Các ứng dụng ozone trong chế biến và vệ sinh thực phẩm

ozone trong bao quan thuc pham

ung dung ozong trong che bien thuc pham

Ozone, là một loại khí 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 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 đời 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 vì ôzôn khử trùng bằng quá trình ôxy 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 nên chi phí vận hành được giảm thiểu. Hơn nữa, vì 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, thiết bị ẩm ướt, 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. Nước sau quá trình rửa cũng được đánh giá là an toàn, thân thiện với con người và môi trường.

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, Lưu trữ và Chế biến Thực phẩm trong Khí và Nước. Sự chấp thuận được công bố vào ngày 26 tháng 6 năm 2001. Vào ngày 21 tháng 12 năm 2001, Cơ quan Thanh 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. 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 như một cách để khử khuẩn, khử mùi.

Trong bài viết này, tác giả 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.

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

Trước giữa 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. 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. 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 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.

FDA

Ozone được FDA chính thức cho phép ứng dụng trong ngành thực phẩm vào năm 2000

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 quy định 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.

Thật không may, sự chấp thuận của GRAS đối với việc khử trùng bằng ôzôn đối với nước đóng chai vào năm 1982 quy định: “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 khi tiếp xúc với các loại thực phẩm cụ thể, đặc biệt là gia cầm. Tuy nhiên, mỗi kiến ​​nghị này đều bị rút lại (không có thành kiến) vì lý do này hay lý do khác.
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 có thể ứng dụng ozone trong ngành thực phẩm như một chất khử trùng và khử mùi mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

ozone ung dung trong xu ly nuoc dong chai scaled

Ozone cũng được cho phép sử dụng trong ngành sản xuất nước đóng chai

Sự khẳng định GRAS của EPRI đã bật đèn xanh cho các nhà chế biến thực phẩm để ứng 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 đối với 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 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.

Ứng dụng và đánh giá về hiệu quả xử lý thực phẩm bằng ozone

Ozone có thể được sử dụng một cách an toàn trong điều trị, bảo quản và chế biến thực phẩm, bao gồm thịt và gia cầm phù hợp với các điều kiện theo quy định sau đây: Các chất phụ gia được sử dụng như một tác nhân kháng khuẩn trong khí hoặc dung dịch nước theo với các tiêu chuẩn hiện hành của ngành về thực hành sản xuất tốt.

681a656d2e5fd4018d4e 1

Ozone được sử đụng dể loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu trên thực phẩm

Bằng “thực hành sản xuất tốt” liên quan đến xử lý bằng ozone, FDA cho phép thực phẩm được tiếp xúc với lượng ozone (nồng độ và thời gian tiếp xúc) đủ để đạt được (các) mục đích đã định. Nói chung, nhưng chắc chắn khi sử dụng ozone, “nếu một chút ozone cung cấp lượng lợi ích ‘X’, thì càng nhiều ozone sẽ mang lại nhiều lợi ích hơn.” Có hai vấn đề chính cần xem xét: (1) Mức độ tiếp xúc tối thiểu với ozone là cần thiết để mang lại lợi ích chống vi khuẩn trên các thực phẩm cụ thể, và nhưng hàm lượng ozone cao hơn có thể làm hỏng thực phẩm mà nó được sử dụng hoặc dẫn đến thoát khí ôzôn đủ để vi phạm mức độ phơi nhiễm cho phép của Cơ quan Quản lý Sức khỏe và An toàn Nghề nghiệp Hoa Kỳ (OSHA) và / hoặc giới hạn môi trường EPA?

Người sử dụng ozone không nên bổ sung quá nhiều ozone vào sản phẩm thực phẩm. Ngoài việc tăng chi phí cung cấp lượng ozone dư thừa, chúng cũng có thể gây thiệt hại đối với sản phẩm thực phẩm – chẳng hạn như tẩy trắng cà rốt và bông cải xanh, hoặc phá vỡ lớp phủ trên quả việt quất. Do đó, người sử dụng ozone cần có trách nhiệm tiến hành thử nghiệm và đánh giá đầy đủ ozone để kiểm soát vi sinh vật trên các loại thực phẩm cụ thể, để xác định rõ mức phơi nhiễm ozone tối thiểu và tối đa mà thực phẩm đó yêu cầu.

Liên quan đến việc sử dụng ozone trong khử trùng tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện cho thấy những lợi ích khác nhau, từ việc giảm tải lượng vi sinh vật đến tăng thời hạn sử dụng của nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác nhau. Mặc dù trọng tâm của bài viết này là về lời hứa của ozone như một chất khử trùng cho bề mặt thiết bị thực phẩm, có một số ứng dụng xử lý tiếp xúc trực tiếp gần đây cần lưu ý. Ví dụ, Strickland Produce Co sử dụng hệ thống lọc và ozone để chế biến món salad tươi sống của mình và đã báo cáo rằng hệ thống này cung cấp cho công ty sự đảm bảo tốt hơn về an toàn thực phẩm, cải thiện thời hạn sử dụng và giảm đáng kể lượng nước sử dụng của nhà máy. Kết quả từ hệ thống ozone của North Coast Seafood Co. để chế biến cá cho thấy thời hạn sử dụng của cá trắng tăng khoảng 50%.

ozone trong bao quan thuc pham

Thực phẩm sau khi được làm sạch với ozone có thể lưu trữ lâu hơn

Cho đến gần đây, nước ozon chưa được xác nhận là chất tẩy rửa khử trùng cho các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm như bàn cắt, hoặc cho các bề mặt không tiếp xúc với thực phẩm như sàn nhà. Năm 1999, trong một trong những nghiên cứu đầu tiên về việc sử dụng ozone làm chất khử trùng cho các thiết bị chế biến thực phẩm, tác giả nghiên cứu Hampson đã chỉ ra rằng có thể giảm tải lượng vi sinh vật bằng cách phun nước ozon hóa lên các bề mặt này.

Địa điểm của thử nghiệm ban đầu này là nhà máy thí điểm rau quả tại Khoa Dinh dưỡng và Khoa học Thực phẩm của Đại học Bách khoa California (San Luis Obispo, CA). Hệ thống ôzôn được sử dụng trong nghiên cứu có thể cung cấp một liều lượng ôzôn là 2,0 ppm thông qua một đĩa phun cầm tay 10 gpm, thường cung cấp một liều lượng dư (có thể đo được) khoảng 1,5 ppm dung dịch ôzôn trong nước. Giám sát ôzôn môi trường được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị theo dõi môi trường xung quanh và nồng độ trong dung dịch được xác minh bằng thiết bị theo dõi ôzôn hòa tan.
Các bề mặt khác nhau trong cơ sở được phun nước ozon hóa trong một phút. Các bề mặt thử nghiệm bao gồm một ống trộn bằng thép không gỉ, được đánh bóng và mặt bàn, một tấm che bằng thép không gỉ, một ống thoát sàn trung tâm, một thùng vận chuyển bằng nhựa và hai vị trí trên sàn bê tông phủ epoxy chống trượt. Các khu vực thử nghiệm không được làm sạch trước khi vệ sinh, vì vậy chỉ có thể đo hiệu quả của quá trình rửa bằng phun ôzôn. Thử nghiệm được lặp lại bốn lần và tải lượng vi sinh vật của khu vực 100 cm 2 được đo trước và sau khi sử dụng ozone, sử dụng cả đĩa hiếu khí và phát quang sinh học (Bảng 1).

Kết quả chỉ ra rằng ozone được áp dụng như một chất rửa phun có hiệu quả trong việc giảm tải lượng vi sinh vật trong môi trường chế biến. Hệ thống thoát nước gặp vấn đề trong quá trình thử nghiệm do nước ozon hóa chảy vào cống đã rửa qua rãnh thoát nước trung tâm dài. Thử nghiệm thứ hai trên cống trong hai phút tiếp xúc đã làm giảm tải lượng vi sinh vật.

Một ưu điểm của ozone là khả năng dễ dàng oxy hóa các vi sinh vật trong dung dịch, do đó một khi bề mặt được xịt rửa, các vi sinh vật được nâng lên khỏi bề mặt sẽ bị tiêu diệt khi chúng đi vào trong đường cống. Dữ liệu nghiên cứu của Hampson đại diện cho một loạt các bài kiểm tra trong khoảng thời gian hai tuần, với các đánh giá được thực hiện sau 3 ngày. Với việc sử dụng liên tục hoặc hàng ngày, nghiên cứu tập trung ban đầu về việc áp dụng công nghệ ozone vào vệ sinh bề mặt cho thấy rằng có thể kỳ vọng rằng tải lượng vi sinh vật sẽ được loại bỏ đáng kể tại tất cả các vị trí tiếp xúc với ozone. Năm 2002, dữ liệu mới thu được từ quy trình chứng nhận nghiêm ngặt cho thấy hiệu quả của công nghệ ozone khi nó được áp dụng cho các mục đích vệ sinh đã được cải thiện đáng kể.

Một vấn đề quan trọng trong vệ sinh nhà máy thực phẩm, đặc biệt là ở các nhà máy được USDA kiểm tra là phê duyệt theo quy định đối với hệ thống hoặc hợp chất vệ sinh. Với việc ngừng các chất độc quyền của USDA và chương trình phê duyệt, niêm yết hợp chất phi thực phẩm vào năm 1998, tình trạng của ôzôn đối với vệ sinh vẫn chưa được xác định. Chương trình Đăng ký Hợp chất Phi thực phẩm của NSF như một phần tiếp theo của chương trình USDA, cung cấp cho các nhà cung cấp công nghệ cơ hội tham gia vào quá trình đo điểm chuẩn như vậy để đạt được trạng thái đăng ký với NSF International. Các hệ thống đạt được chứng nhận này có thể được các nhà chế biến thực phẩm coi là “được USDA chấp thuận” để vệ sinh các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm và không tiếp xúc với thực phẩm trong nhà máy của họ.

Gần đây, kết quả từ nghiên cứu đầu tiên đánh giá nước ozon hóa theo tiêu chuẩn EPA về vệ sinh đã xác nhận hiệu quả của ozone như một chất khử trùng cho các bề mặt, bao gồm cả thiết bị chế biến tiếp xúc với thực phẩm. Thử nghiệm hiệu quả kháng khuẩn và độ an toàn của hai hệ thống vệ sinh bề mặt ozone di động (DEL Ozone, San Luis Obispo, CA) được thực hiện bởi Toxicology Group, LLC, một bộ phận của NSF International, theo các yêu cầu thử nghiệm và hiệu suất do EPA xây dựng. Các nhà đánh giá đã đánh giá các hệ thống vệ sinh ozone này dựa trên các tiêu chuẩn thử nghiệm và hiệu suất cho cả các tuyên bố về hiệu quả phổ rộng và bệnh viện / môi trường y tế, đồng thời thực hiện thử nghiệm nhân chứng về hiệu suất kháng khuẩn của ozone được đo bằng Phương pháp chính thức quốc tế AOAC 961.02, Sản phẩm phun diệt khuẩn như Thử nghiệm chất khử trùng.

Ông sau khi thực hiện thí nghiệm, kết quả khử trùng chỉ ra mức giảm phần trăm đối với các vi sinh vật cụ thể được thử nghiệm, và khi so sánh với nghiên cứu năm 1999 của Hampson được trích dẫn trước đó cho thấy mức độ hiệu quả tăng lên của công nghệ ozone cải tiến đã đạt được trong vài năm qua:

Escherichia coli * (ATCG 11229) ……… ………… 99,999%

Aspergillusfiavus (ATCC 9296) ………………… 99,99%

Brettanomyces bruxellensis (ATCC 10560) ………………… 99,99%

Campylobacterjejuni (ATCC 33250) ………………… 99,99%

Listeria monoytogenes (ATCC 7644) ………………… 99,99%

Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) ………………… 99,9999%

Salmonella choleraesuis (ATCC 10708) ………………… 99,9999%

Staphylococcus aureus (ATCC 6538) ………………… 99,9999%

Trichophyton mentagropphytes (ATCC 9533) ………………… 99,9999%
Hầu hết các công ty đang thay đổi phương thức vệ sinh trong quy trình chế biến thực phẩm bao gồm việc sử dụng ozone như một phần của vệ sinh bề mặt thực phẩm. Đối với các máy pha cà phê, một phân tích chi phí gần đây của một hệ thống vệ sinh bề mặt ozone di động do một cơ sở chế biến thực phẩm thực hiện cho thấy nhà chế biến đã giảm quy trình vệ sinh bề mặt từ bốn bước xuống còn hai bước, do đó giảm lượng nước sử dụng hàng ngày cho quá trình vệ sinh từ 15.000 gallon đến 6.000 gallon (Bảng 2).

ozone trong che bien thuc pham

Không chỉ ứng dụng trong gia đình, ozone được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy chế biến thực phẩm

Cơ sở rộng 42.000m2 bao gồm 20 dây chuyền chế biến hoạt động khoảng 300 ngày mỗi năm, 24 giờ mỗi ngày. Lợi tức đầu tư cho cơ sở được tính toán dựa trên việc giảm chi phí hóa chất và phí xử lý nước thải (dựa trên việc giảm lượng nước sử dụng hàng ngày). Thông qua việc sử dụng hệ thống vệ sinh bề mặt ozone di động, quá trình thực phẩm có thể đạt được khoản tiết kiệm hàng năm là 18.960 đô la. Việc kết hợp hệ thống ozone cho quy trình vệ sinh của công ty cũng cho phép thêm một giờ sản xuất trên 24 giờ hoạt động, tương đương với 7200 giờ sản xuất bổ sung mỗi năm cho bộ xử lý.

Phần kết luận

Sự chấp thuận chính thức về quy định của FDA (và của USDA / FSIS) cho việc sử dụng ozone làm chất kháng khuẩn khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm sẽ xóa bỏ rào cản quy định đã cản trở việc áp dụng ozone vào thực phẩm ở Hoa Kỳ và sẽ trấn an quá trình chế biến thực phẩm các công ty mong muốn cải thiện chất lượng sản phẩm của họ bằng các phương pháp tiếp cận liên quan đến ozone.
Ngoài ra, vì ozone không cần lưu trữ hoặc cần cân nhắc xử lý hoặc trộn đặc biệt, nó có thể được coi là có lợi hơn so với các chất khử trùng hóa học khác được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm cho mục đích vệ sinh. Một số người có thể cho rằng ozone không để lại dư lượng độc hại. Ozone có thể được coi là một chế độ khử trùng miễn phí để giúp duy trì sự sạch sẽ và vệ sinh chung của bất kỳ cơ sở chế biến thực phẩm nào.

Bạn cũng có thể thích...

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.