الدكتور محمد الأسيوطى يكتب : كفائة الأوزون في مصانع الاغذية

لاشك أن سلامة الغذاء Food Safety أضحت محل اهتمام كافة المعنيين العاملين في مجال صناعة الاغذية ، ويعد تلوث الاغذية ذات الاصل الحيواني مثل الالبان و اللحوم و الاسماك و منتجاتها من أهم القضايا التي تهدد صحة واقتصاديات العديد من الدول النامية ، خاصة تلك التي تفتقر إلى ظروف التصنيع و الحفظ الجيدة ، حيث تؤثر على صحة المستهلك وتؤدي في بعض الاحيان إلى الاصابة بالأمراض المزمنة.

وقد يتسبب الإنتاج الضخم للاغذية وطرق التصنيع المختلفة والظروف الصحية الغير جيدة في إصابة المستهلكين بأمراض مختلفة والتسممات الغذائية ، مما يشكل خطرًا صحيًا عامًا على المستهلكين كما يعتبر تلوث الغذاء بالميكروبات المختلفة له تأثير سلبي على جودتة وسلامتة ، لذلك يجب أن يكون الحد من الملوثات الميكروبية في الاغذية أقل ما يمكن. و تلبية لمطالب المستهلكين و المنتجين علي حد سواء بضرورة إستخدام تقنيات بديلة للمواد الحافظة الكيميائية في حفظ الأغذية تساهم فى تيسير تصنيع الغذاء وحفظه مثل المعالجة بالاوزون الذي اثبت كفائتة و فاعليتة فى التعقيم و حفظ الأغذية ذات الاصل الحيواني كما انه لايترك أى أثر مثل الكلور وهو ما أشارت به الهيئات المسؤلة عن سلامة الغذاء وفقا للمواصفات الدولية.

ومن هنا تأتي عملية استخدام الأوزون التي تساعد على خفض الحمولة الميكروبية والتخلص من الروائح الغير مرغوبة بالاغذية ذات الاصل الحيواني ومنتجاتها.

حيث يعمل الأوزون علي خفض نسبة كبيرة من الميكروبات الممرضة والميكروبات الأخرى التي تلوث الغذاء وذلك لقيامه بأكسدة الأغشية الخلوية لها . كما أظهرت بعض الدراسات أن المعاملة بالأوزون تخفض السمية البيولوجية لبعض السموم الفطرية وذلك بدرجة معنوية في الغذاء.

مثل هذه المعاملات تساعد في تأكيد الأمان في سلسلة توريد الغذاء وتداوله. كما اعتمدته الولايات المتحدة كغاز آمن والموافقة عليه كمادة فعالة مضادة للبكتريا يمكن استخدامه في المنتجات الغذائية. كما اعتبرت وكالة حماية البيئة الامريكية Environmental Protection Agency (EPA) الأوزون بانه مركب غير كيميائي وبديل صديق للبيئة ويمكن استخدامه في تصنيع الغذاء. ووافق المجلس الوطني للقياسات العضوية National Council for Organic Standards Board (NOSB) على اعتماد الأوزون للاستخدام في المنتجات الغذائية كمادة مضادة للميكروبات.

ما هو الأوزون؟

الأوزون هو غاز مكون من 3 ذرات من الأكسجين يحمل طاقة عالية جدًا صيغته الكيميائية O3 وهو غاز ذو لون أزرق ، ونسبته في الغلاف الجوى ضئيلة قد لا تتجاوز في بعض المناطق واحد في المليون وهو غاز سام له رائحة مميزة. يتشكل في الطبقة العلوية من الغلاف الجوي طبقة الستراتوسفير، يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية في الطبقة العلوية من الغلاف الجوي وهذا ما يحمينا ويحمي الكرة الأرضية من الإشعاعات الشمسية المؤذية. ينتج الأوزون عملياً بواسطة الأشعة فوق البنفسجية UV أو بواسطة تمرير الهواء على حقل كهربائي عالي التوتر High Voltage Discharge. ، الأوزون مادة مؤكسدة قوية حيث يتفكك وتتحرر منه ذرة من الأكسجين الذري الوليد O وهو ذو قدرة أكسدة عالية جداً، لذلك الأوزون من المواد الفعالة التي تقضي تقريباً على معظم الجراثيم والفيروسات وغيرها.

وتم استخدمه في الاوانة الاخيرة كأحد الحلول الحديثة في مجال التعقيم في مصانع الاغذية والمشروبات عن طريق استخدام الماء الذي يُحقن بالأوزون لأغراض تعقيم الخطوط الانتاجية من الخارج وكذلك النواقل على الخطوط الانتاجية .حيث ان الماء المعالج بالأوزن من الحلول الناجحة في عمليات التعقيم كما ، تم استخدام الأوزون في العديد من الصناعات مثل صناعة الالبان و اللحوم و الاسماك و منتجاتها.

ويمكن إنتاج الأوزون بثلاثة طرق منها:

1- التيار الكهربائى وتمرير الهواء والفرق فى الجهد يكسر الأكسجين فى الهواء النشط.
2- وأيضا بإستخدام الأشعة البنفسجية .
3- والطريقة الثالثة بالتحليل الكهربائى وتمرير التيار الكهربائى داخل المياه والاوزون يؤدى لتكسير جدار الخلية البكتيرية ويدمرها.

يتكون غاز الأوزون على خطوتين:

1. الخطوة الأولى: تكسر الأشعة فوق البنفسجية الرابطة التساهمية الثنائية الموجودة في غاز الأكسجين فتؤدي إلى وجود ذرتي أكسجين نشطتين
2. الخطوة الثانية: تتحد كل ذرة أكسجين نشطة مع غاز الأكسجين O2 آخر فتؤدي إلى تكون جزيء أوزون O3.

خصائص الأوزون :

1- الأوزون هو أقوى عامل مؤكسد معروف صديق للبيئة.
2- لا يحتوي على مواد كيميائية.
3- لا يترك بقايا بعد الاستخدام.
4- مضاد للجراثيم يعمل على الفور .
5- أكثر فعالية من الكلور.
6- يمنع نمو البكتيريا والعفن والجراثيم والفطريات وذلك لقيامه بأكسدة الأغشية الخلوية لها Cell Membranes. كما يقضي علي العديد من البكتيريا التي تنمو من الهواء.
7- يمنع تكاثر الآفات.
8- آمن للاستخدام في الاغذية.
9- يمكن للأوزون تحييد جميع السموم (الفينولات والمبيدات الحشرية والمنظفات والمخلفات الكيميائية والمركبات العطرية).
10-يعتبرالأوزون غازاً غير مستقرعالي التفاعل ومادة مؤكسدة قوية تقضي على البكتيريا بسرعة فائقة.
11-ويعتبر الأوزون فعالاً كمطهر بتركيزات منخفضة نسبياً ولا يترك مواداً ثانوية سامة مثل ما ينتج عن استخدام الكلور لذا يعتبرآمن في تعقيم الاسطح الملامسه للغذاء.
12- عندما يتفاعل مع المادة العضوية، لا يشكل أي مواد ثانوية سامة .
13- يعتبر الأوزون فعالاً في السيطرة على أو إزالة البيوفيلم (biofilm) الذي يظهر أحياناً على أجهزة وآلات التصنيع نتيجة الممارسات التصنيعية الغير جيدة.
14- يمكن أن يستعمل في خفض الأوكسجين الممتص حيوياً ( Biochemical Oxygen Demand BOD )، والأوكسجين الممتص كيميائيا ( chemical Oxygen Demand COD )، والتعكر أو الرواسب الأخرى في الماء.
15- ينفرد الأوزون بالقدرة على إنتاجه في الموقع ، كما يمكن إنتاجه عند الطلب من دون الحاجة لتخزينه مقارنة بالمطهرات الاخري.
16- الأوزون يتأثر بكمية المواد العضوية أو الكيماويات الموجودة في الماء، إلا انه لا يتأثر بالتغيرات في الحموضة (pH) كما هو الحال مع الكلور.
17- من الناحية الاقتصادية يوفر التعقيم بالأوزون مبالغ مالية طائلة على المصنعين و منتجي الاغذية لان التعقيم بالأوزون لايلزمه سوي مولد للأوزون ولا يحتاج الى شراء مواد التعقيم والتنظيف باهظة الثمن او الاضطرار الى استيراد هذه المواد.

الاستخدامات المتعددة للأوزون في صناعة الاغذية:

1. يمكن استعمال الأوزون بعدة طرق في مصانع الأغذية و مجازر اللحوم و الدواجن . فالماء المحتوي على معدلات منخفضة من الأوزون يمكن استخدامه على معدات التصنيع والجدران أو الأرضيات لإزالة وقتل البكتيريا. وكونه يملك نصف حياة قصيرة للغاية، فإن الأوزون لا يتراكم على الأسطح كما تفعل المطهرات الاخري إذا لم تتم إزالتها بالشطف الجيد.
2. كما يمكن استخدم غاز الاوزون في معاملة الحلیب الخام بغرض تعقيمه و زیادة فترة حفظه. وذلك نظرا” لان المعاملات الحرارية للالبان قد تؤثرسلبًا على جودتها، لذا كان لابد من استخدام بديل آمن مثل غاز الأوزون لتقليل الحمل الميكروبي للحليب دون التأثير سلبًا على القیمة الغذائیة أو طعم الحلیب السائل.

من هنا اثبت الأوزون كفائتة كعاملًا قويًا متعدد الوظائف مضادًا للبكتيريا وله العديد من التطبيقات في مجال سلامة الأغذية من خلال المعالجة والتخزين وتقليل التلوث الميكروبي للحليب الخام .
3. تطهير المياه حيث يُستخدم الأوزون لتعقيم المياه وتنقيتها من الكائنات الحية الدقيقة ، مما يجعلها آمنة للشرب والاستخدامات المختلفة.

4. يعمل الأوزون على تحسين جودة الأغذية عن طريق إزالة الروائح والطعم غير المرغوب فيه.
5. يستخدم الأوزون في تنقية و تعقيم الهواء من الجسيمات والروائح الكريهة في غرف الخزن، والحاويات وغير ذلك من المرافق. يتفاعل الأوزون الغازي مع الروائح الكريهة أو الملوثات في الهواء المحيط كما يتفاعل الأوزون المائي مع الملوثات في مياه التصنيع. وتعتمد نسبة فعالية الأوزون في التخلص من الملوثات في الجو أو على الأسطح المكشوفة في الغرفة على نسبة تركيزه التي يجب ان يكون آمناً إستعمالها في المكان.
6. يستخدم الأوزون في محطات معالجة مياه الصرف الصحي لتحسين جودة المياه المعاد تدويرها.
7. تعقيم العبوات القابلة للبيع المستخدمة في صناعة مختلف الاغذية.

عيوب التعقيم بالأوزون:

– الأوزون يتفكك بسرعة كبيرة ولا يمكن الاحتفاظ به أكثر من ساعة، لذلك لا يمكن تخزين الأوزون، لذا يتم انتاجه في الموقع ويستخدم فور تحضيره.

نسبة الاوزون المستخدمة في التعقيم:

تعتمد نسبة الأوزون المستخدمة في التعقيم على نوع المادة او المنتج المراد معالجته وكمية الملوثات الموجودة فيها. بشكل عام، على سبيل المثال تتراوح نسبة الأوزون في اللبن ppm 0.50 و في مياه الشرب بين 0.001 و 0.003 جزء في المليون (ppm). هذه النسبة منخفضة بما يكفي لتكون آمنة للاستهلاك الآدمي، ولكنها عالية بما يكفي لقتل البكتيريا والفيروسات والطفيليات الأخرى. أما مياه الصرف الصحي، فتحتاج إلى نسبة أعلى من الأوزون. تتراوح بين 0.01 و 0.1 ppm. وفي الاستخدامات الصناعية، تختلف النسبة المطلوبة من الأوزون حسب نوع الملوثات الموجودة في المياه. ، فقد تحتاج مياه الصناعة التي تحتوي على مواد عضوية إلى نسبة أعلى من الأوزون من مياه الصناعة التي تحتوي على مواد معدنية.

الخلاصة :

تؤكد كافة الدراسات البحثية ان استخدام التعقيم بالأوزون من أفضل طرق التعقيم وأكثرها فعالية في مجال صناعة الاغذية ويقضي تقريباً على جميع الجراثيم والفيروسات والطفيليات وغيرها من المواد المسببة للأمراض.

ويمكن استعماله بعدة طرق في مصانع الأغذية لتعقيم الآلات و تنظيف الجدران و الأرضيات لإزالة وقتل البكتيريا و التخلص من المواد العضوية التي قد تكون موجودة. كما يعتبر الأوزون مطهراً فعالاً للهواء وقد استعمل بنجاح لتعقيم الجوّ في غرف الخزن، والحاويات وغير ذلك من المرافق كما يتميز الأوزون بانه لا يتراكم على الأسطح كما تفعل المطهرات إذا لم تتم إزالتها بالشطف الجيد.

ويعتبر عاملاً أساسياً في مد فترة الصلاحية المنتجات الغذائية. لذا توصي كافة الابحاث العلمية بضرورة استخدام الأوزون كتقنية بديلة امنة و اقتصادية و اكثر فاعلية من استخدام المواد الحافظة الكيميائية ومن ثم الحفاظ على جودة و سلامة المنتج الغذائي وحماية المستهلك و تعزيز الصحة العامة.

المراجع:
Anandu Chandra Khanashyam, M. Anjaly Shanker, Anjineyulu Kothakota, Naveen Kumar Mahanti & R. Pandiselvam (2021): Ozone Applications in Milk and Meat Industry, Ozone: Science & Engineering, DOI: 10.1080/01919512.2021.1947776.
Gonçalves AA. (2009): Ozone: an emerging technology for the seafood industry. Brazilian archives of Biology and Technology. 2009; 52(6):1527-1539.
Pascual AL. lorca I and Canut A. (2007): Use of ozone in food industries for reducing the environmental impact of cleaning and disinfection activities. Trends in Food Science and Technology. 2007; 18:S29-S35.
Rojas-Valencia MN. (2011): Research on ozone application as disinfectant and action mechanisms on wastewater microorganisms. Virus. 2011; 3:4-10.
Serra, R., Abrunhosa, L., Kozakiewicz Z., Venanci A. and Lima, N. (2003): Use of ozone to reduce molds in a cheese ripening room. J. Food Prot., 66(12): 2355- 2358.
Sert, D., and E. Mercan. (2021): “Effects of Ozone Treatment to Milk and Whey Concentrates on Degradation of Antibiotics and Aflatoxin and Physicochemical and Microbiological Characteristics.” LWT-Food Science and Technology 144:111226. doi: 10.1016/j.lwt.2021.111226

د/ محمد سعيد الاسيوطي

باحث أول صحة و سلامة الاغذية
بمعهد بحوث الصحة الحيوانية – فرع دمنهور – مركز البحوث الزراعية – مصر
الايميل drmohamedelasuity@yahoo.com