Ozone, một loại khí là dạng oxy triatomic, đã được sử dụng trong nhiều năm trong các ứng dụng như xử lý nước đô thị và nước đóng chai. Trên thực tế, nó đã được sử dụng làm chất khử trùng trong nước uống từ năm 1893, làm chất bảo quản thực phẩm để bảo quản thịt từ năm 1909, và được phát hiện là ngăn chặn sự phát triển của nấm men và nấm mốc trong quá trình bảo quản trái cây vào năm 1939. Ozone đã đã có một 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 vì ôzôn khử trùng bằng các quá trình ôxi hóa. Ozone không hoạt động như một chất độc toàn thân đối với vi sinh vật, mà chúng tiêu diệt bằng quá trình oxy hóa. Do đó, vi sinh vật không thể xây dựng bất kỳ khả năng chống lại quá trình oxy hóa nào.
Là một chất khử trùng thân thiện với môi trường, ozone hiện đang được sử dụng trên toàn thế giới như một chất thay thế cho chất khử trùng clo trong nhiều phân khúc của ngành công nghiệp thực phẩm. Nước ozone hóa tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả đồng thời, vì nó được tạo ra tại chỗ nên việc sử dụng nó giúp loại bỏ nhu cầu nhân sự xử lý, trộn và xử lý các hóa chất mạnh để vệ sinh. Hơn nữa, vì ozone dễ dàng trở lại thành oxy, một sản phẩm cuối cùng không để lại cặn trên bề mặt tiếp xúc. Nước ozone có thể được phun trực tiếp lên sàn nhà, cống rãnh, tường, thiết bị có thể thấm ướt, bể chứa (bên ngoài và bên trong) và phòng sạch thông qua hệ thống di động hoặc tập trung với máy phun áp suất thấp cầm tay hoặc thả xuống. Việc sử dụng nước ozone để vệ sinh trong các cơ sở thực phẩm và đồ uống sẽ loại bỏ và/hoặc ngăn chặn màng sinh học.
Lịch sử ứng dụng ozone trong công nghiệp thực phẩm
Tháng 8 năm 2000, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã chính thức phê duyệt việc sử dụng ozone như một chất kháng khuẩn để xử lý, bảo quản và chế biến thực phẩm ở các pha khí và nước. Đến ngày 26 tháng 6 năm 2001, công bố chính thức được ban hành.
Vào ngày 21 tháng 12 năm 2001, Cục Thanh tra và An toàn Thực phẩm của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA/FSIS) đã phê chuẩn việc sử dụng ôzôn khi tiếp xúc với thịt và gia cầm, từ sản phẩm sống cho đến tươi nấu chín và các sản phẩm ngay trước khi đóng gói. Ngoài việc khử trùng thực phẩm khi 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 phần trong nỗ lực vệ sinh của công ty thực phẩm.
Vào đầu những năm 1980, Hiệp hội Nước đóng chai Quốc tế (IBWA) đã kiến nghị với FDA khẳng định rằng việc áp dụng ozone để khử trùng nước đóng chai trong các điều kiện quy định được Công nhận Chung là An toàn (GRAS). Các điều kiện bao gồm liều lượng ozone tối đa 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 ôzôn trong nước đóng chai và vào năm 1982, đã 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 ôzôn. Sau đó, FDA cũng đã phê duyệt việc sử dụng ozone làm chất khử trùngcho các dây chuyền xử lý nước đóng chai theo một bản kiến nghị GRAS tương tự.
Vào tháng 6 năm 1997, một hội đồng chuyên gia gồm các nhà khoa học thực phẩm do Viện Nghiên cứu Điện năng (EPRI) có trụ sở tại Palo Alto, CA triệu tập đã kết luận như sau: “Thông tin hiện có hỗ trợ sự an toàn của ôzôn khi được sử dụng làm chất khử trùng hoặc vệ sinh thực phẩm, v.v. rằng thông tin có sẵn hỗ trợ phân loại GRAS của ozone như một chất khử trùng hoặc khử trùng cho thực phẩm khi được sử dụng ở mức độ và bằng phương pháp ứng dụng phù hợp với thực hành sản xuất tốt” (nhấn mạnh của tác giả).
Xác nhận GRAS của EPRI đã bật đèn xanh rõ ràng cho các nhà chế biến thực phẩm thử nghiệm 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 do FDA công bố trong Đăng ký Liên bang tiếp tục làm phiền nhiều nhà chế biến thực phẩm và làm chậm quá trình chấp nhận ozone rộng rãi hơn trong ngành 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 đặc tính kháng khuẩn của ozone. Do đó, vào giữa năm 1999, FDA đã đề xuất với EPRI rằng một FAP duy nhất sẽ cung cấp cho FDA dữ liệu cụ thể cho thấy 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 phê duyệt, sẽ vượt qua yêu cầu của quy định GRAS năm 1982 về “việc sử dụng ôzôn cho các thực phẩm khác.” EPPJ đã đồng ý với cách tiếp cận này và, với sự hỗ trợ đáng kể từ một số tổ chức chế biến thực phẩm có quan tâm, đã phát triển một FAP như vậy và chính thức đệ trình nó lên FDA vào tháng 8 năm 2000. Sự chấp thuận của FDA đối với FAP này đã được công bố vào ngày 26 tháng 6 năm 2001 trên tạp chí Đăng ký liên bang. Cuối năm đó, USDA/FSIS đã phê duyệt ozone để sử dụng cho các sản phẩm thịt và gia cầm, bao gồm cả việc xử lý các sản phẩm thịt và gia cầm ăn liền ngay trước khi đóng gói, không có vấn đề về ghi nhãn liên quan đến sản phẩm được xử lý.
Ozone có thể khử độc thực phẩm cả trong công nghiệp và dân dụng
Các ứng dụng thực tế của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm
Ozone có thể được sử dụng một cách an toàn trong xử lý, bảo quản và chế biến thực phẩm, bao gồm cả thịt và gia cầm theo các điều kiện quy định sau:
– Thực phẩm tiếp xúc với đủ ôzôn (nồng độ và thời gian tiếp xúc) đủ để đạt được (các) mục đích dự kiến.
– Các loại thực phẩm khác nhau yêu cầu thời gian tiếp xúc với ozone khác nhau
Thực tế, các chuyên gia đã nghiên cứu và đưa ra kết quả khử trùng trên thực phẩm đối với các loại vi sinh vật như sau:
• 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%
• Mentagropphytes Trichophyton
(ATCC 9533) ………………… 99,9999%
• 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%
• Mentagropphytes Trichophyton
(ATCC 9533) ………………… 99,9999%