Озон — мощный окислитель, и его применение в пищевой промышленности требует понимания механизмов взаимодействия с продуктами. В данной статье рассматриваются принципы использования озона для обработки пищевых продуктов, его бактерицидная и противогрибковая активность, а также влияние влажности и этилена на эффективность озонирования.
Озон как окислитель и влияние на питательные вещества
Будучи сильным окислителем, озон потенциально способен снижать содержание лабильных (неустойчивых) питательных веществ — витаминов, белков и липидов. Однако на практике при правильном применении это влияние минимально.
Озон действует преимущественно на поверхность продуктов. Благодаря использованию низких концентраций и коротких экспозиций, изменения в составе продуктов остаются незначительными.
Статус GRAS и безопасность применения
Озон имеет статус GRAS (Generally Recognized as Safe — «общепризнанно безопасный»), подтверждённый экспертами. Это означает, что при соблюдении рекомендованных режимов обработки озон безопасен для применения в пищевой промышленности.
Принципы Куприянова для хранения фруктов
Куприянов сформулировал ключевые принципы применения озона при холодильном хранении фруктов: озонирование должно проводиться при низких температурах, с контролем концентрации и времени экспозиции для достижения оптимального эффекта без повреждения продукции.
Бактерицидная активность озона
Озон проявляет более выраженную бактерицидную активность в воде, чем в воздухе. Это связано с большей растворимостью озона в воде и прямым контактом с микроорганизмами.
Важно учитывать, что при очень низких концентрациях (около 0,2 мг/м³) озон может не уничтожать бактерии, а напротив — ускорять их рост. Это явление известно как гормезис.
При длительном воздействии низких концентраций озона некоторые бактерии способны вырабатывать устойчивость. Поэтому важно применять достаточные концентрации для достижения бактерицидного эффекта.
Противогрибковая активность
Для предотвращения роста грибов на чистой поверхности фруктов достаточно очень низких концентраций озона. Это делает озонирование эффективным методом профилактики грибковых заболеваний.
Однако для уничтожения уже существующих грибковых колоний требуются значительно более высокие концентрации озона. Чем больше развита колония, тем выше должна быть концентрация.
Противогрибковая активность озона возрастает с увеличением влажности воздуха. Это связано с тем, что во влажной среде споры грибов более уязвимы для окислительного воздействия.
Воздействие на дрожжи и плесени
Дрожжи более восприимчивы к озону, чем бактерии. Они легче подвергаются окислительному повреждению, что делает озонирование эффективным методом контроля дрожжевой микрофлоры.
Споры плесневых грибов более устойчивы к озону, чем бактерии. Это объясняется наличием у спор защитных оболочек, снижающих проницаемость для озона.
При хранении продуктов при температуре 0°C озонирование позволяет эффективно контролировать развитие голубой плесени (Penicillium).
Влияние относительной влажности
Скорость разложения озона увеличивается с ростом влажности воздуха. Это означает, что в условиях высокой влажности озон расходуется быстрее.
Оптимальный режим: влажность должна быть достаточно высокой для повышения антимикробной активности озона, но озон должен достигать поверхности продукта до своего разложения.
При настройке систем озонирования необходимо балансировать между влажностью и концентрацией озона для достижения максимальной эффективности.
Роль этилена
Озон активно реагирует с этиленом — газом, выделяемым созревающими и портящимися фруктами. Этилен ускоряет созревание и старение плодов.
При взаимодействии озона с этиленом образуется промежуточное соединение — оксид этилена, который затем распадается до углекислого газа и воды.
Оксид этилена сам по себе обладает антимикробной активностью — он подавляет рост бактерий, грибов и плесени. Таким образом, озонирование обеспечивает двойной эффект: удаление этилена и дополнительное антимикробное действие.
Таблица 5.12. Обобщение применения озона для обработки пищевых продуктов
| Продукт | Применение | Концентрация озона | Результат |
|---|---|---|---|
| Фрукты и овощи | Хранение в холодильных камерах | 0,1–0,3 ppm | Снижение микробной обсеменённости, продление срока хранения |
| Мясо и птица | Обработка поверхности | 0,5–3,0 ppm | Уменьшение бактериальной нагрузки |
| Рыба и морепродукты | Обработка воды и продукции | 0,1–2,0 ppm | Контроль патогенов, устранение запахов |
| Зерно и крупы | Обработка при хранении | 3–50 ppm | Уничтожение вредителей и грибков |
| Яйца | Обработка скорлупы | 0,5–2,0 ppm | Снижение Salmonella |
| Сыры | Созревание и хранение | 0,02–0,05 ppm | Контроль плесени на поверхности |
Выводы
Озон представляет собой эффективный и экологически безопасный инструмент для обработки и хранения пищевых продуктов. При правильном применении — с учётом концентрации, времени экспозиции, температуры и влажности — озон обеспечивает надёжную защиту от микроорганизмов без значительного влияния на качество продукции.
Источники
- В.В. Лунин, В.Г. Самойлович, С.Н. Ткаченко, И.С. Ткаченко. Теория и практика получения и применения озона