ازن در ضدعفونی میوه و سبزیجات

ازن چیست ؟

چرخه ی تولید مواد غذایی در مراحل مختلفی با منابع چندگانه بالقوه ایجاد آلودگی درگیر است. از دلایل عمده ایجاد آلودگی پیش از کشت میوه ها و سبزیجات تازه می توان به آبیاری آلوده، کود نامناسب و بهداشت نامطلوب در حین کار اشا کرد. در طول انجام کشت محصول، بسته بندی غیر صحیح، استفاده مجدد از آب شستشو آلوده شده، تجهیزات مربوط به فراوری، وسایل حمل و نقل و آلودگی متقابل از دیگر محصولات در ایجاد خطرات میکروبی مرتبط با میوه و سبزیجات تازه، ایفا نقش می کند. همچنین حین برش، خرد و ورقه ورقه کردن آنها، از دست رفتن یکپارچگی سطوح می تواند منجر به نفوذ و رشد سریع میکرواورگانیسم ها شود. مثال هایی که در ادامه می آید. نمونه هایی از مطالعات و تلاش های موفق در جهت پاکسازی محصولات با ازن است.

خرما و انجیر خشک

ازن در حالت گازی در سه غلظت (1،3و5ppm) برای چهار دوره زمانی (15، 30 ، 45 و60دقیقه) بر روی خرما ایرانی اعمال شده  کاهش کلی تعداد باکتری های Coliform و Staphylococcus aureus  و نیز نسبت به مخمر/کپک بررسی شد. نمونه های تصفیه شده تعداد کمتری از میکروب ها را نسبت به تصفیه نشده ها نشان دادند. حداقل 1 ساعت تصفیه با ازن با غلظت 5 ppm موجب کاهش قابل توجه Caliform و S.aureus در خرما می شود اما مدت زمان طولانی تری جهت حذف تمام باکتری های mesophilic و نیز تعداد مخمر/قارچ لازم است.

در پروهش های حول محور سنجش تاثیر ازن گازی و آب ازن دار بر میکروب های گیاهی و میزان aflatoxin B1 (سم سرطان زای تولیدشده توسط نوعی قارچ) موجود در انجیر خشک، این میوه به مدت 7.5 ، 15 و 30 دقیقه در معرض 13.8 میلی گرم بر لیتر ازن گازی و  1.7 میلی گرم بر لیتر آب در ازن دار قرار گرفت. قبل و بعد تصفیه با ازن، کپک های روی انجیر جدا و شناسایی شدند. در هر دو نوع تصفیه، AMB (باکتری هوازی mesophilic) به صورت کامل غیر فعال نشد؛ در حالی که، باکتری E.coli در 7.5 دقیقه کاملا از بین رفت. شکلcoli  و مخمر نیز در 7.5 و 15 دقیقه تحت تاثیر آب ازن در نابود شد. انجیرهای خشکی که به صورت مصنوعی با aflatoxin B1 آلوده شده بودند نیز با آب ازن دار به مدت 30، 60 و 180 دقیقه تصفیه شدند. نتایج حاکی از آن بود که جهت کاهش این سم، ازن گازی به حالت دیگر موثرتر عمل می کند.

جوانه های یونجه

در سال های اخیر، جوانه های یونجه به دلیل بروز عوامل بیماری زا و شیوع بیماری های مرتبط، توجهات را به خود جلب نموده اند. تصفیه این جونه ها با ازن به مدت 5 دقیقه، بار میکروبی آنها را تا 1.2 واحد لگاریتمی کاهش می دهد. دانه های یونجه از بیش با ازن تصفیه شده و شمار میکروب ها حین جوانه زنی  دانه و رشد، مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، جوانه حین دوره رشد خود، دوبار در روز با بهرهگیری از آب ازن دار، آبیاری شدند. شمار میکروب های دانه ها در ابتدا حدودا CFU 10⁵ درهر گرم بود که تصفیه با ازن، آن را تقریبا تا 2 واحد لگاریتمی کاهش داد. تفاوت میان دانه های تصفیه شده و تصفیه نشده در طول دوره ی رشد کاهش یافته و جمعیت در هر دو گروه بعد از 4 روز دوره ی نهفته دانه، به حدودا CFU 10⁹ در هر گرم رسید. یک تصفیه نهایی شامل ورود ازن حباب دار را به داخل جوانه ها برای مدت 2.5 دقیقه، شمار میکروب ها را از  CFU2.0 * 10⁷       5.0 * 10⁹گرم رساند. در روشی دیگر، جوانه ها وارد آب ازن دار (30-32PPM) شده و 20 دقیقه تحت چرخش قرار گرفتند. میانگین تعداد به  CFU4.8 * 10⁷ در هر گرم کاهش یافت.

کاربرد ازن در فرآوری آب میوه

زنده ماندن باکتری ها و قرچ های مقاوم به حرارت حین پاستوریزاسیون آب میوه، می تواند نگرانی جدی برای فرآوران مرکبات به دنبال داشته باشد. ازن بالقوه جهت غیرفعال کردن هاگ های مقاوم به حرارت در اجزای آب میوه، با نیاز به مقدار کمی از آن سودمند واقع می شود. بنابراین، تاثیر ازن در برابر هاگ های  Neosartorya fischeri alicyclobacillus ، acidocaldarius  و  zygosaccharomyces bailiiکه در آب میوه ها مشکل ساز می شوند، در ترکیبات انتخابی آب میوه مورد بررسی قرار گرفت. اجزای آب میوه، شربت ذرت با فروکتوز (شکر میوه) بالا (HFCS)، کنسانتره آب پرتغال (JCO) و کنستانتره ی آب آناناس (PJC) همراه با سلول و یا هاگ (CFU 10⁷ در هر میلی لیتر( ، با ازن گزی صفیه شدند. حساسیت هاگ ها به ازن بسته به نوع هاگ و اجزای آب میوه متغیر بود. غیرفعال کردن هاگ های A.acidocaldarius تا 5 واحد لگاریتمی، به ترتیب نیازمند 0.31،0.28 و 0.41 میلی گرم ازن در هر میلی لیتر از سوسپانسیون هاگ ها در OJC، HFCS و PJC بود. دوز لازم ازن برای غیر فعال کردن هاگ های  Z.bailii در برابر ازن مقاومت دارند. به نمونه های آب سیب با غلظت 1-4.8 درصد وزنی، به مدت 0-10 دقیقه ازن زده شد و چنین مشاهده شد که رنگ، ویژگی های رئولوژیکی (مربوط به خواص سیال) وترکیب فنل (C6H60) آن به صورت قابل توجهی تحت تاثیرقرار گرفت.

سیب

سیب ها در معرض آلودگی با میکرواورگانیسم های بیماری زای موجود در مزارع قرار دارند. استفاده از سیب آلوده جهت تولید آب سیب پاستوریزه مشده و شراب سیب منجر به ایجاد مسمومیت غذایی ناشی از باکتری  E.coli 0157:H7 می شود. در یک پروهش، پیش از تصفیه با یک محلول آبی حاوی 21-28 میلیگرم بر لیتر ازن، سیب ها ب این باکتری (به صورت مصنوعی) تلقیح شدند. شست وشوی سیب ها در ازن حباب دار نسبت به فرو بردن در آب از بیش ازن دار شده حین آلودگی زدایی و تصفیه سیب ها ، موثرتر واقع شد. حداکثر کاهش سطحی باکتری در قیاس با گروه کنترل باکتری های تلفیحی E.coli شسته نشده، 2.6-3.7 واحد لگاریتمی بود. با این حال، میزان کاهش باکتری توسط تصفیه با اوزون در محدوده ساقه، کمتر از 1 واحد لگاریتمی بود.

کاهو، اسفناج و جعفری

در پژوهشی، آزمایشات و نتیج مبنی بر تاثیر تصفیه با ازن و یا کلر بر آلودگی های طبیعی در کاهوهای تازه با یکدیگر مقایسه شد. ازن (به میزان 1.3 میلی مولار) و کلر (1 میلی مولار) باکتری های mesophilic وpsychrotrophic  را در 3 دقیقه تا 1.4و 1.8 واحد لگاریتمی غیرفعال کردند. به همین ترتیب در آزمایشی دیگر، کاهو خردشده توسط ازن گازی و یا مخلوط شده با محلول آب ازن ( به سبت وزنی 1 به 20) با و بدون حباب تصفیه شد. نتایج نشان داد که ازن گازی حباب دار در آب همراه با هم زدن و ایجاد چرخش در محلول، تاثیرگذارترین روش ازن زنی برای کاهوی خردشده می باشد. اخیرا در یک تحقیق پی بردند که استفاده از 2ppm  تصفیه با آب ازن دار به مدت 2 دقیقه، شرایط بهینه در راستای فرآوری و ضدعفونی کردن کاهو سبز با ازن (نسبت به کلر و اسید آلی) به منظور حفظ کیفیت و حساسیت در دوره ذخیره سازی 9 روزه می باشد.

در پژوهشی با موضوع کیفیت اسفناج از پیش بسته بندی شده که به صورت مصنوعی حاوی باکتری Escherichia coli O157:H7 640 شده بود، تحت تاثیر بسته بندی با ازن تولید شده در هوا و اکسیژن نمونه ها به مدت 5 دقیقه در دما اتاق (22درجه) و 0.5،2 و 24 ساعت در دمای یخجال (5درجه) تصفیه شدند. نمونه کاهش در جمعیت باکتری مذکور با حداکثر مقدار (3-5 لگاریتم در مبنای CFU10 برای هر برگ) را بعد از 24 ساعت نمایان کردند.

در تحقیقی دیگر، سبزیجاتی مانند کاهو، اسفناج و جعفری با ازن آبی (12 میلی گرم بر لیتر)، ازن گازی (950 میکرولیتر در هر لیتر به مدت 20 دقیقه) و اب کلردار (100 میلی گرم بر لیتر) جهت غیرفعال کردن باکتری های Escherichia coli و Listeria innocua  (که به صورت مصنوعی ایجاد شده بودند) تصقفیه شدند. شست و شو با کلر و ازن منجر به کاهش لگاریتمی میانگین 0.1_+2.9 و 0.3_+2.0 برای E.coli  شد در حالی که برای L.innocua تاثیر ازن (0.1-+2.2 لگاریتمی) بسیار نزدیک به کلر (0.1_+2.3 لگاریتمی) بود. تصفیه با ازن گازی کاهش لگاریتمی1.5-1 در عداد هر دو میکروارگانیسم را نشان داد اما منجر به از دست رفتن چشم گیر ترکیبات زیست فعال مهمی در جعفری شد.

تخریب آفت کش ها در محصولات کشاورزی

استفاده از آفت کش ها برای میوه و سبزیجات جهت اطمینان از کیفیت بالای محصولات، ضروری است. باقی مانده ی ایم مواد به دلیل حفظ سلامت مصرف کنندهاز بین می رود. استفاده از کلر، ازن، دی اکسید کلر و اسید پراستیک به عنوان تصفیه کننده های پس از کشت، در راستای حذف چندین نوع آفت کش موجود در سیب، موثر بوده است. همچنین این نوع تصفیه، از مزیتکاهش جمعیت میکروبی حاضر بر سطح میوه و سبزیجات تا 5 واحد لگاریتمی برخوردار است. فرآوران غذاهای ارگانیک و مصرف کنندگان اینغذاها نیز در خصوص وجودباقی مانده های شیمیایی مانند کلر و محصولات جانبی کلردار نگران هستند. با این حال، به احتمال بسیار ازن زنی راه حلی برای کاهش این ماقی مانده ها می باشد.

در پژوهشی تخریب چهار آفت کش متیل پاراتیون، پاراتیون، دیازینون و سیپرمترین توسط ازن حل شده رخ داد.

نتایج میکرو استخراج فاز جامد (SPME) و تحلیل کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی (CG-MS) نشان دادکه ازن حل شده در محلول آب (1.4 میلی گرم بر لیتر) بعد از 30 دقیقه، تاثیر 60-99درصدی بر اکسیداسیون چهار آفت کش ذکر شده داشته و تخریب عمدت در 5 دقیقه ابتدایی انجام شده است. ازن بیش از همه در حذف سیپرمترین موثر بوده است. (بیش از 60 درصد)

ازن در جایگاه یک ضدعفونی کننده ی زیستی با دوام علیه آفات حشرات، میکروارگانیسم ها و mycotoxin ها (نوعی سم تولیدشده توسط قارچ ها)، جایگزینی کارآمد برای حشره کش های مرسوم می باشد.