Sử dụng ôzôn trong ngành thủy sản

Hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn của công nghệ truyền thống rửa thủy sản bằng nước có hoặc không có chất tẩy rửa (trong đó clo được sử dụng rộng rãi) lại rất hạn chế. Vì thế, cần có phương pháp thay thế để tăng tính an toàn cho sản phẩm thủy sản.

Ôzôn (O3) đã được thử nghiệm để làm sạch thủy sản và nâng cao chất lượng cảm quan. Phân tử ôzôn và sản phẩm phân ly của nó tiêu diệt mầm bệnh bằng cách tác động lên enzyme trong tế bào, axit nuclêic và các thành phần khác. Ngược lại, việc ôzôn có thể gây ôxi hóa các thành phần trong thủy sản chưa được nghiên cứu rộng rãi, mặc dù các báo cáo trước đây cho thấy ôzôn có thể tác động tiêu cực đối với axit béo không no đa liên kết đôi (PUFA’s) và màng protein. Phản ứng ôxi hóa khử luôn luôn diễn ra rất nhanh là sự khác biệt giữa hoạt động của ôzôn và clo. Clo ôxi hóa một cách có chọn lọc hệ enzyme nhất định, trong khi ôzôn có vai trò giống như “chất ôxi hóa chung”.

Ngoài ra, ôzôn giúp sản phẩm có cảm quan và hình thức đẹp hơn, ngăn ngừa việc vón cục và thối rữa. Hơn nữa, việc khử mùi hiệu quả cũng rất có lợi khi bảo quản. Nồng độ hợp lý nhất là từ 2,5 đến 3mg/lít ở nhiệt độ 1-30C, độ ẩm khoảng 90%. Nồng độ cao hơn có thể làm ôxi hóa chất béo và gây mùi. Trong quá trình cấp đông, có thể sử dụng nồng độ 2-3 mg/lít, nhưng chỉ cần 1mg/lít là đủ trong trạng thái đông.

Một phương pháp rất hiệu quả là ôzôn hóa gián đoạn. Sử dụng nồng độ ôzôn 5mg/m3 mỗi ngày 2 giờ và từ 2-2mg/m3 trong những giờ còn lại có thể mang đến kết quả tuyệt vời. Phương pháp này có thể làm tăng đáng kể thời gian bảo quản và giảm hao hụt trọng lượng sản phẩm. Thủy sản đông lạnh bảo quản ở 30C với độ ẩm khoảng 65% trong 4 ngày, trọng lượng bị hao hụt khoảng 10%; trong khi ở môi trường ôzôn hóa trong thời gian tương tự và độ ẩm khoảng 84- 90%, trọng lượng thủy sản chỉ mất 4%.

Ứng dụng ôzôn cho thủy sản tươi và nhuyễn thể 2 mảnh vỏ có thể làm giảm mùi khó chịu, giúp sản phẩm này tốt cho sức khỏe hơn. Việc sử dụng ôzôn ở đây không phải là để che giấu sản phẩm chất lượng thấp nhằm mục đích gian lận kinh tế.

Cá rô phi còn sống được rửa trong dung dịch ôzôn (6 mg/lít) rồi đem ướp đông và bảo quản ở nhiệt độ 0-50C. Bằng cách này, theo kết quả dánh giá cảm quan, thời gian bảo quản kéo dài thêm tới 12 ngày (40%). Sự kết hợp
giữa sơ chế bằng dung dịch ôzôn và bảo quản ở 00C giúp duy trì chất lượng sản phẩm trong thời gian tới 1 tháng bảo quản, là một phương pháp khả thi để kéo dài thời gian bảo quản thủy sản và tăng khả năng tiêu thụ.

Ngâm rửa thủy sản và philê trong nước ôzôn hóa có thể giảm số lượng vi khuẩn rất hiệu quả, mà không gây ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. Nghiên cứu trên cá nheo cho thấy số lượng vi khuẩn giảm đáng kể khi sau khi rửa cá và philê cá trong nước ôzôn hóa. Quá trình phân ly của khí ôzôn có tác dụng tẩy rửa rất mạnh các chất bẩn trên bề mặt.

Xử lý bằng nước ôzôn hóa là phương pháp tốt để cải thiện chất lượng sản phẩm do làm giảm các vi khuẩn trong chế biến tôm. Nhúng tôm thịt trong nước ôzôn hóa có hiệu quả hơn là phun rửa. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy nồng độ ôzôn cao hơn và thời gian xử lý dài hơn sẽ giảm các vi khuẩn gây hại trong tôm hiệu quả hơn. Việc sử dụng nước ôzôn hóa để ngâm tôm không làm tăng sự ôxi hóa lipit trong thịt tôm sau khi xử lý.

Ôzôn cũng rất hữu ích để nâng cao chất lượng nước đá, đặc biệt nếu ôzôn được tạo ra tại cơ sở sản xuất và được dùng kết hợp để xử lý nước khi không thể đưa ôzôn vào trong xưởng chế biến. Hệ thống cấp đông mới thiết kế kết hợp máy tạo ôzôn với hệ thống làm đá cho phép duy trì chất lượng cảm quan và chất lượng vi sinh tốt hơn, đồng thời kéo dài đáng kể thời gian sử dụng thủy sản.

Phân tích sinh hóa xác nhận ôzôn không có tác động xấu lên chất lượng thủy sản, thậm chí còn ngăn chặn được một số cơ chế gây ra sự thủy phân và ôxi hóa lipit. Dựa trên các kết quả trên, việc kết hợp máy tạo ôzôn và hệ thống làm đá vảy để bảo quản đông lạnh cá bơn và các loài thủy sản khác là rất có hiệu quả.

Xử lý nước để sử dụng lại
Ước tính, mỗi năm ngành thủy sản sử dụng hơn 50 tỉ galông nước ngọt. Tuy nhiên, do chi phí xử lý nước và nước thải tăng, nguồn cung cấp nước hạn chế và những quy định đối với việc xử lý và xả nước thải ngày càng khắt khe, nên cần giảm lượng nước sử dụng. Ôzôn là một “ứng viên hoàn hảo” để xử lý nước cho tái sử dụng, vì nó là chất ôxi hóa mạnh, có thể làm sạch, loại bỏ màu, mùi, tạp chất và giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải.

Xử lý bằng ôzôn có thể làm giảm hàng nghìn lần số vi khuẩn trong nước rửa càrốt. Cà chua rửa bằng nước ôzôn hóa cũng giảm đáng kể lượng vi khuẩn trên sản phẩm. Nước rửa có thể sử dụng lại với chất lượng rất cao (độ trong hơn 95%, lớp cặn <0,01 inch/năm và tỉ lệ ăn mòn sắt ít hơn 5m/năm)

Các ngành công nghiệp khác, đặc biệt là ngành chăn nuôi cũng đã nghiên cứu và ứng dụng ôzôn trong xử lý nước thải để dùng lại. Ngành thủy sản cần nghiên cứu sâu hơn về nước thải, với việc sử dụng những thiết bị ứng dụng ôzôn khá đơn giản. Các hệ thống ôzôn hoàn thiện để xử lý nước gồm máy tạo ôzôn (kích cỡ tùy thuộc vào nhu cầu), bể tiếp xúc, hệ thống khử khí, máy tách khí ôzôn, máy lọc, máy kiểm soát ôzôn và hệ thống rút không khí. Hệ thống có thể được thiết kế phù hợp với khu vực nhỏ và có thể dễ dàng lắp đặt mà dây chuyền sản xuất không cần thay đổi nhiều.

Sự an toàn của ôzôn
Ôzôn có lợi hoặc có hại phụ thuộc vào vị trí của nó. Ôzôn ở phía trên tầng khí quyển rất có lợi vì nó hấp thụ được tia cực tím (UV) từ mặt trời, nhờ đó làm giảm nguy cơ gây ung thư da. Ôzôn được kiểm soát và giữ trong ống dẫn rất có lợi khi được sử dụng như một chất ôxi hóa (hoặc chất tẩy rửa) tại các nhà máy xử lý nước uống, nước đóng chai, nhà máy chế biến thực phẩm và các cơ sở công nghiệp khác. Ngược lại, việc tạo ra hoặc phát thải khí ôzôn thiếu kiểm soát rất có hại trên mặt đất, do tác động tiềm tàng của ôzôn đối với sức khỏe con người và môi trường xung quanh. Vì thế, các cơ quan kiểm soát ô nhiễm không khí đã đưa ra quy định về mức giới hạn nồng độ ôzôn trong không khí.

Ôzôn ở nồng đồ thấp không độc, tuy nhiên, khứu giác có thể bị tê liệt nếu tiếp xúc liên tục và kéo dài với nó. Do đó, ôzôn là khí có thể gây hại cho con người. Tuy nhiên, nếu sử dụng đúng và liều lượng phù hợp (1 - 40 mg/ ml O2) sẽ không có hại. Khi phát hiện có chỗ rò khí trong xưởng sản xuất ôzôn, cần nhanh chóng bịt lại để đảm bảo an toàn cho công nhân.

Triển vọng tương lai
Chất lượng và sự an toàn là ưu tiên hàng đầu của ngành thực phẩm, mà ôzôn có thể đảm bảo chất lượng của thực phẩm tươi. Tuy nhiên, có nhiều nguyên nhân có thể ảnh hưởng đến kết quả này, như phương pháp sử dụng, nhiệt độ và độ pH hay chất lượng nước sử dụng.

Sự nhiễm khuẩn chéo trong môi trường vẫn là nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng thực phẩm. Để giảm thiểu sự lây lan các vi khuẩn có hại với sản phẩm, cần phải có các chất tẩy rửa tốt hơn và tăng cường phương pháp vệ sinh tiên tiến.

Vì thế, cần phải nghiên cứu nhiều hơn để tìm ra nồng độ tốt nhất và phương pháp tối ưu nhằm áp dụng ôzôn cho các loài thủy sản khác nhau.