235913

โอโซน (ozone หรือ O3) มีสถานะเป็นก๊าซ ในโมเลกุลประกอบด้วยออกซิเจน 3 อะตอม โอโซนพบอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก เกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet) จากแสงแดด เปลี่ยนโมเลกุลของออกซิเจน ซึ่งโดยปกติประกอบด้วยออกซิเจน 2 อะตอม (O2) ซึ่งเสถียร เป็นแก๊สโอโซน (O3) ซึ่งจะไม่คงตัวหรือไม่เสถียร เป็นสารออกซิไดส์ที่มีความแรง จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) อย่างรวดเร็ว ใช้เป็นสารฆ่าเชื้อ (sanitizer) เพื่อลดปริมาณจุลินทรีที่ทำให้อาหารเสื่อมเสีย จุลินทรีย์ก่อโรค โดยใช้เติมลงในน้ำที่ใช้ล้างวัตถุดิบ เช่น การล้างสัตว์น้ำ การล้างซากสัตว์ การล้างผักและผลไม้ เป็นต้น

ozone

 

การผลิตโอโซน

การผลิตโอโซนในบรรยากาศ

โอโซนถูกผลิตขึ้นเพื่อใช้ในทางการค้าจากแสง UV ที่ความถี่ 185 nm หรือ Corona discharge โดยทั่วไปจะพบ Corona discharge ที่ความเข้มข้นของอากาศ 1-3% น้ำหนักโดยน้ำหนัก (w/w) และที่ความเข้มข้นของออกซิเจน 2-12% w/w สมบัติของโอโซน

    • โอโซนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่มีความแรงมาก
    • โอโซนสามารถแตกตัวเป็นออกซิเจนอย่างง่าย สลายตัวได้เอง และไม่มีสารพิษตกค้าง มีครึ่งชีวิตในน้ำที่อุณหภูมิห้อง 20 นาที
    • สามารถละลายในน้ำได้ดีกว่าแก๊ส โดยการละลายจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง

 

  • ไม่มีสารตกค้าง และไม่ก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อมและระบบน้ำใต้ดิน
  • สามารถลดอันตรายทางเคมี (chemical hazard) จากวัตถุอันตรายทางการเกษตร (pestisides) ที่ตกค้างในผักและผลไม้ได้

กลไกการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ของโอโซน

 

โอโซนเป็นสารออกซิไดส์ที่ดีมาก จึงทำลายจุลินทรีย์ได้หลายชนิด ได้แก่ แบคทีเรียยีสต์รา โปรโตซัวร์ที่เป็นสาเหตุทำให้อาหารเสื่อมเสีย (microbial spoilage) และจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค (pathogen) ได้เช่น Escherichia coli, Listeria, Vibrio และ Salmonella

กลไกการทำลายเซลล์จุลินทรีย์ คือโอโซนแตกตัวให้ประจุของออกซิเจนที่มีความสามารถในการออกซิไดส์สูง มีผลรบกวนต่อการถ่ายโอนประจุระหว่างชั้นผนังเซลล์ ทำลายโครงสร้างผนังเซลล์ของจุลินทรีย์ และทำลายองค์ประกอบต่างๆ ภายในเซลล์ ส่งผลให้เซลล์ของจุลินทรีย์เสียหาย แบบเฉียบพลันและตายในที่สุด

การใช้โอโซนในอาหาร

โอโซนนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหาร ได้ดังนี้

 

  • ใช้ล้างวัตถุดิบ (raw material cleaning) โดยเป็นสารฆ่าเชื้อ (sanitizer) ใช้ได้กับวัตถุดิบหลายชนิด เช่น ผักผลไม้สมุนไพร และเนื้อสัตว์
  • ใช้ทำความสะอาด (cleaning) เพื่อฆ่าเชื้อ สถานที่ผลิต สถานที่เก็บรักษาอาหาร อุปกรณ์ที่ใช้ในการแปรรูป การขนส่ง ขนถ่าย
  • ใช้ฆ่าเชื้อบรรจุภัณฑ์ เช่น ใช้โอโซน 20 ppm แทนคลอรีน เพื่อฆ่าเชื้อขวดบรรจุน้ำดื่มในภาชนะที่ปิดสนิท
  • ใช้ในการรม (fumingation) เพื่อควบคุมแมลงที่ผิวของอาหาร
  • กำจัดแก๊สเอทิลีน (ethylene) เพื่อชะลอการสุกของผลไม้ได้
  • ใช้บำบัดน้ำเสีย (waste water treatment) โดยการปรับสภาพน้ำที่ใช้แล้วเพื่อนำกลับมาใช้อีก

ข้อจำกัด

  • โอโซนเป็นอันตรายต่อมนุษย์ หากได้รับที่ความเข้มข้นเกิน 4 ppm เป็นเวลาต่อเนื่อง จึงต้องมีระบบตรวจจับและเตือนภัย และมีระบบการระบายอากาศที่ดีในบริเวณที่ใช้งาน
  • โอโซนเป็นเป็นตัวออกซิไดส์ที่แรง กัดกร่อนพื้นผิววัสดุได้ จึงต้องใช้กับพื้นผิวที่ทนการกัดกร่อน เช่น เหล็กปลอดสนิม (stainless steel)