn hợp tự nhiên thường xảy ra, ví dụ, chất ăn mòn humic và các chất chuyển hóa của tảo. Quá trình ozon hóa trước có thể tạo ra mùi vị, độ bóng, mùi hương và các hỗn hợp khoáng chất khác nhau. Nó cũng có thể được sử dụng để khử các vấn đề tự nhiên thường xuyên và ngừng hoạt động dạng sống quy mô nhỏ hơn. Thành phần của quá trình bất hoạt vi khuẩn bằng ozone được cho là xảy ra bằng cách bất hoạt toàn bộ tế bào trên diện rộng. Theo cách này, ozon gây hại cho màng tế bào, các axit nucleic và các hợp chất cụ thể. Nó đặc biệt hấp dẫn để chống lại nhiễm trùng, nơi việc sử dụng nó có thể đạt được những mong đợi tốt nhất. Hệ thống bất hoạt của virut bao gồm đông tụ protein và quá trình oxy hóa các nucleobase tạo thành chất ăn mòn nucleic. Nó cũng được sử dụng để sơ tán các loài vô cơ bằng cách sử dụng quá trình oxy hóa trước.

Ozone là một chất ôxy hóa mạnh mẽ trong việc che nắng vì các hỗn hợp tự nhiên bị phân hủy và không giống với clo sẽ không tạo ra hỗn hợp tự nhiên được khử trùng bằng clo. Đối với các chất fulvic và humic, liều lượng ôzôn 1-3 mg ôzôn / mg cacbon có thể ảnh hưởng gần như kết thúc việc loại bỏ bóng râm. Tương tự như vậy, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng 1 mg ozon / lít có thể loại bỏ 10 đơn vị tạo bóng. Tosik đã chứng minh rằng khoảng 1 mg ozon / mg màu là cần thiết để loại bỏ bóng râm 95%, mặc dù thực tế là tỷ lệ này dao động theo loại màu. Tỷ lệ tăng lên khoảng 1,5 cho 100% sơ tán. Nó đã được sử dụng để loại bỏ các hợp chất tạo màu, mùi và vị có trong nước thô được hình thành trong quá trình xử lý nước. Những hợp chất này có nguồn gốc từ sự phân hủy của thực vật, nhưng chúng là kết quả của hoạt động của các sinh vật sống có trong nước. Việc sử dụng hypoclorit như một chất ướt trong khuôn khổ cọ rửa có thể gây ra sự tạo ra hỗn hợp clo và hạt từ ngăn xếp khói của máy chà sàn, cũng như khả năng thải ra mùi chất khử trùng nếu thức ăn tổng hợp không được kiểm soát một cách thích hợp. Việc sử dụng ozone làm chất oxy hóa có thể hạn chế những vấn đề này. Cọ rửa pha chế ướt sử dụng ozone là một giải pháp phù hợp để kiểm soát mùi hương trong những trường hợp có mùi công suất lớn, lưu lượng không khí lớn hoặc không gian hạn chế để đặt một khung kiểm soát mùi hương. Ozone thành công hơn đối với quá trình oxy hóa hỗn hợp không bão hòa. cũng như khả năng thải ra mùi chất khử trùng nếu thức ăn tổng hợp không được kiểm soát một cách thích hợp. Việc sử dụng ozone làm chất oxy hóa có thể hạn chế những vấn đề này. Cọ rửa pha chế ướt sử dụng ozone là một giải pháp phù hợp để kiểm soát mùi hương trong những trường hợp có mùi công suất lớn, lưu lượng không khí lớn hoặc không gian hạn chế để đặt một khung kiểm soát mùi hương. Ozone thành công hơn đối với quá trình oxy hóa hỗn hợp không bão hòa. cũng như khả năng thải ra mùi chất khử trùng nếu thức ăn tổng hợp không được kiểm soát một cách thích hợp. Việc sử dụng ozone làm chất oxy hóa có thể hạn chế những vấn đề này. Cọ rửa pha chế ướt sử dụng ozone là một giải pháp phù hợp để kiểm soát mùi hương trong những trường hợp có mùi công suất lớn, lưu lượng không khí lớn hoặc không gian hạn chế để đặt một khung kiểm soát mùi hương. Ozone thành công hơn đối với quá trình oxy hóa hỗn hợp không bão hòa.

Khử trùng vi sinh vật

Sự thối rữa của ozone trong nước, cấu trúc các gốc tự do hydro peroxy (HO2) và hydroxyl (OH) được bao bọc có tác dụng hạn chế quá trình oxy hóa thổi và chấp nhận một hoạt động làm việc trong kỹ thuật tinh chế. Người ta thường thừa nhận rằng các dạng sống nhỏ bị tiêu diệt khi xét đến quá trình oxy hóa nguyên sinh chất thực hiện quá trình phân chia tế bào (ly giải tế bào). Mức độ đa dạng của quá trình khử nhiễm phụ thuộc vào việc thiếu sự bảo vệ của các sinh vật sống mục tiêu, thời gian tiếp xúc và sự kết hợp của ôzôn. Giardia murisvà các bệnh đường ruột có thể bị vô hiệu hóa bởi ozone như chất khử trùng cơ bản với thời gian tiếp xúc 5 phút và dư lượng ozone từ 0,5 đến 0,6 mg / L đến 3 log và 4 log, một cách độc lập. Gomella và các đối tác đã theo dõi tất cả các xét nghiệm về virus bại liệt trong nước tinh chế ở mức thêm 0,3 mg / L sau khi hoàn thành 3 phút trình bày. Sau đó, họ xem xét mức độ đầy đủ có thể so sánh được khi các chất ô nhiễm lơ lửng trong nước ống dẫn sông Seine và đề xuất sử dụng 0,4 mg / L sau khi tiếp xúc 4 phút.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ loại bỏ thuốc trừ sâu

Ozone được coi là chất oxy hóa để khử thuốc trừ sâu. Tỷ lệ loại bỏ thuốc trừ sâu bằng cách sử dụng ozone không chỉ phụ thuộc vào phản ứng hóa học của thuốc trừ sâu mà còn phụ thuộc vào tính chất của ozone. Ozon hóa có thể xảy ra thông qua phản ứng trực tiếp của ozone với hợp chất thuốc trừ sâu mục tiêu hoặc các sản phẩm gốc được tạo ra từ quá trình phân hủy ozone. Rõ ràng là cần có các điều kiện cụ thể cho khả năng tồn tại của quy trình ozon hóa. Theo cách này, tốc độ di tản tích tụ thuốc trừ sâu bị hạn chế bởi trạng thái sử dụng (pH, nhiệt độ và độ ẩm), loại sử dụng (chất lỏng và hơi), hàm lượng vấn đề tự nhiên, tốc độ sản xuất tập trung ôzôn và kích thước hình học của nó. Do đó, các thông số quy trình quan trọng chi phối hiệu quả của pha lỏng cũng như các phương pháp xử lý bằng ôzôn pha khí được trình bày.

Giai đoạn ôzôn

Các phương pháp xử lý ozone đối với sự phân hủy thuốc trừ sâu chủ yếu được áp dụng trong hai giai đoạn: (1) liên tục sử dụng ozone dạng khí trong môi trường chứa nông sản được lưu trữ hoặc (2) sản phẩm được nhúng hoặc rửa trong nước có chứa ozone (xả Corona là một phương pháp công nghiệp để tạo ôzôn. Trong phương pháp này, ôxy có độ tinh khiết cao (> 90%) được sử dụng làm khí cấp để đạt được sản lượng ôzôn cao hơn. Khi ôzôn ở thể khí được tạo ra, nó có thể được bơm trực tiếp vào khí quyển hoặc truyền vào môi trường thích hợp (nước) để tạo ra ôzôn dạng nước thích hợp để rửa F & V và các ứng dụng khác. Ôzôn rất không ổn định trong pha nước so với pha khí. Thời gian bán hủy của ôzôn là 20 phút trong môi trường nước ở 20 °C, ngược lại 3 ngày ở trạng thái khí (Goncalves, 2009) Ozone nhanh chóng phân hủy thành oxy trong nước.

Nhiệt độ nước và độ pH

Nhiệt độ của nước và nồng độ ôzôn hoà tan trong nước là những yếu tố chính quyết định tốc độ phân huỷ của thuốc trừ sâu. Tương tự như vậy, người ta đã ghi nhận rằng ozon cho thấy khả năng hòa tan trong nước là 12,07 mg. L −1 ở 20 °C. Định luật Henry phát biểu rằng độ hòa tan của ozon giảm khi nhiệt độ nước tăng lên, tuy nhiên, tốc độ phản ứng của ozon cao khi nhiệt độ nước tăng. Heleno FF và cộng sự đã lưu trữ rằng sự tích tụ difenoconazole trong dâu tây đã giảm đi đáng kể với sự mở rộng phép đo lượng ôzôn bị phá vỡ trong nước. Dư lượng difenoconazole giảm 95% so với các mẫu không được xử lý sau một giờ tiếp xúc với ozone ở liều 0,800 mg. L −1. Rice RG, et al đã nghiên cứu mối quan hệ giữa nhiệt độ nước và khả năng hòa tan của ozon. Độ hòa tan của ozone trong nước ở °C là 0,64, trong khi đó là 0,112 ở 40 °C. Điều tra này đưa ra rằng nhiệt độ của nước ngược lại tương ứng với khả năng thanh toán của ôzôn. Tương tự như vậy, khả năng thanh toán của ôzôn tăng lên cùng với sự mở rộng của nước, do sự gần gũi của các vấn đề tự nhiên và khoáng chất xúc tác sự phân huỷ của ôzôn trong nước.

Usharani K và cộng sự đã dự tính tác động của pH đối với việc khử metyl parathion trong nước thải sử dụng nước ozon hóa. Người ta thấy rằng nước được ozon hóa với độ pH đáng chú ý hơn 7 có tác động đáng chú ý nhất đến sự giảm metyl parathion tương phản với nước có độ pH bằng 7 và 3. Sau đó, một lần nữa, Heleno FF, et al nhận thấy rằng không có sự khác biệt lớn trong quá trình sơ tán chlorothalonil trong khoai tây sau khi rửa bằng nước ozon hóa ở các điều kiện pH khác nhau (4, 7, 9 và không thay đổi pH).

Độ ẩm trong pha khí

Độ ẩm đóng một vai trò lớn hơn trong tốc độ tạo ôzôn và tốc độ tái tổ hợp ôzôn ở thể khí. Savi GD và cộng sự đã sử dụng khí ôzôn ở 60μmol.mol −1 trong quá trình bảo quản hạt lúa mì ở các điều kiện độ ẩm khác nhau. Các tác giả nhận thấy rằng dư lượng của organophosphat và pyrethroid ở độ ẩm cao hơn (độ ẩm 20% với w 0,9) bị phá hủy với hiệu quả cao hơn so với hệ thống có độ ẩm thấp hơn (12% độ ẩm với w 0,6). Điều này có thể là do chu kỳ bán rã của ôzôn cao hơn ở độ ẩm cao hơn.

Nồng độ ôzôn và tốc độ sản xuất

de Souza LP, et al (2018b) báo cáo rằng phương pháp xử lý bằng ozone, cả ở thể khí và pha lỏng, đều có hiệu quả trong việc loại bỏ linuron và difenoconazole khỏi cà rốt. Tỷ lệ loại bỏ tăng lên khi tăng nồng độ ozone và thời gian xử lý đạt được tỷ lệ loại bỏ cao nhất ở mức 5 và 10 mg. L −1trong pha khí và nước; tương ứng trong 120 phút. Al-Dabbas MM, et al lưu ý rằng việc xử lý bằng ôzôn đối với sự suy giảm dư lượng cypermethrin và chlorpyrifos trong cà chua phụ thuộc vào thời gian. Do đó, thời gian phơi nhiễm tỷ lệ thuận với tốc độ phân hủy của dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Mặc dù không có giới hạn về nồng độ ozone được sử dụng trong ứng dụng thực phẩm, Heleno FF, et al nhận thấy rằng chất lượng nho thay đổi ở nồng độ ôzôn cao. Bản chất của nho được giữ nguyên khi nó được ngâm trong nước hoa hồng có ozone (nồng độ trung bình là 2 mg L −1), dù sao ở các trọng tâm cao hơn, bản chất của sản phẩm hữu cơ bị suy yếu. Khi ozone được áp dụng ở các tốc độ sản xuất khác nhau, hiệu quả loại bỏ thuốc trừ sâu được tìm thấy tăng với tốc độ ngày càng tăng, do đó lượng thuốc trừ sâu tồn dư trong thực phẩm đạt tiêu chuẩn. Chen JY và cộng sự đã phát triển một máy rửa để loại bỏ thuốc trừ sâu trong rau; phần còn lại được so sánh trong ba điều kiện khác nhau của tốc độ sản xuất ôzôn (không có ôzôn được tạo ra như đối chứng, 250 mg.h −1 và 500 mg.h −1). Tỷ lệ ozone tạo ra cao hơn (500 mg.h −1) làm tăng khả năng loại bỏ 10% và 24%, tương ứng so với tỷ lệ thấp hơn (250 mg.h −1) và điều kiện kiểm soát.

Tạo hình học và kích thước bong bóng được tạo ra

Mức độ khử thuốc trừ sâu bằng rửa ozone phụ thuộc vào hình dạng của vật phẩm được xử lý. Ikeura H và cộng sự tiết lộ rằng rau diếp thích hợp hơn trong việc xử lý vi hạt ôzôn để phân hủy fenitrothion so với cà chua bi. Có ý kiến ​​cho rằng lớp vỏ dày của cà chua bi làm xáo trộn lối vào của ôzôn trên các mô. Kích thước bong bóng là một yếu tố quan trọng để loại bỏ thuốc trừ sâu trong hệ thống nước. Kích thước bong bóng ôzôn quyết định động học của các phản ứng trong lò phản ứng. Các viên nén có đường kính lớn (2-3mm) so với các viên nén nhỏ (<50μm). Về mặt ứng dụng kỹ thuật của chúng, các viên nhỏ li ti hoặc lớn hơn có đường kính (các viên bi lớn thông thường) nhanh chóng nổi lên và vỡ ra trên bề mặt cho thấy khả năng hòa tan trong nước thấp. Trái ngược với các túi khí điển hình, các hạt nhỏ ổn định trong một thời gian dài hơn dưới bề mặt (đặc biệt là dung môi trong nước) và tăng cường khả năng phân hủy hoàn toàn khí trong nước, có thể hình dung được giá trị đối với ứng dụng ozone trong phân hủy hợp chất tự nhiên

Tác động của quá trình ozon hóa đến chất lượng nông sản

Mặc dù quá trình ozon hóa đảm bảo an toàn vi sinh vật và sự phân hủy thuốc trừ sâu trong nông sản có thời hạn sử dụng dài nhưng chất lượng hóa lý, dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm cuối cùng phải được đảm bảo. Mặc dù thực tế là thời gian đo và xử lý ozone cao có khả năng loại bỏ sự tích tụ thuốc trừ sâu, nhưng những điều kiện này trái ngược lại có thể ảnh hưởng đến bản chất của thực phẩm được trồng từ mặt đất. Nhiều nhà nghiên cứu đã ước tính tác động của ôzôn (ở thể nước và thể khí) lên thành phần dinh dưỡng của cam, chanh, táo, dâu tây, sung, đào và dâu đen. Có thể xảy ra các điều chỉnh về hình thái, thối rữa, nhuộm màu, giảm trọng lượng và tạo mùi khó chịu. Hơn nữa, sự hội tụ cao hơn của ozone ở bên ngoài sản phẩm hữu cơ hoặc rau quả được phát hiện là có ảnh hưởng xấu đến hàm lượng dinh dưỡng C.

Đặc điểm cảm quan

Các đặc tính cảm quan hầu hết được coi là một thuộc tính chất lượng. Người tiêu dùng thường mua nông sản dựa trên vẻ ngoài tươi ngon của nó. Màu sắc, mùi, bề mặt, mùi vị và hình thức bên ngoài là những đặc điểm cảm quan cấp thiết cuối cùng đặc trưng cho xu hướng của khách hàng. Các khám phá không phát hiện ra bất kỳ sự tương phản đáng chú ý nào giữa rau diếp và cà chua đã được ozon hóa và đối chứng (không được ozon hóa).

Màu sắc

Màu sắc là thông số quan trọng của nông sản ảnh hưởng đến sở thích của người tiêu dùng. Những thay đổi về màu sắc chủ yếu là do sự thay đổi hàm lượng của các sắc tố tự nhiên như anthocyanins, chất diệp lục và carotenoid do các phản ứng enzym (polyphenol oxidase và peroxidase) và phi enzym. Tuy nhiên, không có sự thay đổi về màu sắc của trái cây và rau quả sau khi xử lý bằng ozone.

Hương thơm

Mùi thơm của sản phẩm tươi bị giảm nghiêm trọng sau khi xử lý bằng ozon. Ví dụ, bảo quản lạnh bằng ozon đối với dâu tây gây ra sự mất mùi thơm có thể đảo ngược được. Các tác giả kết luận rằng quá trình oxy hóa các chất bay hơi do dâu tây giải phóng làm mất mùi thơm. Baur S và cộng sự ghi nhận giảm 40% lượng phát thải este bay hơi trong dâu tây được xử lý bằng ôzôn. Một khi những thay đổi trong các enzym như rượu acyltransferase, hydroperoxide lyase, và lipoxygenase có liên quan đến sinh tổng hợp hương thơm không được phát hiện, thì sự giảm phát thải bay hơi có thể tương quan với sự thay đổi vật lý của bề mặt trái cây.

Tính axit, pH, TSS và tổng số đường

Những thay đổi đáng kể về độ pH và độ axit có thể chuẩn độ của nước trái cây, trái cây và rau quả được xử lý bằng ozone là không phổ biến. Những thay đổi không đáng kể của tổng độ axit và độ pH đã được quan sát thấy trong táo trong quá trình bảo quản trong môi trường được làm giàu bằng ozon. Bầu không khí được làm giàu ozone không gây ra bất kỳ ảnh hưởng tiêu cực nào đến các giá trị pH, Brix và tổng độ axit của nho.

Mặt khác, khi sử dụng Ozone, Minas IS, et al đã phát hiện sự giảm đáng kể về Tổng chất rắn hòa tan (TSS) trong cà rốt cắt nhỏ khi được xử lý bằng nước ôzôn. Quá trình rửa trôi có thể được tăng tốc vì xử lý bằng ôzôn.

Sự vững chắc

Ozone đã được phát hiện là rất hiệu quả trong việc bảo quản độ cứng của táo, cà rốt, quả kiwi, dâu tây và cà chua. Tuy nhiên, quá trình ozon hóa không có tác động đáng kể đến sự suy giảm độ cứng theo thời gian bảo quản. Cà rốt, khi được xử lý ozone ở dạng khí với tỷ lệ 0-5 mg.L -1 và được hòa tan trong nước với nồng độ 0-10 mg.L -1không có thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc cấu trúc. Một số tác động tiêu cực đến độ rắn chắc có thể là do mô bị tổn thương hoặc do sự giảm chuyển động của tế bào do mất nước.

Những thách thức

Trở ngại lớn nhất của việc sử dụng ozone trong việc loại bỏ thuốc trừ sâu là ozone phải tiếp xúc với thuốc trừ sâu, do đó những thách thức là rất lớn khi bề mặt rau củ quả có cấu trúc xù xì hoặc nhiều lông. Việc cung cấp cơ chế kích động trong quá trình xử lý có thể cải thiện sự thâm nhập của ozone để khử trùng hiệu quả. Tuy nhiên, một số cường độ loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu nhất định không thể đạt được thông qua xử lý bằng ôzôn. Mức độ oxy hóa đủ để làm hỏng thuốc trừ sâu phụ thuộc vào loại nuôi dưỡng, độ pH của nước / dung dịch nước, chiến lược trình bày ozone, nồng độ ozone, thời gian xử lý, phương thức sử dụng (khí / nước), hàm lượng ẩm của thực phẩm, điều kiện khí quyển (nhiệt độ / độ ẩm tương đối), và kích thước và hình dạng của buồng xử lý. Ozone có thể gây ra một số thay đổi tiêu cực đối với các thành phần thực phẩm như thay đổi đặc điểm cảm quan, oxy hóa lipid, mất axit ascorbic và carotenoid, phân hủy một số vitamin và hợp chất phenolic, mất anthocyanin, thay đổi màu sắc và các tác động bất lợi khác. Ngoài ra, nó đã được ghi nhận rằng đậu lăng táo bị hỏng khi nồng độ ozone vượt quá 3,25 ppm.

Ưu điểm của ozone trong chế biến thực phẩm

✓ Nó chỉ cần oxy hoặc không khí để sản xuất.

✓ Tiêu diệt vi khuẩn nhanh hơn và tốt hơn so với clo.

✓ Đây là một cách không dùng nhiệt để kiểm soát mầm bệnh và vi sinh vật trong chế biến thực phẩm.

✓ Đây là một giải pháp thay thế không dùng hóa chất để xử lý nước và khử trùng các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm.

✓ Tiết kiệm tiền vì nước không phải đun nóng.

✓ Nó tương thích với chế biến thực phẩm hữu cơ.

✓ Nó có thể được tạo tại chỗ, vì vậy không cần lưu trữ

✓ Nó không để lại dư lượng trong thức ăn hoặc nước uống.

✓ Nó có thể được áp dụng ở trạng thái nước hoặc khí.

Nhược điểm của ozone trong chế biến thực phẩm

✓ Nó có thể làm hỏng cao su và các polyme khác được sử dụng cho các miếng đệm và vòng chữ o.

✓ Thời gian hoạt động của nó trong nước là dưới 30 phút, vì vậy nó không thể được cất giữ hoặc di chuyển.

✓ Giống như clo, ozone không có tính chọn lọc.

✓ Nó sẽ oxy hóa tất cả các vật chất hữu cơ hiện có.

✓ Tùy thuộc vào tải trọng của đất, khả năng tiêu diệt vi sinh vật có thể bị hạn chế. Vì vậy, khi khử trùng nước, nước nên được lọc trước trước khi ozon hóa.

Sức khỏe va sự an toàn

Cũng như các chất oxy hóa mạnh khác, cần có các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng ozone. Cần có hệ thống thông gió, khai thác hoặc khử hoạt tính tốt khi sử dụng ozone vì khí được thoát ra trong hầu hết các quá trình ozon hóa. Giá trị giới hạn ngưỡng của Ozone (TLV) là 0,1 Phần triệu (ppm). Bất cứ điều gì vượt quá ngưỡng đều tiềm ẩn những nguy cơ sức khỏe. Khi hít phải, ozone gây khô miệng, ho và kích ứng mũi, họng và ngực. Ozone cũng có thể gây khó thở, đau đầu hoặc mệt mỏi. Mùi của ozone có thể dễ dàng ngửi thấy ở nồng độ thấp từ 0,01 đến 0,05 ppm – có nghĩa là công nhân có khả năng ngửi thấy nó trước khi nó đạt đến mức nguy hiểm. Việc theo dõi nồng độ ôzôn trong không khí có thể được thực hiện bằng các que thử có bán trên thị trường. Sự thay đổi màu sắc trên các dải được so khớp với thang điểm tiêu chuẩn.

Triển vọng trong tương lai liên quan đến quá trình ozon hóa nên tập trung vào

• So sánh hiệu quả của các dạng ozone khác nhau (pha khí / nước) để phân hủy các loại thuốc trừ sâu khác nhau trên bề mặt thực phẩm.

• Phát triển các thiết bị tiên tiến để chuyển đổi hiệu quả ôxy thành ôzôn và tạo ra ôzôn khí có độ tinh khiết cao hơn được sử dụng để sản xuất ôzôn dạng nước.

• Điều tra việc sản xuất ôzôn nước mà không tạo ôzôn khí trước đó.

• Tốc độ suy giảm của ozone phụ thuộc vào độ tinh khiết của nước; do đó, động học của ôzôn ở một mức độ tinh khiết khác của nước cần phải được nghiên cứu.

• Các nghiên cứu chuyên sâu được yêu cầu để ghi lại hiệu quả của ozone đối với một số lượng lớn thuốc trừ sâu có trên bề mặt thực phẩm. Các tác động đích của xử lý ozone đối với chất lượng thực phẩm phải được nghiên cứu để xác định các giới hạn của công nghệ này.

• Nồng độ ôzôn cao có thể làm phân hủy thuốc trừ sâu nhanh hơn trong thời gian xử lý ngắn hơn, nhưng các tác động tiêu cực có thể xảy ra của nồng độ ôzôn cao do quá trình oxy hóa các hợp chất có lợi cho sức khỏe cần phải được điều tra.

• Các thông số xử lý ôzôn không thể được tổng quát hóa; Các nghiên cứu cụ thể là cần thiết để ứng dụng nó trong các sản phẩm nông nghiệp rất dễ hư hỏng.

• Hiệu quả của quá trình ozon hóa kết hợp với công nghệ không nhiệt khác (hệ thống tích hợp) bao gồm siêu âm, tia cực tím và plasma lạnh hoặc với chất khử trùng / chất bảo quản như clo, dimethyl bicarbonate, axit, hydrogen peroxide, v.v., để phân hủy dư lượng thuốc trừ sâu photpho hữu cơ trong trái cây và rau quả cần được khám phá.

• Tiêu thụ năng lượng ôzôn và các nghiên cứu khả thi về kinh tế cần được thực hiện để khai thác triệt để kỹ thuật này một cách thực tế hơn và khả thi hơn về mặt thương mại.

Kết luận và định hướng trong tương lai

Các ứng dụng hiện tại của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm bao gồm kéo dài thời hạn sử dụng của rau, trái cây và nước ép trái cây; tiệt trùng thiết bị và loại bỏ các chất phụ gia và vi khuẩn không mong muốn trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Ozone có khả năng là một giải pháp ưu việt để loại bỏ thuốc trừ sâu và bảo vệ người tiêu dùng khỏi những tác động xấu của dư lượng thuốc trừ sâu trên bề mặt thực phẩm. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ và các cơ quan quản lý khác đã không áp đặt các hạn chế đối với việc sử dụng ozone làm chất khử trùng, khiến nó trở thành một dự án rất hứa hẹn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Bản chất oxy hóa cao của ozone hoặc các gốc tạo ra trong quá trình ozon hóa gây ra sự phân hủy phân tử của dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Các bằng chứng gần đây đã cho thấy rằng ozone có khả năng đặc biệt trong việc cải thiện sự an toàn và chất lượng của thực phẩm, do đó thu hút sự quan tâm của ngành công nghiệp thực phẩm. Nhìn chung, ozone được công nhận là công nghệ xanh cho ngành công nghiệp thực phẩm vì ứng dụng của nó không gây ra dấu vết độc hại trên thực phẩm.