Pasaulyje apie 15–30 proc. sultingųjų žemės ūkio produktų nepasiekia vienmetės prekyboje ir išmetami nesuvartoti. Teigiama, kad šių produktų išsilaikymą lemia tinkamas apdorojimo būdas prekinio paruošimo metu.

Ruošiant produktus ilgalaikiam saugojimui inovatyvios technologijos leidžia užtikrinti optimalias produktų laikymo sąlygas: temperatūrą, drėgnumą ir dujų sudėtį, taip pat išlaikyti juos aukštos kokybės sandėliuojant. Tačiau ruošiant produktus realizuoti susiduriama su problema, kai jau neįmanoma arba sunku užtikrinti pastovias reikalingas laikymo sąlygas. Temperatūros ir drėgmės svyravimai skatina mikroorganizmų, esančių produktų paviršiuje, vystymąsi, dėl to svarbu sudaryti mikroorganizmams nepalankią arba jų veiklą slopinančią aplinką, bet produktams nekenksmingas sąlygas.

Atsižvelgus į visus augalinės kilmės produktų paruošimo prekybai grandinės etapus, valymo etapas yra vienas iš svarbiausių, kai pašalinamos nereikalingos atliekos ir kiti nešvarumai. Produkto prekinio paruošimo metu nepašalinus daugumos mikroorganizmų, jie keliaus per visus likusius etapus ir „vykdys“ savo veiklą. Todėl atsiranda rizika, kad vartotojus pasieks nesaugus ir nekokybiškas produktas.

Siekiant sumažinti apdorojimo operacijų išlaidas, atliekų kiekį, stabilizuoti augalinės kilmės produktų kokybę, tikslinga naudoti ozoną, kuris saugiai pailgina produktų laikymo (vartojimo) trukmę. Naudojant ozoną kuriami švaresni gamybos procesai, tausojama energija ir mažinamas poveikis aplinkai, išsaugant kokybę. Į įprastai naudojamą produktų apdorojimo liniją galima įdiegti ozono technologiją kaip prevencinę priemonę, kai produkto paviršius saugiai dezinfekuojamas, nedarant poveikio pačiam produktui, aplinkai ir žmogaus sveikatai. Ozonas, sudarytas iš trijų susietų deguonies molekulių, greitai skyla į deguonį, o reaguodamas su maisto produktų komponentais, suskaido mikroorganizmų (bakterijų, virusų, grybų) ląstelių sieneles. Jam kontaktuojant su maisto produktų paviršiumi, mikroorganizmai sunaikinami, o skylant nesusidaro toksiškų produktų.

JAV maisto ir vaistų institucija (U.S. Food and Drug Administration – FDA) vandeninį ir dujinį ozoną visuotinai pripažino kaip saugias prevencines priemones (GRAS – Generally Recognised as Safe) ir patvirtino, kad ozono naudojimas kaip antimikrobinės vandens ar dujų būsenos medžiagos yra saugus pirminiam maistui apdoroti ir saugoti arba geriamajam vandeniui apdoroti.

Nemažai mokslinių tyrimų rezultatų įrodė, kad ozono naudojimas sultingiems augalininkystės produktams daugeliu atvejų yra efektyvus mažinant mikroorganizmų kiekį ant jų. Be to, dėl sumažėjusio paviršinio mikroorganizmų kiekio, pailgėja saugaus daržovių laikymo terminas. Tačiau efektyvumas priklauso nuo ozono koncentracijos, poveikio trukmės ar sąlygų, taip pat kokios būsenos ozonas naudojamas (ozono dujos ar ozonuotas vanduo).

Yra nemažai informacijos apie ozoną ir ozonuoto vandens panaudojimą daržovėms ir vaisiams plauti prieš pateikiant vartotojui. Tačiau apie ozonuoto vandens tinkamą koncentraciją, ekspozicijos laiką ir rezultatus laikant tam tikros rūšies daržoves informacijos nėra. Taigi prieš naudojant ozoną reikia apibrėžti kiekvieno produkto specifines apdorojimo sąlygas. Netinkamai naudojamas ozonas, t. y. esant per didelėms jo koncentracijoms saugant ar apdorojant, gali skatinti nepageidaujamus maisto kokybės pokyčius. Tad labai svarbu ištirti apdorojimo sąlygas.

Ozonuotas vanduo šviežioms morkoms saugoti

Tyrimui pasirinktos vėlyvos veislės morkos, skirtos ilgam laikymui. Morkos (Daucus carota L.) dėl karotinoidų kiekio ir kitų vitaminų yra vienos iš ekonomiškiausių ir labiausiai vartojamų daržovių. Jų plona odelė, tad apsauga nuo ligų sukėlėjų yra aktualus klausimas. Tyrimai atlikti VDU ŽŪA Inžinerijos fakulteto, Mechanikos, energetikos ir biotechnologijų inžinerijos katedros laboratorijoje. Tyrimo tikslas buvo nustatyti ozono poveikį morkų realizacijos trukmei ir jo įtaką mikologinei taršai.

Tyrimais siekiama optimizuoti morkų apdorojimą ozonuotu vandeniu, kad galima būtų įvertinti jo veiksmingumą ir poveikį produktų išsilaikymo trukmei. Morkoms plauti naudota pastovi ozono koncentracija vandenyje 1,53±0,09 mg l^-1, tačiau taikyta skirtinga apdorojimo trukmė (5, 10, 15 ir 20 min.). Ozonuotu vandeniu apdorotos morkos buvo lyginamos su morkomis, kurios plautos tik geriamuoju vandentiekio vandeniu, taip pat su morkomis, kurios neplautos (paimtos tiesiai iš sandėlio), t. y. kontrolė. Bandiniai laikyti 36 dienas.

Mikrobiologiniam užterštumui nustatyti buvo naudojamas mikrobiologinis tyrimas pasirinktomis dienomis, t. y. 1, 8, 20 ir 36 laikymo dienomis. Diagramoje pateikiamas pelėsinių grybų kolonijų skaičiaus kitimas ant morkų jas laikant, kai aplinkos oro temperatūra 3,0±0,5 °C.

Iš tyrimo duomenų nustatyta, kad morkų apdorojimas ozonuotu vandeniu, kurio koncentracija 1,53±0,09 mg l^-1, turėjo įtakos pelėsinių grybų kolonijų skaičiaus mažėjimui, palyginti su kontrolinėmis morkomis ar netgi su bandiniais, plautais tik vandeniu. Nustatyta, kad, plaunant morkas ozonuotu vandeniu, pelėsinių grybų kolonijų sumažėjo 99,96±0,02 procento.

Morkų, apdorotų ozonuotu vandeniu skirtingais laiko režimais, kai buvo laikoma 3,0±0,15 °C temperatūroje, pelėsinių grybų kolonijų skaičiaus kitimas buvo mažesnis nei morkų, apdorotų tik vandeniu. Morkas apdorojant ozonuotu vandeniu skirtingais laiko režimais, t. y. 5, 10, 15 ir 20 min., pastebėta, kad ilgiau nei 5 min. plauti produktų ozonuotu vandeniu nereikia, nes mikroorganizmai paveikiami jau per pirmąsias minutes.

Po pradinio plovimo 8 dieną morkų, apdorotų ozonuotu vandeniu, pelėsinių grybų kolonijų skaičiaus didėjimas nėra toks ryškus, kaip apdorotų vandeniu ar kontrolinių. Tai galima paaiškinti tuo, kad ozonas pelėsinių grybų kolonijų ne tik sumažina, bet ir pristabdo jų didėjimą tam tikrą laikotarpį. Vėliau (20 ir 36 dienomis) pelėsinių grybų kolonijos „atsigauna“ ir vėl pradeda vykdyti savo gyvybinius procesus.

Tiek apdorotų ozonuotu vandeniu, tiek paprastu vandeniu, tiek kontrolinių morkų pelėsinių grybų kolonijų kiekio didėjimas gali būti siejamas su faktu, kad sandėliuojant pelėsiniai grybai toliau vystosi, vykdydami savo veiklą, ir tai priklauso nuo laikymo sąlygų. Nustatyta, kad pelėsinių grybų kolonijų sparčiau didėjo 36 d., kai morkos buvo laikomos 16,0±1,0 °C temperatūroje. Kadangi temperatūra buvo gerokai aukštesnė, pelėsiniams grybams daugintis buvo palanku.

Vėliau pelėsinių grybų kolonijų skaičius tarp laikymo dienų (8, 20 ir 36 dienų) proporcingai didėja ir nėra toks ryškus, kaip po pirmojo laikotarpio. 16,0±1,0 °C temperatūroje visų apdorotų morkų grupių pelėsinių grybų kolonijų skaičius iš esmės skiriasi nuo kontrolinės grupės. Vadinasi, visais visais apdorojimo atvejais sumažėja morkų pelėsinių grybų kolonijų skaičius.

Lygindami duomenis matome, kad ozonuotu vandeniu apdorotų morkų bendras pelėsinių grybų kolonijų skaičius po 36 dienų yra mažesnis. Tačiau ant visų morkų (kontrolinių, apdorotų vandeniu ir ozonuotu vandeniu), laikytų aukštesnėje temperatūroje, ir po 36 dienų pelėsinių grybų kolonijų skaičius yra gerokai didesnis.

Iš tyrimo duomenų sudaryta regresijos lygtis ir apskaičiuota preliminari morkų išsilaikymo trukmė kartais.

Duomenys po 36 dienų prilyginti kaip galutinis taškas ir gauta regresijos lygtimi apskaičiuojama trukmė kartais ir dienomis, per kurias apdorotų ozonuotu vandeniu mėginių paviršiaus pelėsinių grybų kolonijų skaičius pasieks tokį, koks yra mėginių, apdorotų vandeniu, paviršiuje. Tyrimo duomenys rodo, kad apdorojant ozonuotu vandeniu morkų realizavimo trukmę, esant tinkamoms sąlygoms, galima pailginti iki 1,7 karto (24 dienomis).

Apdorotų morkų kokybei nustatyti buvo atlikti masės pokyčio, biologinio aktyvumo rodiklių, spalvos ir sukaupto karotino kiekio tyrimai. Pagal gautus rezultatus ozonuotas vanduo turėjo įtakos morkų masės pokyčiams laikant, nors tarp biologinio aktyvumo rodiklių esminio skirtumo nepastebėta, lyginant ozonuotu vandeniu ir vandeniu apdorotas morkas. Ozonuotas vanduo neturėjo didelės įtakos morkų kokybiniams rodikliams, tokiems kaip spalvos grynumas ir tonas, karotinoidų kiekis ir biologinis aktyvumas.

Apibendrinant galima daryti išvadą, kad efektyvumas pasiektas jau per pirmąsias 5 min. Galima sakyti, kad ilgesnis apdorojimo laikas, t. y. ilgiau negu 5 min., neturėjo įtakos efektyvumui. Taigi, naudojant ozonuotą vandenį, kurio koncentracija 1,53±0,09 mg l^-1, pelėsinių grybų populiaciją pavyko sumažinti iki 99,99 proc., taip pat pailgėjo saugi morkų laikymo trukmė iki 1,7 karto. Morkų plovimas ozonuotu vandeniu jų svorio pokyčiams įtakos turėjo minimaliai.

Ši technologija gali būti taikoma ir kitiems plaunamiems sultingiesiems augalininkystės produktams, ruošiant juos vartojimui. Tačiau būtina patikrinti apdorojimo režimus, ar nenukenčia produkto kokybė. Rekomenduojamas apdorojimo laikas – ne ilgiau kaip 5 min., atsižvelgiant į ozono koncentraciją vandenyje, bet ji neturėtų viršyti 2 mg l^-1. Reikėtų nepamiršti, kad patalpos ore esantis ozonas, 0,01 mg l^-1 (ppm) ir daugiau (atsižvelgiant į ozono koncentraciją ir poveikio trukmę), gali kenkti žmogui, tad ozonuoto vandens naudojimas gamyboje turėtų būti uždaras.

Ozonas darbo aplinkoje ir darbuotojų sauga

Ozono naudojimas turi ir trūkumų. Pirma, jis nestabilus ir greitai suskyla; antra, gali tapti labai toksiškas žmonėms – didelės ozono koncentracijos gali turėti įtakos kvėpavimo takams, dirginti akis ir gerklę. Trečia, vieta, kur jis naudojamas, turi būti uždara; ketvirta, netinka naudoti produkte, nes tai gali paveikti jo fizikines ir chemines savybes. Penktas trūkumas – gali turėti įtakos įrangos korozijai.

Ozoną galima nustatyti iš kvapo, net jei jo koncentracija labai nedidelė – 0,01– 0,04 ppm. 1 ppm ozono kvapas yra aštrus, dirgina akis ir gerklę. Ilgai veikiantis 4 ppm ozonas mirtinas žmonėms. Taip pat didelės koncentracijos ozonas, kuris viršija 4 ppm, labai kenkia įrangai. Dauguma medžiagų, naudojamų maisto perdirbimo įrangai gaminti, gerai tinka ozonui, esant priimtinoms koncentracijoms nuo 1 iki 3 ppm.

JAV maisto ir vaistų institucijos teigimu, leistinos koncentracijos normos: 8 val. per dieną / 5 dienas per savaitę (profesinio poveikio ribinė vertė) – 0,1 ppm 15 min. Trumpalaikio poveikio riba – 0,3 ppm. Laiko svertinis vidurkis nustatomas kaip 0,1 ppm lengvam darbui ir 0,2 ppm trumpesniam nei 2 val. darbui.

Ozoną gaminti ir naudoti reikia tik tam tikrose teritorijose ir uždarose patalpose, kur nekiltų grėsmių žmogaus gyvybei. Nors ozonas ir labai greitai suskyla, veikiant ozonui žmogus patalpose negali būti. Todėl būtina naudojamą prevencinę ozono priemonę atsieti nuo žmogaus ir įrengti uždaroje sistemoje su tinkama ventiliacija.