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

การผลิตโอโซน

การผลิตโอโซนในบรรยากาศ (ที่มา http://www.vcharkarn.com/vblog/114818)

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)

Reference

http://www.tistr-foodprocess.net/download/article/ozone_th.htm

การล้างผักด้วยโอโซน

http://www.econowatt.co.th/www/info.php

การลดเชื้อ Campylobacter jejuni ในซากไก่ด้วยคลอรีนและโอโซน www.agri.kmitl.ac.th/...php/...campylobacter-jejuni-/download

Inactivation of Pathogenic Microorganisms in Food by Ozone

Rip G Rice Ozone Fact Sheet for Agri-Food Processors