Đóng góp của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm tại Nhật Bản

 Ozone là tác nhân oxy hóa mạnh mẽ nhất (chỉ sau Flo). Nhờ tính chất này, ozone đã được sử dụng trong khử trùng tại các nhà máy chế biến thực phẩm tại Nhật Bản. Ozone được ưa chuộng và sử dụng phổ biến vì không để lại dư lượng hóa chất độc hại như các chất khử trùng Clo, loại bỏ nỗi lo về trihalomethan (chất có khả năng gây ung thư) nguy hiểm được hình thành. Dựa trên những lợi thế này, ozone đã được sử dụng trong xử lý nước và không khí cho các sản phẩm thực phẩm nguyên liệu thực phẩm và nhà máy chế biến thực phẩm. Sử dụng trong chế biến thực phẩm hiện đang gia tăng ở Nhật Bản. 

Hiện tại, có hơn 500 cơ sở xử lý nước hoặc khí đốt dựa trên ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm trên khắp Nhật Bản và hơn 100.000 nhà máy xử lý thực phẩm tại Nhật Bản. Ứng dụng rộng rãi này là một dấu hiệu rõ ràng về hiệu quả và tính hữu ích của ozone trong ngành công nghiệp thực phẩm. Máy tạo ozone hiện đại tạo ra nồng độ ozone cao với mức tiêu thụ năng lượng ít hơn và không phát sinh bụi kim loại, hạn chế bảo trì. Máy ozone hiện đang được sử dụng rộng rãi trong điều trị chế biến thực phẩm, lưu trữ thực phẩm, cũng như nước uống.

Những lợi thế chính của ozone làm cho nó trở thành một trong những ứng cử viên công nghệ hàng đầu thu hút sự chú ý của ngành công nghiệp thực phẩm. Ozone là một trong những chất khử trùng mạnh nhất để khử trùng vi khuẩn axit lactic (vi khuẩn phổ biến gây hư hỏng thực phẩm) gây ra trong các nhà máy thực phẩm. Ozone dư thừa tự động phân hủy nhanh chóng để tạo ra oxy, và do đó nó không để lại dư lượng trong thực phẩm. Theo quan điểm về cơ chế ảnh hưởng của ozone liên quan đến quá trình oxy hóa và phá hủy thành tế bào và màng tế bào chất; sự khác biệt về độ nhạy cảm với ozone có thể xuất phát từ sự khác biệt về cấu trúc của thành tế bào. Ozone trực tiếp oxy hóa và phá hủy thành tế bào và màng tế bào chất của vi khuẩn, sau đó di chuyển vào tế bào và tác động lên DNA của nó. Vi khuẩn sẽ không phát triển đề kháng với ozone.

Ozone đã được Bộ Y tế và Phúc lợi Nhật Bản chấp thuận sử dụng trong quy trình làm sạch thực phẩm. Việc sử dụng nước ozon hóa đang nhanh chóng mở rộng trong ngành công nghiệp thực phẩm của Nhật Bản, đặc biệt là khử trùng bề mặt thực phẩm, thiết bị chế biến thực phẩm, bộ máy và dụng cụ.

ỨNG DỤNG OZONE TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM VÀ THÀNH PHẦN THỰC PHẨM TẠI NHẬT BẢN

Rau củ và trái cây

Nước ozone là một trong những chất khử trùng hiệu quả nhất trong lĩnh vực thực phẩm, không để lại dư lượng nguy hiểm. Rau và trái cây sau khi được làm sạch bằng nước ozone sẽ tăng thời hạn sử dụng. Cà rốt, cải bắp, rau diếp, táo, cam, nho, ngỗng Trung Quốc, hồng Nhật Bản, củ cải Nhật Bản, dưa chuột, rau bina, giá đỗ, rau mùi tây, dưa hấu và khoai tây đã được xử lý bằng nước với hàm lượng 0,5 mg / L bảo quản được trong thời gian dài.

Sự hiện diện của vi khuẩn trong rau và mô trái cây là nguyên do gây hư hỏng và thiếu an toàn. Chúng chủ yếu là que di động gram âm, que gram dương và cầu khuẩn. Vi khuẩn hình thành axit lactic được tìm thấy trên bề mặt của rau và trái cây bởi vì bước xử lý như cắt, thái có thể là một trong những nguyên nhân chính của ô nhiễm vi khuẩn và các mô bên trong. Tải lượng vi sinh ban đầu của rau ảnh hưởng đến tuổi thọ bảo quản của sản phẩm. Dường như vi khuẩn có thể xâm nhập vào mô thực vật sống bằng các con đường khác nhau. Khi rau được ngâm nước, vi khuẩn sẽ nhân lên trong mô cũng như trong nước muối. Các hợp chất hóa học như sodium hypochlorite, axit hữu cơ và ethanol đã được chứng minh là làm giảm vi sinh vật trên rau và trái cây. Nhưng nồng độ cao của các hợp chất hóa học có thể làm thâm nát sản phẩm và để lại cặn trên sản phẩm, thiết bị. Nước ozone 0,5 - 0,52 mg / L đã được sử dụng rộng rãi trong hơn 60 ngành công nghiệp rau quả như một chất khử trùng, vì nồng độ ở mức đó không bị lạm dụng đối với sản phẩm và ozone còn lại không ở mức độc hại. Khí ozone sủi bọt trong hỗn hợp nước rau diếp làm giảm tải lượng vi sinh vật tự nhiên xuống 1,5 log - 1,9 log trong 5 phút. Giả pháp ozone được áp dụng để xử lý ở quy mô thí điểm nước rửa cà rốt. Ở tốc độ phun ozone 5g/L/h, tổng số coliform giảm 3 log sau 30 phút ozone hóa. Một hỗn hợp không khí ozone (0,02 ppm) và nước ozone hóa (0,3 - 0,5m / L) làm giảm tổng số vi sinh vật của giá đỗ. Nước ozon là một chất khử trùng sản phẩm thực phẩm phổ biến và hiệu quả phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ, chất hữu cơ, thời gian tiếp xúc. Hiệu quả tăng lên khi tăng nồng độ ozone có sẵn.

Cá và hải sản chế biến

Trong ngành thủy sản, cá được xử lý bằng nước ozone hóa để khử trùng và cải thiện chất lượng về mùi. Xử lý tôm đông lạnh hoặc tươi, mực, bạch tuộc, cá thu, cá ngừ, cá vàng và cá hồi bằng dung dịch NaCl 1,5% chứa 2,0 mg / L nước ozone hóa trong 5 phút - 10 phút làm giảm số lượng vi khuẩn. Tuổi thọ lưu trữ của cá nói trên tăng 50% đến 80% khi xử lý nước ozone.

Các nhà máy thủy sản quy mô công nghiệp sử dụng nước ozone hóa để khử hoạt tính của vi khuẩn gây hư hỏng như Vibrio, Salmonella, E. coli và S.aureus. Ozone giảm sự hình thành trimethylamine và thúc đẩy sự bong chất nhờn bề mặt cá. Cá nên được xử lý bằng nước ozone khi còn tươi, vì vi khuẩn đã xâm nhập vào cơ thể cá từ da qua thời gian. Khi đã ngấm và ẩn sâu bên trong thực phẩm sẽ không thể xử lý.

Cá muối bị hư hỏng bởi vi khuẩn chịu mặn hoặc vi khuẩn halophilic của chi, Serratia, Micrococcus, Bacillus, Alcaligenes , Pseudomonas và các loại khác, thường gây ra sự đổi màu. Vi khuẩn sp. là sinh vật hư hỏng chính trên mực khô. Naitoh et al. (1985) đã điều tra khu vực này và trong các thí nghiệm mới đã chỉ ra rằng xử lý ozone đối với mực nang khô làm giảm mức độ của varc Micrococcus, M. caseolyticus, M. colpogenes Rõ ràng là khí ozone được thêm vào mực khô ở nồng độ thấp phản ứng nhanh với Micrococcus để không gây ra sự đổi màu, màu đỏ, hồng, vàng.

Ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc

Vi khuẩn trong bột mì bao gồm các bào tử của Bacillus , vi khuẩn Coliform, Micrococcus, Flavobacterium, Alcaligenes và Serratia . Các bào tử nấm mốc chủ yếu là bào tử của Aspergillus và Penicillium , cùng với một số Alternaria, Cladosporiumvà các chi khác. Số lượng vi khuẩn rất khác nhau từ vài trăm mỗi gram đến hàng ngàn. Bề mặt của một ổ bánh mì mới nướng thực tế không có vi sinh vật sống sót nhưng có thể bị ô nhiễm bởi các bào tử nấm mốc từ không khí trong quá trình làm mát và trước khi bọc. Trong quá trình cắt lát, ô nhiễm có thể xảy ra từ các vi sinh vật trong không khí, trên dao hoặc trên giấy gói. Các chủng nấm mốc chiếm ưu thế được phát hiện trong quy trình sản xuất bánh mì trắng là M. suaverolens, Cladosporium, Aspergillus, Penicillium, Aureobacidium. Tỷ lệ sống của M. suaverolens giảm khi tăng nồng độ ozone hòa tan trong khoảng từ 1 đến 15mg/l và tất cả các tế bào nấm mốc đã bị tiêu diệt hoàn toàn với nước ozone chứa 15mg/l ozone hòa tan ở 25°C trong 5 phút.

Các sản phẩm bánh kẹo

Bánh kẹo có chứa đường, xi-rô, mật ong hoặc chất làm ngọt khác. Ngoài ra, các sản phẩm bánh kẹo có thể chứa các sản phẩm ca cao hoặc sô cô la; sữa khô hoặc các sản phẩm từ sữa khác; các loại hạt, dừa hoặc các loại trái cây khác; các sản phẩm ngũ cốc, bao gồm gạo giòn, tinh bột, gelatin hoặc chất làm đặc khác; gia vị, màu sắc, hương vị hoặc thành phần khác.

Bánh kẹo đường bao gồm bánh, kẹo, kẹo bơ cứng, caramel, kem, và bột nhão. Các bào tử của vi khuẩn có khả năng tồn tại trong quá trình nướng. Các bào tử có thể chịu được nhiệt độ của bánh trong quá trình nướng, không vượt quá 100 ° C hoặc bị ô nhiễm trong quá trình làm lạnh và có thể nảy mầm, phát triển trong ổ bánh nếu điều kiện thuận lợi.

Mốc là nguyên nhân chính gây hư hỏng trong các sản phẩm bánh kẹo, có thể nhìn thấy trên bề mặt sản phẩm hoặc vật liệu đóng gói. Sự tăng trưởng của chúng có thể tạo ra mùi mốc và làm thay đổi mùi vị. Một hương vị xà phòng có thể phát triển trong các sản phẩm có hàm lượng chất béo cao do thủy phân enzyme lipid. Những vi sinh vật này được khử trùng dễ dàng bằng ozone với hàm lượng 10 mg/L.

Thịt và sản phẩm thịt

Thịt có thể thay đổi bởi các enzyme của chính nó và do tác động của vi sinh vật, chất béo có thể bị oxy hóa hóa học. Thực phẩm hư hỏng gây ra mùi chua, do quá trình tự phân giải rất khó phân tách từ tác động của vi sinh vật, đặc biệt là từ sự phân giải protein đơn giản. Vi khuẩn được sinh ra trong quá trình giết mổ, từ dụng cụ cắt mổ, không khí, xe chứa thịt,… tạo điều kiện thuận lợi để vi sinh vật phát triển nhanh chóng.  Ozone được áp dụng để ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp trong quá trình sản xuất thịt và sản phẩm từ thịt.

Nhà máy chế biến

Khử trùng không khí là một phần quan trọng của công nghệ làm sạch của ngành công nghiệp thực phẩm. Khí ozone và nước ozone hóa ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp trong quá trình sản xuất. Môi trường bên trong một nhà máy sản xuất mì Nhật Bản đã được tiếp xúc với ozone 0,05 - 0,18 ppm trong 5 giờ 6 giờ mỗi ngày. Các chất gây ô nhiễm trên không như Lactobacillus fructivorans , gây ra hiện tượng hư hỏng sản phẩm giảm xuống rõ rệt.

Ozone có hiệu quả khử trùng mạnh trong ngành công nghiệp thực phẩm cho rau, quả, cá và chế biến hải sản, ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc, các sản phẩm bánh kẹo, thịt và các sản phẩm thịt, nhà máy chế biến. Điều quan trọng là nồng độ ozone thay đổi tùy theo vật liệu được xử lý, vi sinh vật và điều kiện môi trường.