CC BY
210VIII Международная научно-практическая конференция УДК 664.8.036.522
Бурак Леонид Чеславович Burak Leonid Cheslavovich
Канд. техн. наук, директор Ph. D , direktop Сапач Александр Николаевич Sapach Aleksandr Nikolaevich
Инженер- химик Общество с ограниченной Ответственностью «БЕЛРОСАКВА» BELROSAKVA Limited Liability Company
ОЗОНОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ КАК СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
OZONE TECHNOLOGY AS A METHOD FOR STORING FOOD
Аннотация. Проблема загрязнения пищевых продуктов требует постоянного действенного контроля на каждом этапе производственного процесса. Не менее важными факторами в пищевой промышленности являются высокое качество и безопасность продукции. Порча пищевых продуктов, происходящая в результате биохимических процессов вызываемых действием микроорганизмов, является одной из самых больших проблем пищевой промышленности. Технология консервирования продуктов на основе озона снижает эти биохимические реакции. Озон - сильный дезинфицирующий газ, который используется для консервирования, он обладает мощным противомикробным действием против вирусов, бактерий, плесени и грибков, защищая пищу от разложения. Озоновой технологии уделяется большое внимание, поскольку обработка не оставляет остаточного количества озона в пищевых продуктах. Кроме того, этот метод продлевает срок годности пищевых продуктов, что является основной проблемой для производителей продуктов питания, а пищевая промышленность нуждается в безопасных и экологически чистых технологиях. В этой статье рассматривается применение озона в различных пищевых продуктах в зависимости от их физико-химических и микробных свойств. Многие исследователи уделяли особое внимание на свойствах и применении озона, доказывая, что технология обработки озоном может применяться ко всем типам пищевых продуктов, от фруктов, овощей, специй, мяса и морепродуктов до напитков. Обобщение этих работ, представленное в этом обзоре, может быть полезным для определения соответствующих условий обработки озоном и факторов, влияющих на повышение качества и безопасности пищевых продуктов. Также в статье дается
«Вопросы развития современной науки и техники» критическая оценка преимуществ и недостатков озона в контексте его применения в пищевой промышленности.
Abstract. The problem of food contamination requires constant effective monitoring at every stage of the production process. High quality and safety of products are equally important factors in the food industry. Food spoilage, which occurs as a result of biochemical processes caused by the action of microorganisms, is one of the biggest problems in the food industry. Ozone-based canning technology reduces these biochemical reactions. Ozone is a powerful disinfectant gas that is used for canning and has a powerful antimicrobial effect against viruses, bacteria, mold and fungi, protecting food from decay. Much attention is paid to ozone technology as the treatment does not leave residual ozone in food. In addition, this method extends the shelf life of food products, which is a major concern for food manufacturers, and the food industry needs safe and environmentally friendly technologies. This article discusses the use of ozone in various foods, depending on their physicochemical and microbial properties. Many researchers have focused on the properties and applications of ozone, proving that ozone treatment technology can be applied to all types of foods, from fruits, vegetables, spices, meat and seafood to beverages. The summarization of these works presented in this review can be useful in determining the appropriate ozone treatment conditions and factors influencing the improvement of food quality and safety. The article also provides a critical assessment of the advantages and disadvantages of ozone in the context of its application in the food industry.
Ключевые слова, озон, пищевая промышленность, микроорганизмы, консервирование, фрукты, овощи, мясо, качество, безопасность.
Keywords. ozone, food industry, microorganisms, canning, fruits, vegetables, meat, quality,
safety.
Введение
Основными проблемами, с которыми приходится сталкиваться при разработке пищевых технологий для производства пищевых продуктов, которые будут соответствовать ожиданиям потребителей являются сохранение безопасных, «здоровых», более качественных и менее обработанных пищевых продуктов . Несмотря на то, что существует множество методов обеззараживания, которые не только сохраняют пищевые продукты и контролируют рост микроорганизмов в пищевых продуктах, но и обеспечивают целостность химического состава, безопасность по-прежнему остается ключевой
VIII Международная научно-практическая конференция задачей в пищевой промышленности. Обработка озоном - один из многих
существующих процессов, которые способствуют повышению безопасности и
качества пищевых продуктов.
Озонирование - это химический метод обеззараживания пищевых продуктов, который включает воздействие озона на загрязненные пищевые продукты (фрукты, овощи, напитки, специи, травы, мясо, рыбу и т. д.) водным раствором или и / или газовой фазе. Во время озонирования инактивация микроорганизмов достигается в газовой фазе при постоянном давлении, скорости потока и определенной концентрации озона в зависимости от уровня загрязнения [1]. Использование озона в качестве обеззараживающего агента вместо традиционных агентов, таких как хлор, оправдано его значительными окислительными свойствами. Он примерно на 50% сильнее хлора и, следовательно, обладает широким спектром антибактериальных свойств. Бактерицидное действие озона подтверждено на большом количестве микроорганизмов, включая грамположительные и грамотрицательные, а также на спорах бактерий [2].
Он способен инактивировать такие микроорганизмы, как вирусы, бактерии, плесень и дрожжи, за короткое время контакта [3]. Он был протестирован в основном на всех пищевых продуктах во время обработки и хранения, чтобы подтвердить безопасность, и в результате увеличили срок годности продуктов [4]. Озон также снижает ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде) сточных вод в процессе промывки [5]. Таким образом, озон является зеленой технологией из-за уменьшения накопления неорганических отходов в окружающей среде [6]. Более того, быстрое разложение кислорода и отсутствие токсичных остатков в продуктах питания приводит к созданию этой чистой и приемлемой для окружающей среды технологии. Применение озона не только улучшает микробиологическую безопасность пищевых продуктов, но и продлевает срок их хранения без существенного изменения их питательных, химических и физических свойств.
«Вопросы развития современной науки и техники» Как мощное противомикробное вещество, озон в течение многих лет
использовался для дезинфекции воды для различных целей, включая питьевую
(вода в бутылках), плавание (бассейны), спа, морские аквариумы, для
предотвращения загрязнения градирен, а также для обработки городских вод и
канализации. Кроме того, его можно использовать при производстве мяса,
овощей, фруктов, рыбы, а также при производстве пряностей и напитков. [7,8].
Однако следует учитывать и токсичность озона, поэтому важно контролировать
дозу озона и обслуживающий персонал, который может подвергнуться
воздействию озона на рабочем месте. Этот обзор является сбором информации,
которая будет способствовать выявлению основных достижений, указывающих
на то, что еще необходимо использовать для открытия дальнейших областей
исследований.
2. Результаты обзора
2.1. Оборудование для обработки озоном
В пищевой промышленности при обработке озоном может использоваться озон в водной и / или газовой фазах. На практике системы обработки озона имеют несколько основных компонентов: газ (воздух или чистый кислород), генератор озона, источник электроэнергии, контактор (если озон находится в водной фазе), реактор, блок удаления избыточных газов, и анализатор озона. Обычно в генераторах коронного разряда в качестве источника кислорода для преобразования в озон используется сухой воздух или чистый кислород. Если используется воздух, необходимо высушить его до точки конденсации 65 ОС, чтобы повысить эффективность обработки озоном и предотвратить образование оксидов азота, которые ускоряют коррозию электродов. Обычно цеолитные башни, которые действуют как молекулярные экраны, используются для производства чистого кислорода, препятствуя образованию соединений азота в воздухе. Воздух также следует охлаждать из-за быстрого разложения озона на кислород при температурах выше 30 ОС. Во время обработки озоном устройства обычно работают на низкой частоте (50-60 Гц) и высоком напряжении (> 20 ООО В), но передовые технологии требуют более высокой частоты (1000-2000 Гц) и
VIII Международная научно-практическая конференция 10 000 В, потому что только в этом случае они более эффективны. В системах
очистки воды на основе озона используются контакторы для передачи
образующегося озона в воду для дезинфекции. В зависимости от цели обработки
озоном различают два основных контактора: с пузырьковыми диффузионными
камерами и с турбинным реактором. Было изучено, что многоколонный
контактор с пузырьковым диффузором является продуктивным переносом.
Кроме того, любые контактные камеры, турбинные диффузоры и статические
мешалки могут быть полезны в ускорении газообразного озона для обеспечения
перемешивания и максимального контакта. После обработки озоном излишки
озона должны быть удалены из соображений безопасности. Его можно разбавить
воздухом в случае небольших очистных процессов или разрушить
каталитическим разложением или абсорбцией влажным гранулированным
активированным углем в случае крупных очистных сооружений [9]. Было
предложена упрощенная схема устройства для обработки озоном в газовой среде
для лабораторных целей, включающую обработку загрязненного озоном
растительного материала. Устройство позволяет проводить обработку озоном в
реакторе (цилиндрическая камера из стекла и стали), в котором загрязненный
образец непрерывно обрабатывается смесью озона и кислорода. Кроме того,
устройство оснащено системой управления с механизмом тряски и вращения,
напрямую связанной с реактором, тем самым усиливая движение растительного
материала внутри камеры. Анализаторы озона позволяют определять
концентрацию озона на входе и выходе. С другой стороны, аппарат для озона
обработки в водной фазе состоит из аналогичных элементов, но рН раствора
пробы в реакторе необходимо постоянно контролировать [10,11].
Водные растворы озона важны на практике для дезинфекции и очистки воды. Озон, растворенный в воде, распадается намного быстрее, чем растворенный в кислороде или воздухе. Его растворимость в воде в 10 раз выше, чем в кислороде. Он растворяется в воде при рН ниже 7, где он не вступает в реакцию с водой и находится в форме молекул. Повышение рН вызывает спонтанное разложение озона, что приводит к образованию высокоактивных
«Вопросы развития современной науки и техники» свободных радикалов, таких как гидроксильные радикалы, а также ионов
кислорода и гидроксида, особенно при рН выше 7,5. Считается, что
окислительный потенциал гидроксильных радикалов выше (2,80 В), чем для
озона (2,07 В). При рН 8 почти половина введенного озона разлагается до
различных промежуточных форм и до кислорода за время не более 10 . [12].
Распад озона приводит к образованию следующих радикалов: гидропероксила
(Н02), гидроксила (ОН) и супероксида (02-). Эти свободные радикалы обладают
большой окислительной способностью. Стабильность озона определяется
качеством воды, а также чистотой - он разлагается в течение от нескольких
секунд до часов. Скорость разложения озона до кислорода в загрязненных
растворах выше, чем в чистой воде [13]. Этот факт был подтвержден Хиллом и
Райсом (1982), которые пришли к выводу, что озон разлагается на 50% в течение
20 минут при 20 ° С как в дистиллированной, так и в водопроводной воде, и
только на 10% в течение 85 минут при 20 ° С. в бидистиллированной воде [14].
В природных водах разложение озона первоначально характеризуется быстрым
падением концентрации озона, после чего наступает фаза разложения озона в
соответствии с кинетикой реакции первого порядка. Вводится вторичный период
полураспада, который представляет собой время, необходимое для снижения
концентрации озона с 50% до 25%. Однако растворимость озона также зависит
от температуры. Чем выше температура воды, тем ниже ее растворимость.
Например, озон более растворим в воде при 0 ° С (0,6401 озона / л воды), чем при
более высокой температуре ¡60 ° С, где он нерастворим [15]. Помимо рН, на
стабильность озона в водной фазе также влияет щелочность (концентрация
карбонатов), а также содержание органических веществ. Срок действия озона в
водном растворе короче при более высоком рН и более высоком содержании
органического вещества и ниже при наличии карбонатов.
Озон распадается в воде на свободные радикалы, содержащие неспаренные электрон-гидроксильные (ОН) радикалы, которые являются результатом непрямого пути реакции. Как уже упоминалось, радикалы ОН обладают более сильной окислительной способностью, чем озон. Как и в
VIII Международная научно-практическая конференция большинстве нестабильных соединений радикалы напрямую вступают в
реакцию с другой молекулой, возвращая недостающий электрон.
2.2. Озон в газовой фазе
В отличие от жидкой формы чистый газообразный озон относительно безопасен и кинетически стабилен под давлением в несколько кПа при комнатной температуре. Теоретическое разложение озона, определенное по частоте столкновений, под давлением 101,3 кПа при 298 К составляет всего 0,2% в год. Кроме того, следует отметить, что любое загрязнение, а также поверхностные реакции могут привести к цепным реакциям, которые под высоким давлением делают озон опасным веществом [16]. Однако смесь газообразного озона с кислородом или воздухом предпочтительно использовать вместо чистого озона во время обработки озоном. Пределы взрываемости озоно-кислородной смеси зависят от нескольких факторов, включая концентрацию озона, температуру, давление, присутствие загрязняющих веществ и катализаторов, а также размер и объем реактора. Фактически, из-за высокого риска использования чистого озона в жидкой и газовой фазах озон практически производится на месте. Безопасными считаются смеси, содержащие более 9-16 мол. % озона; максимальное значение может быть достигнуто при соблюдении особых мер предосторожности. Выше этих уровней под давлением воздуха и при температуре окружающей среды происходит самопроизвольный взрыв. Однако, независимо от дозы озона, следует избегать быстрых изменений давления и температуры, а также механических ударов и использования грязного оборудования для обеспечения безопасности в процессе работы [17]. Кроме того, риск взрыва выше при понижении температуры и ниже при повышении давления. Возможно также производить озон, содержащий примерно 40% массы кислорода при низких температурах, соответственно, а также генерировать его под давлением 1,3 МПа. Следует обратить внимание на то, что при температурах, близких к температуре кипения кислорода (90,2 К) озоно-кислородные смеси разделяются на слои более концентрированные и менее насыщенные. При работе
«Вопросы развития современной науки и техники» с высококонцентрированными смесями температура должна быть не ниже 95 К
В отличие от жидкого состояния газообразный озон имеет более длительный период.
2.3.Достоинства и недостатки озонирования
Основным преимуществом обработки озоном, скорее всего, является отсутствие остаточного количества в обрабатываемых продуктах и объектах. В отличие от химических методов (формальдегид, этиловый спирт), которые оставляют остаточные соединения, которые могут обладать или иметь тенденцию обладать канцерогенными свойствами, оказывая негативное влияние на здоровье человека, обработка озоном не содержит химических остатков [18]. Кроме того, обработка озоном является многообещающей заменой используемой традиционной фумигации ^02). Также его можно применять ко всем типам пищевых продуктов, от фруктов, овощей, специй, мяса и морепродуктов до напитков [19]. Важным вопросом также является то, что независимо от состояния продукта, он может использоваться как для свежих, так и для замороженных продуктов. Поскольку было обнаружено, что озон эффективен в снижении микробного загрязнения (патогенными и непатогенными микроорганизмами) пищевого продукта, не оказывая неблагоприятного воздействия на его органолептические, текстурные и питательные свойства, а также в продлении срока его хранения, то безусловно его можно рекомендовать в качестве дизефектанта. Более того, обработка озоном считается рентабельной и экологически чистой технологией обработки пищевых продуктов. Использование озона может быть выгодным из-за более низких затрат на приобретение и обслуживание устройств подачи озона по сравнению со стоимостью доставки дезинфицирующих средств [20].
Что касается недостатков этого метода, то, во-первых, микроорганизмы обладают различной чувствительностью к озону, которая зависит от нескольких факторов, включая тип продукта, виды микроорганизмов, начальный уровень загрязнения, физиологическое состояние бактериальных клеток, физическое
VIII Международная научно-практическая конференция состояние озона, а также тип органического материала. Тот факт, что эффективность обработки озоном в значительной степени определяется множеством факторов, может вызвать некоторые ограничения при выборе достаточно эффективной дозы озона. Кроме того, следует соблюдать определенную осторожность, если для уменьшения количества микробов требуются более высокие концентрации озона, поскольку это может отрицательно сказаться на сохранении качества пищевых продуктов из-за появления токсических симптомов. Наиболее важным для пищевых продуктов является уменьшение содержания витаминов, полифенолов и летучих соединений, изменение цвета и потеря твердости, воды и веса [21]. Тем не менее, большинство этих изменений также может быть вызвано традиционными методами хранения пищевых продуктов, такими как приготовление, консервирование, маринование, замораживание, сушка и т. д.
Кроме того, из-за того, что озон нестабилен в воде, в которой присутствуют некоторые озоностойкие соединения, включая пестициды и хлорированные растворители, может происходить только частичное окисление [22]. Еще одним недостатком применения озона в пищевых продуктах является негативное восприятие потребителей, поскольку считается, что он обладает токсичными свойствами. Однако в последние годы восприятие потребителей изменилось, и озон привлек их внимание, поскольку он является альтернативой хлору, который оказывает негативное влияние на здоровье и безопасность человека. Тем не менее, эффективная и полная информация о новых технологиях и их преимуществах важна для принятия потребителями [23].
2.4. Механизм антимикробного действия озона
Озон обладает широким спектром антимикробной активности, что объясняется его высокой реакционной способностью, которая, в свою очередь, обусловлена окислительной способностью свободных радикалов. Из-за своей нестабильности как в водной, так и в газовой фазах озон разлагается на гидроксильные, гидроперокси и супероксидные радикалы. Однако утверждается, что молекулярный озон является основным инактиватором
«Вопросы развития современной науки и техники» микроорганизмов, исследователи указали на упомянутые высоко реактивные
побочные продукты, образующиеся при разложении озона, как на источник
потенциальной антимикробной активности [24].
Инактивация бактерий во время обработки озоном - сложный процесс, поскольку он касается воздействия озона на компоненты клеточной мембраны (белки, респираторные ферменты, ненасыщенные жиры), оболочки клеток (пептидогликаны), цитоплазма (ферменты, нуклеиновые кислоты), оболочки спор и капсиды вирусов (белки и пептидогликан). Некоторые исследователи предположили, что существует, возможно, 2 основных механизма инактивации микроорганизмов озоном. Первый включает окисление сульфгидрильных групп и аминокислот ферментов, пептидов и белков с образованием меньших пептидов во время воздействия озона, тогда как второй механизм включает окисление полиненасыщенных жирных кислот до кислотных пероксидов. Утверждается, что инактивация микроорганизмов происходит из-за повреждения клеточной оболочки или ее распада, что приводит к последующей утечке клеточного содержимого и лизису клеток [25].
Тем не менее, разрушительное действие озона на бактерии включает последовательное повреждение клеточных стенок, цитоплазматической мембраны и, наконец, структуры ДНК бактериальной клетки, что приводит к неспособности противостоять атаке озона. Первый этап включает разрушение стенки бактериальной клетки, под которой находится цитоплазматическая мембрана, состоящая из фосфолипидов. Эти соединения содержат полиненасыщенные жирные кислоты, которые под действием озона подвергаются процессу перекисного окисления. Это приводит к окислению ненасыщенных жирных кислот или их остатков под действием свободных радикалов и к образованию пероксидов этих соединений. [26] Во время фазы инициации из-за активности озона молекула водорода отделяется от остальной молекулы ненасыщенной жирной кислоты. Затем образуется свободный алкильный радикал с неспаренным электроном в атоме углерода без атома водорода. На следующем этапе происходит перегруппировка двойных связей, в
VIII Международная научно-практическая конференция результате которой образуются сопряженные связи. После фазы инициации, за которой следует серия химических реакций, липиды полностью перекисляются. Продукты перекисного окисления изменяют физические свойства клеточных мембран, вызывая их деполяризацию и подавление активности мембранных ферментов и транспортных белков. Кроме того, реакции с сильными окислителями, такими как озон, могут также привести к окислению аминокислот, белков, а также нуклеиновых кислот, когда немедленного разрушения клеток недостаточно. Однако считается, что разрушение мембранного барьера является основным фактором, приводящим к вторичному повреждению ДНК и, наконец, к гибели клетки.
Многочисленные исследования подтвердили бактерицидное действие озона на множество микроорганизмов, включая грамположительные и грамотрицательные бактерии, а также на формы спор и вегетативные клетки. Противомикробная эффективность значительно варьируется в зависимости от условий эксперимента. Следовательно, невозможно сравнивать результаты чувствительности к озону бактерий с результатами различных исследований [27].
Сравнивая чувствительность бактериальных спор и вегетативных клеток к воздействию озона, споры более устойчивы к озону. Как было замечено, многослойная оболочка из спор является основным барьером, защищающим от озона. Следовательно, считается, что обработка озоном в сочетании с другим повреждающим фактором усиливает инактивацию спор бактерий. Проведенные исследования Naitoh подтвердили, что обработка озоном (5-50 частей на миллион; 1-6 часов) в сочетании с добавлением аскорбиновой кислоты, изоаскорбиновой кислоты или металлозеолитов значительно снижает количество спор В. subtilis. Более того, этот же автор предположил синергетическую спороцидную активность газообразного озона и УФ-излучения, что, возможно, сокращает время контакта с озоном. Кроме того было оценено влияние пищевых компонентов (жиров, белков, углеводов) на способность бактерицидных клеток противостоять озону. Эффективность озона
«Вопросы развития современной науки и техники» для снижения количества спор Bacillus stearothermophilus, вегетативных клеток
E. coli и клеток Staphylococcus aureus с использованием стерильного буфера
класса C, взбитых сливок и 1% растворов камеди рожкового дерева,
растворимого крахмала и казеината натрия была оценена тоже учился.
Результаты показали, что использование крахмала и дозы озона 4 ppm в течение
10 минут не имело защитного эффекта на вегетативные клетки по сравнению с
буферным контролем, в то время как камедь плодов рожкового дерева обладал
таким же уровнем защиты. В свою очередь, казеинат и взбитые сливки
обеспечивали максимальный уровень защиты популяции бактерий от озона
[28,29,30,31]. Также было высказано предположение, что споры Bacillus,
обработанные озоном, были инактивированы в результате деградации внешних
компонентов спор.
Кроме того, озон обладает фунгицидным действием. Ученые Freitas-Silva и Venancio предположили, что механизм инактивации грибов озоном связан с нарушением целостности мембран. Сообщалось, что, как и бактерии, виды плесени отличаются различной чувствительностью к озону. Сравнили влияние озона на рост Penicillium italicum и Penicillium digitatum. Результаты показали, что первый P. italicum пострадал от озона, тогда как P. digitatum оказался устойчивым, более того, представленные данные показали, что газообразная форма озона обычно использовалась для инактивации роста плесени [32,33]. Исследовали эффективность газообразного озона и водного озона в инактивации роста плесени и удалении токсина B1 из высушенных животных. Газообразное состояние озона было более эффективным в снижении токсинов, чем водное, тогда как озонированная вода была признана более эффективной в инактивации роста плесени. [34].
Некоторые исследователи предположили, что озон может быть альтернативой другим методам фумигации. В исследовании, проведенном Юэллом по эффектам обработки озоном и последующим условиям хранения (доза озона от 0,6 до 1,5 частей на миллион, при 0,6 ° C и относительной влажности 90%), было достигнуто уменьшение плесени на куриных яйцах. Те же
VIII Международная научно-практическая конференция условия хранения (концентрация озона от 2,5 до 3,0 частей на миллион)
позволили контролировать рост плесени в говядине [35].
Более того, было показано, что озон инактивирует дрожжи. Дрожжи оказались более чувствительными к озону, чем плесень.
2.5. Использование озона для удаления запаха
В связи с увеличением числа жалоб на неприятные запахи, возникающие в результате физической обработки пищевых продуктов, в основном в результате биологических и химических реакций, в соответствии с законодательством по охране окружающей среды предприятия обязаны искать эффективные решения (технологии) для уменьшения или даже устранения неприятно пахнущих летучих органических соединений на близлежащих к источнику территорий. Рэпперт и Мюллер в 2005 году предложили два способа контроля запаха: первый, более предпочтительный, включает уменьшение образования запаха в источнике выбросов, а второй - устранение запахов из газовых потоков до того, как они попадут в окружающую среду. Однако постоянный контроль запаха обходится дорого из-за большого количества химикатов, необходимых во время повторяющихся периодов процесса, что делает технологию дезодорации более эффективной [36,37,38]. Хотя применение озона в пищевой промышленности касается в основном обеззараживания поверхности продуктов и воды, он также успешно используется в качестве средства для удаления запаха. Во многих отчетах заявлено о существенном снижении содержания некоторых летучих органических соединений, вызывающих нежелательный запах под действием озона. Ниже мы рассмотрим основные достижения в этом отношении.
В одном из первых отчетов изучалось влияние обработки озоном на газообразные и жидкие запахи, выделяемые предприятиями по переработке животных [39]. Ни использование только хлора, ни озона не привело к значительным сокращениям. Более сильное снижение уровня неприятного запаха наблюдалось при сочетании хлора с озоном. Аналогичным образом обнаружили, что озон подходит для удаления неприятного запаха от использованной промывки ликероводочного завода из-за наличия скатоловых,
«Вопросы развития современной науки и техники» индольных и серных соединений, оставшихся после процесса дистилляции [40].
Что касается использования обработки озоном в рыбной промышленности, то об
удалении из радужной форели посторонних соединений, таких как геосмин и 2-
метилизоборнеол (М1В) результаты исследований опубликовали в 2010 году.
Воды, непрерывно обрабатываемой озоном (0,25-0,28 мг / л), было недостаточно
для обеспечения значительного снижения содержания таких соединений, но
такая обработка улучшила качество воды. Конечно, повышение концентрации
озона в воде может снизить уровень соединений с неприятным запахом, но также
может быть токсичным для радужной форели. Таким образом, низкая доза озона
показала, что она не помогает в решении проблем с неприятным запахом,
связанных с геосмином и М1В [41]. Эти наблюдения были подтверждены в более
поздних исследованиях которые доказали, что уровни озона 3,3, 5,1 и 7,6 мг / л
оказались более эффективными в снижении содержания геосмина. Эти авторы
оценили влияние озона (озонированная вода и озонирование) по удалению
геосмина из мышечной ткани пестрого толстолобика. Промывание
озонированной водой или озонирование были признаны эффективными в
устранении геосмина из мышц рыбы. Было обнаружено, что озонирование
оказывает большее влияние на процесс очистки, чем озонированная вода. После
использования озонированной воды содержание геосмина снизилось на 42,09%,
53,84% и 54,28% в течение 5, 10 и 15 минут соответственно, тогда как
применение озонирования снизило его на 42,78%, 60,58% и 69,19%. Хотя два
метода лечения были эффективны в устранении мутного запаха, озонированная
вода обеспечивала увеличение содержания СЭП, активности Са 2С-АТФазы,
активного сульфгидрила, содержания карбонила и прочности геля. Значения
пероксида и ТВА практически не изменились. Таким образом, необходимы
соответствующие условия окисления озонированной водой, чтобы озон стал
альтернативным методом устранения неприятных запахов и улучшения физико-
химических свойств геля сурими [41,42].
Ким-Янг и др. оценили влияние обработки озоном на уменьшение запахов, производимых в помещениях для свиней, и отметили, что уровни индольных
VIII Международная научно-практическая конференция соединений значительно снижаются при низких дозах газообразного озона (0,01,
0,05 и 0,1 частей на миллион) [43]. Но озон не оказал значительного влияния на
уровень летучих жирных кислот и фенольных соединений в воздухе. Авторы
предположили, что для достижения большего снижения уровня запаха
потребуются более высокие дозы озона, но тогда они превысят допустимый
предел воздействия для озона. Этот вывод согласуется с предыдущими данными
исследования Priem , которые доказали, что более высокая доза озона 0,2 ppm
подходит для снижения уровня аммиака в свинарнике на 50 и 15% в зимних и
летних условиях вентиляции соответственно. Аналогичным образом было
доказано, что обработка озоном была эффективной в удалении бактериальных
метаболитов с неприятным запахом, таких как фенол, п-крезол, п-этилфенол и
скатол. Кроме того, та же доза озона 0,5 г / л значительно снизила интенсивность
запаха навозной жижи. Кроме того, озон в сочетании с перекисью водорода не
оказывал большего влияния на удаление запаха, чем озон, используемый
отдельно. Температура процесса не влияла на эффективность обработки озоном.
Влияние обработки озоном на хранящуюся навозную жижу свиного навоза также
было предметом исследования [44,45]. Несмотря на значительное уменьшение
запаха, уровни летучих жирных кислот, нитратов, фосфатов, а также аммиака не
были значительно снижены под действием озона. В отличие от этих соединений,
запах индольных и фенольных метаболитов был снижен до минимального
уровня обнаружения. Кроме того, озон вызвал уменьшение количества
кишечной палочки и общих колиформ.
2.6. Пищевые и сенсорные характеристики
Многочисленные эффективные агенты, включая озон, используются в пищевой промышленности для предотвращения микробного заражения. Однако неоднократно сообщалось, что они оказывают негативное влияние на текстуру, химический состав и органолептические показатели продукта. Пищевые и сенсорные свойства всех обработанных пищевых продуктов подвергаются воздействию методов обеззараживания или стерилизации, и обработка озоном не является исключением. Многочисленные исследования показали, что озон
«Вопросы развития современной науки и техники» может как положительно, так и отрицательно влиять на качество различных
видов пищевых продуктов [46,47].
При дозах ниже 1 ррт (1 ррт соответствует 1,96 мг / м3) изменения
химического состава пищевых продуктов, обработанных озоном, считаются
незначительными. Однако высокие дозы озона вызывают значительные потери
питательных веществ, а также ухудшают сенсорные свойства. Наиболее
заметное влияние обработки озоном на сенсорные качества фруктов, которое
было изучено, - это потеря аромата. Обогащение клубники, хранящейся в холоде,
озоном вызвало обратимую потерю аромата, которая, вероятно, была вызвана
окислением летучих соединений [48]
Кроме того, антиоксидантная способность за счет наличия витамина С,
антоцианов, каротиноидов и полифенолов во фруктах, овощах, травах и специях,
значительно ухудшается во время обработки озоном из-за его сильной
окислительной активности. Но сообщалось, что у растений может развиваться
какой-то защитный механизм, когда они находятся в состоянии окислительного
стресса, вызванного озоном. Такие антиоксидантные соединения действуют как
поглотители активных форм кислорода (АФК) и, таким образом, защищают
клеточные структуры от окислительного повреждения. Реакция между озоном и
антиоксидантами приводит к образованию АФК, таких как гидроксильный
радикал, перекись водорода и супероксидные радикалы, внутри растительной
клетки. Например, снижение содержания витамина С было обнаружено во время
обработки озоном, но было подтверждено, что низкие дозы озона обеспечивают
более высокое количество витамина С, остающееся в продукте Напротив,
разложение фенольных соединений в образцах ягод можжевельника
наблюдалось при дозах озона выше 100 г 03 / м 3 в течение 60-минутной
обработки [49,50]
Более того, было обнаружено, что концентрация озона 50 г О3 / м 3 может разрушить полифенолы после 12-часовой обработки. Исследования подтвердили, что время контакта с озоном влияет на содержание фенолов и что это связано с расщеплением гликозидных связей с сахарами или окислением
VIII Международная научно-практическая конференция полифенолов до карбонильной группы Тем не менее не обнаружено каких-либо
отрицательных различий в качестве яблочного сидра, обработанного и не
обработанного озоном. Однако применение высоких доз озона для эффективного
обеззараживания может изменить сенсорные качества пищевых продуктов [50].
В отличие от других методов обеззараживания (термических процессов),
обработка озоном не повреждала аминокислоты и не ухудшала качество белка
Специальные применения озона в пищевой промышленности для контроля
роста микроорганизмов и продления срока хранения пищевых продуктов
сообщаемые данные обычно характеризуются значительным расхождением. В
некоторых исследованиях заявлено о существенном сокращении микробного
загрязнения при обработке озоном, в то время как противоположная сторона
утверждает, что обработка озоном вообще неэффективна. В нескольких
исследованиях сравнивалась эффективность газообразного и водного озона в
бактериальной инактивации, и были получены разные результаты. Некоторые
исследования признали, что озонированная вода значительно более эффективна,
чем газообразное состояние озона, в то время как другие исследователи не
согласились с этим. Такое разнообразие результатов может быть связано с
разными видами продуктов, используемых в каждом исследовании.
Следовательно, эффективность озона следует оценивать в отношении продукта
и группы микроорганизмов [51].
Помимо контроля роста микроорганизмов, продление срока хранения
пищевых продуктов, обработанных озоном, также является важным критерием
для применения этой технологии в пищевой промышленности. Не менее важен
вопрос, связанный с удалением запаха, потому что сенсорное восприятие,
включая аромат продукта, имеет большое влияние на решение о покупке. Тем не
менее удаление остатков пестицидов с помощью озона является важной темой в
области пищевой промышленности [52].
Устранение микробной порчи является одной из основных причин
использования обработки озоном для сохранения свежесрезанных овощей и
фруктов, а также мяса, птицы, морепродуктов и молочных продуктов.
«Вопросы развития современной науки и техники» Бесспорно, в большинстве исследованных исследований озон был эффективен как для бактерий, так и для грибков [53,54,55,56,57].
2.8. Специи
Что касается специй, было оценено влияния озона на летучие компоненты (цельный черный перец и молотый черный перец).Обработка целого черного перца или молотого черного перца озоном в газовой фазе (6,7 мг / л) в течение 10 минут со скоростью потока 6 л / мин привела к снижению микробной популяции на 3-4 логарифмических единицы, и уменьшение на 3-6 лог. единиц соответственно. Однако в обработанном озоном молотом черном перце происходило окисление некоторых летучих компонентов, в то время как озон не оказывал значительного воздействия на весь черный перец в целом . Это может быть связано с большей доступностью летучих соединений в почве, чем в не измельченных растительных материалах, что приводит к большей восприимчивости летучих соединений к окислению озоном. Специи (сушеный орегано) также рассматривались в исследовании. [58]. Более длительное время воздействия и более высокие концентрации привели к значительному сокращению количества микроорганизмов. Кроме того, сенсорный анализ показал, что обработка озоном позволяет получить сушеный орегано с приемлемым вкусом, ароматом и внешним видом, а также значительно снижает количество микробов [58].
2.9. Фрукты и овощи
Еще одно применение озоновой технологии связано с обработкой фруктов и овощей после сбора урожая для продления их срока хранения. Кроме того, большинство исследованных исследований показывают, что основной целью использования озона было устранение или уменьшение плесени Botrytis cinerea, широко известной как серая гниль, на чувствительной ежевике, клубнике, винограде и персике, сливе, моркови, помидоре и т. д [59]. В исследовании ежевика подвергалась воздействию озона (0,1 и 0,3 частей на миллион) для уменьшения количества грибков. После 12-дневного хранения у 20% ягод наблюдалась гниль основной плесени B. cinerea. Помимо предотвращения
VIII Международная научно-практическая конференция развития грибков, учитывалась оценка антоцианов, окраски и активности
пероксидазы (POD). При 12-дневном хранении озона содержание антоцианов
сохранялось на уровне исходного. Существенных различий в дефектах или
повреждениях поверхности ежевики во время хранения озона не наблюдалось.
Цвет поверхности сохранялся на высоком уровне значений угла оттенка у ягод,
обработанных 0,1 и 0,3 ppm озона и хранящихся в течение 5 дней, а также ягод,
обработанных 0,3 ppm озона в течение 12 дней хранения. Ежевика, обработанная
озоном, имела длительный срок хранения и сохраняла свое качество, такую же
цель исследования преследовали и в изучении влияние обработки озоном на
клубнику. Клубника, обработанная озоном, характеризовалась трехкратным
снижением содержания витамина С после 3-дневного хранения. Кроме того, озон
отрицательно влияет на аромат клубники, о чем свидетельствует снижение
содержания летучих эфиров на 40% [60,61].Тем не менее, клубника, хранящаяся
и обработанная 0,3 и 0,7 мл / л газообразного озона, существенно не пострадала
- уровень аскорбиновой кислоты не изменился. Кроме того, общее содержание
растворимых твердых веществ увеличивалось в течение недели во время
обработки и, наконец, достигло более высоких уровней, чем в клубнике, не
обработанной озоном [62].
В исследовании влияние озона на морковь установлено 50% -ное сокращение двух патогенов после сбора урожая - Botrytis cinerea и Sclerotinia sclerotiorum при максимальной дозе озона (60 мл / л) со скоростью потока 0,5. Л / мин в течение 8 ч / сут. Но, несмотря на грибковую активность моркови, наблюдались определенные изменения дыхания моркови, общего цвета с увеличением концентрации озона. Морковь, не обработанная озоном, характеризовалась более интенсивным цветом - более высокими значениями цветности. В более позднем исследовании [63] оценили гниение ягод столового винограда после сбора урожая и обработки озоном. Первоначально они наблюдали быстрое снижение концентрации озона во время контакта с органическими веществами, а конечная доза озона, прореагировавшего с поверхностью винограда, составила 0,1 мг / г скорость потока 8 мг / мин в
«Вопросы развития современной науки и техники» течение 20 мин. Исследование также показало, что даже несмотря на то, что
можно было применять более длительное время воздействия озона, симптомы
токсичности проявлялись на обработанных образцах винограда. Однако
количество микробных загрязнителей, включая бактерии, дрожжи и грибки,
значительно уменьшилось после 20-минутной обработки озоном. Это
исследование продемонстрировало также значительное сокращение количества
грибов Rhizopus stolonifer в виноградных ягодах, обработанных озоном,
показывая, что озон индуцировал устойчивость к распространению
послеуборочного гниения. Кроме того, содержание фитоалексинов:
ресвератрола и птеростильбена, образующихся при обработке озоном, было
аналогично таковым, полученным при облучении УФ-С. Сравнивая
эффективность обработки озоном и SO2 в отношении контроля роста R.
stolonifera, был достигнут тот же уровень снижения, и при использовании обоих
методов не было замечено никаких видимых повреждений или дефектов в
гроздьях винограда. Из-за значительной эффективности обработки озоном при
дезинфекции поверхности после сбора урожая грибков, а также для выявления
фитоалексинов стильбена, его можно использовать в качестве замены
фумигации SO2.
Что касается хранящихся фруктов и овощей, обработка озоном брокколи, огурцов, яблок, груш и грибов была оценена Skog и Chu [64], которые пришли к выводу, что дозы озона 0,05-0,4 мл / л подходят для продления срока их хранения без значительного влияния. от качества хранимых продуктов (таблица 2). В таких дозах озон эффективно снижал концентрацию этилена в атмосфере, в которой хранились яблоки и груши. Предложенных концентраций озона было достаточно для противомикробного действия, также водный озон в дозе 0,18 ppm инактивировал рост микробной популяции сельдерея во время 9-дневного хранения, поддерживая качество свежести при условии постоянного контроля старения тканей. Яблоки, обработанные озоном, не показали отрицательных различий во внутренних концентрациях этилена, что свидетельствует о том, что этилен, возможно, был окислен, а не восстановлен под действием озона.
VIII Международная научно-практическая конференция Исследование показало, что озон потенциально может использоваться при хранении в одном помещении как производящих этилен, так и чувствительных к этилену фруктов и овощей. Исследования, в котором брокколи обрабатывали озонированной водой в дозе 1 ppm в течение 10 и 50 минут, согласились с результатами, полученными Skog и Chu ), которые исследовали влияние озона на цвет поверхности, аскорбиновую кислоту и общий уровень каротиноидов, а также рост микробов в брокколи. В этих анализах не было значительных изменений по сравнению с образцами, не обработанными озоном, однако наблюдалось снижение выработки этилена после 22-часовой обработки [64].
2.10. Мясо и птица
Что касается мяса и птицы, обработка тушек говядины водным озоном была проведена различными учеными [65], которые пришли к выводу, что дозы озона 95 мг / л ( подходит для предотвращения роста бактерий (аэробный подсчет в чашках, кишечная палочка, сальмонелла тифимуриум). Рейган и др. сравнили обработку озонированной водой с перекисью водорода, получив более высокое снижение аэробного количества озона - 1,30 и 1,14 log соответственно. Горман и др. также изучали эффективность нескольких видов обработки, таких как отказ от обработки, обработка перекисью водорода, водой с температурой 35 ° C или озонированной водой или обрезка / обработка водой с температурой 35 ° C, обработка с использованием промышленного дезинфицирующего средства и обработка тринатрийфосфатом. Снижение 6 log было достигнуто при использовании озонированной воды, или промывание водой с температурой 35 ° C или обрезка / промывание водой с температурой 35 ° C после 11-16 дней обработки. Такие же результаты были получены через 1-3, 7-11, 16-23 и 23-29 дней обработки мяса немытым, промытым перекисью водорода, промытым промышленным дезинфицирующим средством и промытым тринатрийфосфатом соответственно. Аналогичным образом оценили влияние обработки водным озоном и промывки водой на уменьшение E. coli, Salmonella typhimurium. Они пришли к выводу, что озон не подходит для предотвращения роста патогенов. Лучшие результаты были достигнуты только при промывании
«Вопросы развития современной науки и техники» водой [66]. Различные обеззараживающие агенты, такие как 5% перекись
водорода, 0,5% озонированная вода, 12% тринатрийфосфат, 2% уксусная
кислота, 0,3% дезинфицирующее средство, и вода при температуре от 16 до 74 °
C, а также последовательность промывки распылением (промывка распылением
химическими растворами и ручная обрезка с последующей промывкой
распылением простой водой / промывка распылением химическими
растворами). Наилучшие результаты были получены для озонированной воды и
перекиси водорода, которым предшествовала промывка простой водой [66]
изучали влияние газообразного озона на качество говядины. Доза озона 72 ppm
обеспечивала снижение популяции E. coli (логарифмическое число 0,6-1,0) в
образцах говядины с неизменным цветом поверхности через 3 или 24 часа при 0
и 4 ° C. наблюдали, что температура является важным фактором выживания
микроорганизмов - большее снижение наблюдалось при более низкой
температуре. Заметили, что грамотрицательные бактерии более чувствительны к
озону, чем грамположительные, а бактерии более чувствительны, чем штаммы
дрожжей. В недавнем проведенном исследовании влияние предварительной
обработки оксидом углерода и озоном оценивалось в зависимости от качества
говяжьего мяса в вакуумной упаковке при различных объемных соотношениях
CO и O3: 100% CO; 2% O3 / 98% CO; 5% O3 / 95% CO; 10% O3 / 90% CO. [67]
Мясо говядины было предварительно обработано таким образом в условиях
MAP в течение 1,5 ч, а затем упаковано в вакууме и оценено после 45-дневного
хранения при 0 C. Сенсорный анализ с оценкой цвета показал более высокие
значения для предварительно обработанных образцов. Однако физический
анализ, включая измерение общего количества жизнеспособных клеток,
метмиоглобина, веществ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, общего
летучего основного азота и pH, показал более низкие значения после
комбинированной предварительной обработки. Тем не менее, было высказано
предположение, что комбинация O3 и CO может помочь поддерживать качество
говядины, и, таким образом, после признания некоторых важных проблем, таких
как взаимодействие денатурации белка, окисления и окисления липидов, это
VIII Международная научно-практическая конференция может быть многообещающей технологией для сохранение качества мяса в будущем голеней бройлеров [68]. Диапазон доз озона 0,44-0,54 промилле значительно снизил количество грамотрицательных и грамположительных бактерий и продлил срок годности голеней после 14-дневного хранения. Точно так же изучали инактивацию Listeria monocytogenes на сырых образцах курицы, сообщив, что при дозе газообразного озона 33 мг / мин в течение 1-9 минут роста бактерий не наблюдалось. [69]. Также было исследовано влияние комбинированного озона и лиофилизации на срок годности куриного мяса. Газообразный озон с концентрацией 0,4, 0,6 и 0,72 частей на миллион применяли в течение 10, 30, 60 и 120 минут. Увеличение продолжительности обработки привело к значительному снижению общего количества аэробных мезофильных бактерий, а после 8-месячного хранения количество бактерий сократилось до 6,8 log-единиц.
2.11. Рыба
Что касается морепродуктов, то обработка озоном использовалась для удаления вибрионов из креветок Доза озона 0,07 мг / л, применяемая в течение 5-7 мин, была достаточной для подавления роста бактерий Vibrio. Озонированная морская вода привела к увеличению выживаемости личинок креветок и снижению использования антибиотиков [70], кроме того, креветки были предметом исследования замачивания очищенных креветок в озонированной воде и опрыскивание озонированной водой. Более высокие дозы озона и более длительный период обработки были признаны достаточными для уменьшения бактериального загрязнения. Озонированная вода не влияла на окисление липидов у креветок [71] В свою очередь, обработка водным озоном является эффективным методом сохранения таких морепродуктов. Кроме того, было проверено влияние охлажденной тилапии на воздействие озонирования. Доза 6 ppm при 0 и 5 ° C продлила срок их хранения на 12 дней и улучшила их качество после хранения в течение 1 месяца. Обработка озоном в сочетании с хранением при 0 ° C казалась многообещающим методом продления срока хранения рыбы. Тем не менее, несмотря на эти положительные результаты,
«Вопросы развития современной науки и техники» исследований по оценке возможного прооксидантного действия озона на составляющие рыбы не проводилось. В отличие от хлора, озон не действует избирательно, окисляя определенные ферменты систем, но как общий окислитель. Некоторые исследователи показали, что рыбные продукты, обработанные озоном, обладают лучшими сенсорными свойствами, не содержат плесени и не гниют. Их результаты показали, что концентрации озона от 2,5 до 3 частей на миллион были признаны наиболее рекомендуемыми при 1 -3 ° C с относительной влажностью 90% для предотвращения окисления жиров и образования нежелательного [72,73].
2.12. Молочные продукты
Еще одно применение озоновой технологии направлено на обработку молочных продуктов для повышения их качества и предотвращения микробного загрязнения В 1985 году Сандер разработал и запатентовал альтернативный метод обработки сырого молока с использованием умеренных доз озона. До сих пор сырое молоко подвергалось обработке путем нагревания, что может отрицательно влиять на его питательные и вкусовые свойства. Более позднее исследование показали значительное снижение (99%) числа психротрофов в обезжиренном молоке при дозах озона 5-35 мг / л в течение 5-25 минут. Точно так же озон обеспечивал полную инактивацию Listeria monocytogenes в сыром и готовым к розливу молоке . Кроме того, обработка сырого молока озоном была объединена с технологией барботирования. Применение озона в дозе 1,5 мг / л в течение 15 минут вместе с технологией барботирования привело к уменьшению количества бактерий и грибков, в то время как сам по себе озон не был эффективен для устранения микробного загрязнения [74,75]. Однако, на одном шведском промышленном предприятии озон использовался на первом этапе предварительной обработки жидкого молока, за которым следовала традиционная термическая обработка, такая как пастеризация. Это обеспечило увеличенный срок хранения жидкого молока с сохранением содержания липидов и белков - никаких признаков окисления замечено не было. Газообразный озон (2,8 мг / л или 5,3 мг / л в течение 0,5-2 ч) эффективен для инактивации
VIII Международная научно-практическая конференция Cronobacter sakazakii в сухом молоке (обезжиренном и цельном молоке) Однако отрицательное, но незначительное влияние на жирность цельного молока наблюдалось после 2-часовой обработки. Было проведено сравнение сухого цельного и обезжиренного молока во время воздействия озона. Первый был более чувствителен к озону из-за возможной реакции между озоном и молочным жиром [76,77].
Исследовано влияние газообразного озона на инактивацию L. monocytogenes в трех типах итальянских сыров на разных стадиях созревания. Озон, применяемый в дозе 4 ppm в течение 8 минут, был достаточен для снижения количества L. monocytogenes ниже 10 КОЕ / г в сыре Ricotta, тогда как он был неэффективен для Taleggio и Gorgonzola во время 3- или 6-дневного созревания. Как было замечено, озон тормозит процесс созревания. Кроме того, озонированная вода (2 мг / л в течение 1-2 мин) была исследована для улучшения микробного качество сыра. Результаты показали, что, хотя озон снижает общее количество аэробных мезофилов, молочнокислых бактерий, дрожжей и плесени, он не влияет на выживаемость этих микроорганизмов после 30-дневного хранения. Тем не менее озон позволил сохранить исходные физико-химические свойства сыра. [78,79].
2.13. Меры безопасности
Основные цели, которые должны быть поставлены для обеспечения приемлемого уровня безопасности и качества пищевых продуктов, - это обеспечение надлежащей защиты потребителей. Приоритетом для всех, кто связан с пищевой промышленностью, является обеспечение безопасности пищевых продуктов, чтобы предотвратить пищевые отравления и потери во время операций по обеззараживанию.
В последние годы обработка озоном стала широко распространяться в поисках «более зеленых» пищевых добавок. В связи с этим многие потребители выражают озабоченность по поводу ингредиентов потребляемых продуктов, а также по поводу каждой операции, которая отвечает за доставку продуктов «с фермы на стол». Опрос потребителей показывает рост их осведомленности о
«Вопросы развития современной науки и техники» цепочке поставок пищевых продуктов, что в дальнейшем приводит к их
восприятию появляющихся пищевых процессов. Поэтому для удовлетворения
таких требований, связанных с новыми технологическими процессами,
разработчики инновационных пищевых продуктов вынуждены искать новые
«лучшие» технологии.
В соответствии с вышеизложенным, обработка озоном становится все более и более популярной, но она все еще не так широко распространена, как другие широко используемые технологии из-за высокой стоимости генерации озона. Его необходимо производить непосредственно перед использованием, потому что он быстро разлагается и из-за своей токсичности, что дает потребителям негативное представление о безопасности, которую может обеспечить озон.
Какая бы форма озона ни использовалась в пищевых продуктах не следует забывать о его влиянии на здоровье обслуживающего персонала. Озон вреден для здоровья людей, которые, как ожидается, будут подвергаться его воздействию в достаточных концентрациях в течение длительного периода воздействия. Токсические свойства озона могут вызывать определенные симптомы, такие как пересыхание горла, головная боль, раздражение носа.
В соответствии с вышеизложенным, воздействие озона не должно превышать 0,1 ррт по объему (0,2 мг / м 3 ЫТР) при нормальных рабочих условиях в течение 8 часов в день или 40 часов в неделю без побочных эффектов, а также 0,3 ррт по объему (0,6 мг / м 3 ЫТР) в течение 15 минут и не более 4 раз в день с интервалами не менее 1 часа между кратковременными воздействиями. Поэтому все процессы, связанные с озоном, следует планировать с соответствующими мерами предосторожности, чтобы избежать воздействия озона во время работы [80].
Кроме того, озон может взаимодействовать с оборудованием, а также с поверхностями, поэтому важно принимать во внимание только материалы, совместимые с озоном. Большинство материалов устойчивы к воздействию озона, при высоких концентрациях озон может вызвать коррозию оборудования.
VIII Международная научно-практическая конференция Соответственно, очень важно учитывать все материалы, которые могут
контактировать с озоном во время обработки пищевых продуктов, с точки зрения
их потенциальной устойчивости к озону.
И последнее, но не менее важное: во время образования озона из кислорода в качестве исходного газа рабочие должны обращать внимание на то, что воспламеняемость многих органических материалов может резко возрасти. Кроме того, было замечено, что воздействие кислорода на некоторые органические строительные материалы может вызвать их разложение. Таким образом, если кислород используется для производства озона, который обычно применяется на большинстве предприятий пищевой промышленности, следует принять во внимание соответствующие меры предосторожности, чтобы избежать нежелательных возгораний в результате случайных искр или пламени, вызванных утечкой кислорода [81].
3. Выводы
Пищевая промышленность постоянно ищет более эффективные технологии для обеспечения потребителей более безопасными продуктами питания. Все данные, представленные в этом обзоре, показали, что обработка озоном может быть подходящим выбором для консервирования пищевых продуктов. Хотя возможны некоторые негативные воздействия озона на различные типы пищевых продуктов.
Обработка озоном, несомненно, может использоваться в качестве стерилизующего агента, особенно для хранения пищевых продуктов. Преимущества использования озона в пищевой промышленности, такие как сохранение качества исходного продукта и продление срока годности, подтверждают это. Более того, предотвращение нежелательного запаха под действием озона является дополнительным преимуществом этой технологии. Однако следует учитывать, что хотя озон не оставляет никаких остатков из-за быстрого разложения его структуры, следует соблюдать меры предосторожности для максимальной безопасности персонала
«Вопросы развития современной науки и техники» Библиографический список:
1. Brodowska, A. J., Smigielski, K., Nowak, A., Brodowska, K., Catthoor, R. and Czy_zowska, A. (2014). The impact of ozone treatment on changes in biologically active substances of cardamom seeds. J. Food Sci. 79(9): C1649-1655.
2. Kunicka - Styczynska, A. and Smigielski, K. (2011). Bezpieczenstwo mikrobiologiczne surowcow ziolowych. Przemys» Spo_z ywczy. 6:50-53.
3. Cullen PJ. Iwari BK. O'Donnell CP. Muthukumarappan K. Modelling approaches to ozone processing of liquid foods. Trends in food science and Technology; 20(3-4): 125-136, 2019.
4. Kim JG. Ozone as an antimicroial agent in processed foods. Ph.D Thesis. The Ohio State University, Columbus, OH, 2012.
5. Ledakowicz, SR. Aya, K. Padzior, J. Wratmbiak, J. Sojka-Ledakowicz. Integration of Ozonation and Biological Treatment of Industrial Wastewater from Dyehouse. Ozone: Science & Engineering; 39: 357-65, 2017. doi: 10.1080/01919512.2017.1321980
6. Pandiselvam R. Subhashini S. Banuu Priya E.P. Kothakota A. Ramesh S.V. Shahir S. Ozone based food preservation: A promising green technology for enhanced food safety. Ozone: Science & Engineering, 2018. DOI: 10.1080/01919512.2018.1490636
7. Tapp, C. and Rice, R. G. (2012). Generation and control of ozone. In: Ozone in Food Processing. 1st ed., pp. 33-46. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice, R. G., Eds., Blackwell Publishing Ltd., Chichester.
8. Gon3c alves, A. A. (2016). Ozone as a safe and environmentally friendly tool for the seafood industry. J. Aquat. Food Product Technol. 25(2):210-229.
9. Bablon, G., Bellamy, W. D., Bourbigot, M.-M., Daniel, F. B., Dore, M., Erb, F., Gordon, G., Langlais, B., Laplanche, A., Legube, B., Martin, G., Masschelein, W. J., Pacey, G., Reckhow, D. A. and Ventresque, C. (1991). Fundamental aspects. In: Ozone in Water Treatment: Application and Engineering. pp. 11-132. Langlais, G., Reckhow, D. A. and Brink, D. R., Eds., Lewis Publishers, Inc, Chelsea, Mich., USA
VIII Международная научно-практическая конференция
10. Brodowska, A. J., Smigielski, K., Nowak, A., Brodowska, K., Catthoor, R.and Czyzowska, A. (2014). The impact of ozone treatment on changes in biologically active substances of cardamom seeds. J. Food Sci. 79(9): C1649-1655.
11. Brodowska, A. J., Smigielski, K., Nowak, A., Czy_zowska, A. and Otlewska, A. (2015). The impact of ozone treatment in dynamic bed parameters on changes in biologically active substances of juniper berries. PLoS ONE 10(12):e0144855
12. Manousaridis, G., Nerantzaki, A., Paleologos, E. K., Tsiotsias, A., Savvaidis, I. N. and Kontominas, M. G. (2005). Effect of ozone on microbial, chemical and sensory attributes of shucked mussels. Food Microbiol. 22:1-9.
13. Miller, J. S. (2005). Ozon - wsciwosci, metody oznaczania. In: Wyst^epowanie i Wsciwosci Ozonu. pp. 29-61. Perkowski, J. and Zarzycki, R., Eds., Lodz: Polska Akademia Nauk Oddzia
14. Hill, A. G. and Rice, R. G. (1982). Historical background, properties and applications. In: Handbook of Ozone Technology and Applications. Vol. CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION 21991, pp. 1-37. Rice, R. G. and Netzer, A., Eds., Ann Arbor Science Publishers, Ann Arbor, MI.
15. Greene, A. K., G€uzel-Seydim, Z. B. and Seydim, A. C. (2012). Chemical and physical properties of ozone. In: Ozone in food Processing. 1st ed., pp. 19-32. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice R. G., Eds. Blackwell Publishing Ltd., Chichester.
16. Toby, S. (1984). Chemiluminescence in the reactions of ozone. Chem. Rev. 84:277-285.
17. Pryor, A. and Rice, R. G. (2000). Ozone toxicology and guidelines for safe use in food processing ozonation systems. Ozone News. 28(4): 19-28.
18. Patil, S. and Bourke, P. (2012). Ozone processing of fluid foods. In: Novel Thermal and Non-Thermal Technologies for Fluid Foods. 1st ed., pp. 225-251. Cullen, P. J., Tiwari, B. K. and Valdramidis, V. P., Eds., Academic Press, Waltham.
19. Peleg, M. (1976). Review paper: The chemistry of ozone in the treatment of water. Water Res. 10:361-365.
«Вопросы развития современной науки и техники»
20. Glowacz, M., Colgan, R. and Rees, D. (2014). The use of ozone to extend the shelf-life and maintain quality of fresh produce. J. Sci. Food Agric. 95:662-671.
21. Miller, F. A., Silva, C. L. M. and Brand~ao, T. R. S. (2013). A Review on ozone-based treatments for fruit and vegetables preservation. Food Eng. Rev. 5(2):77-106.
22. Hoigne, J. (1998). Chemistry of aqueous ozone and transformation of pollutents by ozonation and advanced oxidation processes. The Handbook of Environmental Chemistry, Springer, Verlag, Berlin.
23. Aday, M. S., B€uy€ukcan, M. B., Temizkan, R. and Caner, C. (2014). Role of ozone concentrations and exposure times in extending shelf life of strawberry. Ozone: Sci. Eng. 36(1):43-56.
24. Manousaridis, G., Nerantzaki, A., Paleologos, E. K., Tsiotsias, A., Savvaidis, I. N. and Kontominas, M. G. (2005). Effect of ozone on microbial, chemical and sensory attributes of shucked mussels. Food Microbiol. 22:1-9.
25. Victorin, K. (1992). Review of the genotoxicity of ozone. Mutation Res. 277:221-238.
26. Margalit, M., Attias, E., Attias, D., Elstein, D., Zimranv A. and Matzner, Y.(2001). Effect of ozone on neutrophil function in vitro. Clin. Lab. Haematol. 23(4):243-247.
27. Pirani, S. (2010). Application of ozone in food industry. PhD thesis. Doctoral Program in Animal Nutrition and Food Safety. Universita degli Studi di Milano, Milan, Italy.
28. Naitoh, S. (1992a). Studies on the application of ozone in food preservation: synergistic sporicidal effects of gaseous ozone and ascorbic acid, isoascorbic acid to Bacillus subtilis spores. J. Antibact Antifung Ag. 20:565-570.
29. Naitoh, S. (1992b). Studies on the application of ozone in food preservation: effect of metallozeolites and ascorbic acid on the inactivation of Bacillus subtilis spores with gaseous ozone. J. Antibact. Antifung. Ag. 20:629-632.
30. Guzel-Seydim, Z. B., Greene, A. K. and Seydim, A. C. (2004a). Use of ozone in the food industry. LWT - Food Sci. Technol. 37:453-460.
VIII Международная научно-практическая конференция
31. Guzel-Seydim, Z. B., Bever, Jr P. I. and Greene, A. K. (2004b). Efficacy of ozone to reduce bacterial populations in the presence of food components. Food Microbiol. 21:475-489.
32. Palou, L., Smilanick, J. L., Crisosto, C. H. and Mansour, M. (2001). Effect of gaseous ozone exposure on the development of green and blue molds on cold stored citrus fruit. Plant Dis. 85(6):632-638.
33. Freitas-Silva, O. and Venancio, A. (2010). Ozone applications to prevent and degrade mycotoxins: a review. Drug Metab. Rev. 42(4):612-620.
34. Zorlugenc, B., Zorlugenc, F. K., Oztekin, S. and Evliya I.B. (2008). The influence of gaseous ozone and ozonated water on microbial flora and degradation of aflatoxin B(1) in dried figs. Food Chem Toxicol. 46 (12):3593-3607.
35. Whangchai, K., Saengnil, K. and Uthaibutra, J. (2006). Effect of ozone in combination with some organic acids on the control of postharvest decay and pericarp browning of longan fruit. Crop Protect. 25(8):821825.
36. Domeno, C., Rodriguez-Lafuente, A., Martos, J. M., Bilbao, R. and Nerin,N. (2010). VOC removal and deodorization of effluent gases from an industrial plant by photo-oxidation, chemical oxidation and ozonization. Envir. Sci. Technol. 44:25852591.
37. Rappert, S., and Muller, R. (2005). Odor compounds in waste gas emissions from agricultural operations and food industries. Waste Manage. 25:887-907.
38. Arvanitoyannis, I. S. (2012). Ozone for food waste and odor treatment. In: Ozone in food Processing. 1st ed., pp. 201-221. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice, R. G., Eds., Chichester: Blackwell Publishing Ltd.
39. Arsovic, H. M. and Burchard, H. (1973). The purification of gaseous and liquid emissions from animal body disposal plants (Arsox process). Gesundheitstechnik 7(4):67-70.
40. Mohana, M., Acharya, B. K. and Madamwar, D. (2009). Distillery spent wash: treatment technologies and potential applications. J. Hazard Mater 163:12-25.
41. Schrader, K. K., Davidson, J. W. and Agnes, M. (2010). Evaluation of ozonation on levels of the off-flavor compounds geosmin and 2-methylisoborneol in
«Вопросы развития современной науки и техники» water and rainbow trout oncorhynchus mykiss from recirculating aquaculture systems. Aquacult. Eng. 43(2):46-50.
42. Zhang, T., Xue, Y., Li, Z., Wang, Y., Yang, W. and Xue, C. (2016). Effects of ozone on the removal of geosmin and the physicochemical properties of fish meat from bighead carp (Hypophthalmichthys nobilis). Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 34:16-23.
43. Kim-Yang, H., Von Bernuth, R. D., Hill, J. D. and Davies, S. H. (2005). Effect of ozonation on odor and the concentration of odorous organic compounds in air in a swine housing facility. Trans ASAE 48(6):22972302.
44. Wu, J. J., Park, S. H., Hengemuehle, S. M., Yokoyama, M. T., Person, H. L., Gerrish, J. B. and Masten, S. J. (1999). The use of ozone to reduce the concentration of malodorous metabolites in swine manure slurry. J. Agric. Eng. Res. 72(4):317-327.
45. Watkins, B. D., Hengemuehle, S. M., Person, H. L., Yokoyama, M. T. and Masten, S. J. (1997). Ozonation of swine manure wastes to control odors and reduce the concentrations of pathogens and toxic fermentation metabolites. Ozone: Sci. Eng. 19(5):425-437.
46. Tiwari, B. K. and Muthukumarappan, K. (2012). Ozone in fruit and vegetable processing. In: Ozone in Food Processing. 1st ed., pp. 55-74. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice, R.G., Eds., Blackwell Publishing Ltd., Chichester.
47. Calado, T., Venancio, A. and Abrunhosa, L. (2014). Irradiation for mold and mycotoxin control: A review. CRFSFS 13:1049-1061.
48. Nadas, A., Olmo, M. and Garcia, J. M. (2003). Growth of Botrytis cinerea and strawberry quality in ozone-enriched atmospheres. J. Food Sci. 68 (5): 1798-1802.
49. Brodowska, A. J., Smigielski, K., Nowak, A., Czy_zowska, A. and Otlewska,A. (2015). The impact of ozone treatment in dynamic bed parameters on changes in biologically active substances of juniper berries. PLoS ONE 10(12):e0144855.
50. Diao, E., Shen, X., Zhang, Z., Ji, N., Ma, W. and Dong, H. (2014). Identification of the oxidative products and ozonolysis pathways of polyphenols in peanut skins. J. Food Nutr. Res. 2(3):101-108.
VIII Международная научно-практическая конференция
51. Miller, F. A., Silva, C. L. M. and Brand~ao, T. R. S. (2013). A Review on ozone-based treatments for fruit and vegetables preservation. Food Eng. Rev. 5(2):77-106.
52. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice, R. G. (2012). Status and trends of ozone food processing. In: Ozone in Food Processing. 1st ed., pp. 1-6. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen P. J. and Rice, R. G., Eds., Blackwell Publishing Ltd., Chichester.
53. Barth, M. M., Zhou, C., Mercier, J. and Payne, F. A. (1995). Ozone storage effects on anthocyanin content and fungal growth in blackberries. J. Food Sci. 60(6):1286-1288.
54. Perez, A. G., Sanz, C., Rios, J. J., Olias, R. and Olias, J. M. (1999). Effects of ozone treatment on postharvest strawberry quality. J. Agri. Food Chem. 47:1652-1656.
55. Fonseca, J. M. and Rushing, J. W. (2006). Effect of ultraviolet-C light on quality and microbial population of fresh-cut watermelon. Postharvest Biol. Tech. 40:256-261.
56. Bialka, K. L. and Demirci, A. (2007). Decontamination of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella Enterica on blueberries using ozone and pulsed UV-light. J. Food Sci. 72(9):391-396.
57. Hildebrand, P. D., Forney, C. F., Song, J., Fan, L. and McRae, K. B. (2008).Effect of a continuous low ozone exposure (50 nL Li1 ) on decay and quality of stored carrots. Postharvest Biol. Technol. 49(3):397-402.
58. Torlak, E., Sert, D. and Ulca, P. (2013). Efficacy of gaseous ozone against Salmonella and microbial population on dried oregano. Int. J. Food Microbiol. 165:276-280.
59. Liew, C. L. and Prange, R. K. (1994). Effect of ozone and storage-temperature on postharvest diseases and physiology of carrots (Daucus Carota L). J. Am. Soc. Hortic Sci. 119(3):563-567.
«Вопросы развития современной науки и техники»
60. Tzortzakis, N., Borland, A., Singleton, I., and Barnes, J. (2007a). Impact of atmospheric ozone-enrichment on quality-related attributes of tomato fruit. Postharvest Biol. Technol. 45(3):317-325.
62. Tzortzakis, N., Singleton, I. and Barnes, J. (2007b). Deployment of low-level ozone-enrichment for the preservation of chilled fresh produce. Postharvest Biol. Technol. 43(2):261-270.
63. Kute, K. M., Zhou, C. and Barth, M. M. (1995). The effect of ozone exposure on total ascorbic acid activity and soluble solids contents in strawberry tissue. Proc IFT Ann Meet. p. 82.
64. Sarig, P., Zahavi, T., Zutkhi, Y., Yannai, S., Lisker, N. and Ben-Arie, R. (1996). Ozone for control of postharvest decay of table grapes caused by Rhizopus stolonifer. J. Physiol. Mol. Plant Pathol. 48(6):403-415.
65. Skog, L. and Chu, C. L. (2001). Effect of ozone on qualities of fruits and vegetables in cold storage. Can. J. Plant Sci. 81:773-778.
66. Castillo, A., McKenzie, K. S., Lucia, L. M. and Acuff, G. R. (2003). Ozone treatment for reduction of Escherichia coli 0157:H7 and Salmonella serotype typhimurium on beef carcass surfaces. J. Food Protect. 66(5):775-779.
67. Cardenas, F. C., Andres, S., Giannuzzi, L. and Zaritzky, N. (2011). Antimicrobial action and effects on beef quality attributes of a gaseous ozone treatment at refrigeration temperatures. Food Control. 22:1442-1447.
68. Lyu, F., Shen, K., Ding, Y. and Ma, X. (2016). Effect of pretreatment with carbon monoxide and ozone on the quality of vacuum packaged beef meats. Meat Sci. 117:137-146.
69. Jaksch, D., Margesin, R., Mikoviny, T., Skalny, J. D., Hartungen, E., Schinner, F., Mason, N. J. and Mark, T. D. (2004). The effect of ozone treatment on the microbial contamination of pork meat measured by detecting the emissions using PTR-MS and by enumeration of microorganisms. Int. J. Mass Spectrom. 239:209-214.
70. Muthukumar, A. and Muthuchamy, M. (2013). Optimization of ozone in gaseous phase to inactivate Listeria monocytogenes on raw chicken samples. Food Res. Int. 54:1128-1130.
VIII Международная научно-практическая конференция
71. Blogoslawski, W. J., Perez, C. and Hitchens, P. (1993). Ozone treatment of seawater to control Vibriosis in mariculture of penaeid shrimp, Penaeus vannameii. In Proceedings of the International Symposium on OzoneOxidation Methods for Water and Wastewater Treatment, Wasser Berlin 26-28 April, Paris, France: Int Ozone Assoc. pp. I.5.1-I.5.11.
72. Chawla, A., Bell, J. W. and Marlene, E. J. (2007). Optimization of ozonated water treatment of wild-caught and mechanically peeled shrimp meat J. Aquat. Food Product Technol. 16(2):41-56.
73. Nash, B. (2002). Ozone effective in preserving seafood freshness. Marine Extension News. Spring, North Carolina Sea Grant.
74. Gon3c alves, A. A. (2009). Ozone. An emerging technology for the seafood industry. Braz Arch, Biol. Techn. 52(6):1539-1572.
75. Cavalcante, M. A., Leite, Jr. B. R. C., Tribst, A. A. L. and Cristianini, M. (2013a). Improvement of the raw milk microbiological quality by ozone treatment. Int. Food Res. J. 20:2017-2021.
76. Sheelamary, M. and Muthukumar, M. (2011). Effectiveness of ozone in inactivating Listeria monocytogenes from milk samples. WJYR 1:40-44.
77. Varga, L. and Szigeti, J. (2016). Use of ozone in the dairy industry: A review. Int. J. Dairy Technol. 69(2):157-168.
78. Torlak, E. and Sert, D. (2013). Inactivation of Cronobacter by gaseous ozone in milk powders with different fat contents. Int. Dairy J. 32:121125.
79. Morandi, S., Brasca, M., Lodi, R. and Battelli, G. (2009). Use of ozone to control Listeria monocytogenes in various types of cheese. Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia 60:211-215.
80. Cavalcante, D. A., Leite, Jr. B. R. C., Tribst, A. A. L. and Cristianini, M. (2013b). Microbiological quality of Minas Frescal cheese treated with ozonated water. Int. Food Res. J. 20:2911-2915.
81. Rakness, K. L. (2005). Ozone in Drinking Water Treatment:Proces Design,Operation, and Optimization. 1st ed., American Water Works Associa-tion, Denver, CO, USA.
«Вопросы развития современной науки и техники»
82. Rice, R. G. (2012). Health and safety aspects of ozone processing. In: Ozone in Food Processing. 1st ed., pp. 265-288. O'Donnell, C., Tiwari, B. K., Cullen, P. J. and Rice, R.G., Eds. Blackwell Publishing Ltd., Chichester.
УДК 004.356.2
Горбачев Иван Алексеевич Gorbachev Ivan Alexeyevich, Калымбеков Шынгыс Kalymbekov Shyngys, Дохов Даниил Олегович Dokhov Daniil Olegovich Студент Student
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
ПРИНТ-СЕРВЕР НА ОСНОВЕ RASPBERRY PI
PRINT SERVER BASED ON RASPBERRY PI
Аннотация: в статье изложена сущность подхода к созданию принт-сервера на основе одноплатного компьютера Raspberry Pi, предназначенного для печати файлов по сети Wi-fi с устройств, на операционных системах iOS, macOS, Android и Windows. Была создана структурная схема и алгоритм работы принт-сервера, создана электрическая схема. Установлено программное обеспечения и выполнено его конфигурирование. Было выполнено тестирование нагрузки на процессор.
Abstract: the article describes the essence of the approach to creating a print server based on a single-board computer Raspberry Pi, designed to print files over a Wi-fi network from devices running on iOS, macOS, Android and Windows operating systems. A block diagram and an algorithm for the print server were created, electrical circuit created. The software has been installed and configured. CPU load testing has been performed.
