新鮮蘋果在冷庫中使用臭氧殺菌

蘋果是美國（U.S.）有價值的水果作物之一。蘋果產(chǎn)業(yè)每年為經(jīng)濟帶來 50 億美元的收入（美國蘋果協(xié)會 [USApple]，2021 年）。 2014 年，受單核細(xì)胞增生李斯特菌污染的焦糖蘋果與食源性疾病爆發(fā)有關(guān)，美國 12 個州的 35 人感染了李斯特菌病，其中 7 人（20%）死亡（美國疾病控制和預(yù)防中心 [CDC]，2014 年） .蘋果通常是生吃或經(jīng)過很少加工的（Du et al., 2002）。新鮮農(nóng)產(chǎn)品采后包裝過程中沒有包括消除病原菌的“殺滅步驟”。當(dāng)前的新鮮蘋果產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重依賴采后清洗來控制食源性病原體。然而，據(jù)報道，很常用的消毒劑氯（次氯酸鹽）會與有機物反應(yīng)形成致癌化合物，從而增加健康和環(huán)境危害（Artés 等人，2009 年）。

在收獲期間，蘋果在果園里被人工采摘，然后裝在箱子里運到包裝廠，在那里它們要么被冷藏，要么被清洗、大小、分類和包裝，以供零售市場使用。未洗過的蘋果被移入冷藏庫——短期常規(guī)冷藏或長期可控氣氛 (CA)（Pietrysiak 等人，2019 年）。單核細(xì)胞增生李斯特菌具有在冷藏溫度下生長的能力，并在寒冷環(huán)境中持續(xù)存在（Walker 等，1990）。焦糖蘋果爆發(fā)的環(huán)境測試表明，污染是在公司包裝設(shè)施的蘋果上引入的。從那時起，已經(jīng)報告了幾次自愿召回新鮮蘋果潛在李斯特菌污染的報告（美國食品和藥物管理局 [FDA]，2017a，2019a）。這些事件表明需要改進(jìn)蘋果包裝行業(yè)當(dāng)前的食品安全系統(tǒng)。特別是，需要開發(fā)和驗證有效的干預(yù)措施以減少污染。

德國、比利時、丹麥、瑞士和荷蘭等幾個歐洲國家已禁止在商業(yè)產(chǎn)品洗滌中使用氯（Artés 等人，2009；Shen 等人，2016）。氯消毒的效果很大程度上取決于溶液的 pH 值（Connell，1996；Sun 等，2019）。已建議使用各種環(huán)保替代消毒劑，如二氧化氯、過氧乙酸 (PAA) 和臭氧來替代氯（Rodgers 等人，2004 年；Hua 等人，2019 年；Guan 等人，2021 年）。然而，關(guān)于這些和其他潛在干預(yù)措施對蘋果產(chǎn)業(yè)的可行性的信息有限。

將污染風(fēng)險降至很低的食品安全干預(yù)措施至關(guān)重要。因此，本綜述的目的是找出蘋果包裝過程中的安全漏洞，并分析氣體干預(yù)在蘋果冷藏中的潛在應(yīng)用。迫切需要一種對現(xiàn)有蘋果包裝設(shè)施的綜合方法。目前，聯(lián)邦機構(gòu)、新鮮蘋果產(chǎn)業(yè)和研究人員已將注意力轉(zhuǎn)移到凈化新鮮蘋果上的單核細(xì)胞增生李斯特菌的氣體干預(yù)上。本次審查將考慮對氣體干預(yù)以及蘋果的有機生產(chǎn)和處理的監(jiān)管要求，這些要求可能有助于未來的工業(yè)應(yīng)用并有利于蘋果加工商。

氣態(tài)臭氧的應(yīng)用

氣態(tài) O3 是食品工業(yè)用消毒劑中強大的氧化劑之一。 O3 的主要優(yōu)點是在低濃度下比其他抗菌劑具有更高的功效，并且由于分解成氧氣而不會形成殘留物。由于其高反應(yīng)性和爆炸性，O3 不穩(wěn)定，只能在使用前產(chǎn)生。大量研究證明了 O3 失活對單核細(xì)胞增生李斯特菌的功效（Murray 等人，2018；Sheng 等人，2018）。

幾項研究將氣態(tài) O3 整合到新鮮蘋果的 RA 或 CA 冷藏中，以滅活細(xì)菌（默里等人） (2018) 報告說，23 ppm 的強制空氣臭氧處理 20 分鐘可導(dǎo)致 4°C 從冰箱中取出的新鮮蘋果的單核細(xì)胞增生李斯特菌的 3.07 log CFU/蘋果減少。對新鮮蘋果進(jìn)行了商業(yè)規(guī)模的臭氧處理，以在 CA 冷藏期間滅活無害乳桿菌和總細(xì)菌、酵母菌和霉菌。在 0.6°C 和 50-87 ppb 臭氧處理 30 周下，無害乳桿菌減少了 3.0 log CFU/蘋果。在相同條件下，細(xì)菌、酵母菌和霉菌的總量減少了大約 10 倍。 1 和 0.6 log CFU/蘋果，分別。在 CA 儲存中應(yīng)用氣態(tài)臭氧不會導(dǎo)致臭氧燃燒或?qū)μO果果實質(zhì)量產(chǎn)生任何其他意外副作用（Sheng 等人，2018 年）。 Arévalo Camargo 等人進(jìn)行了另一項商業(yè)規(guī)模的研究 （2019）。在新鮮蘋果的冷藏過程中使用強制空氣臭氧發(fā)生器來凈化乳酸桿菌，在同一研究中選擇并驗證了乳酸桿菌作為單核細(xì)胞增生李斯特菌的替代物。兩個裝有 540 公斤蘋果的塑料通風(fēng)箱用 5 ppm 臭氧處理 40 分鐘，導(dǎo)致蘋果的 CFU 減少超過 1.5 log。

盡管氣態(tài)臭氧已在半商業(yè)規(guī)模的 CA 冷庫下應(yīng)用，但發(fā)現(xiàn)臭氧在生成后會快速分解，因此不穩(wěn)定（Brodowska 等人，2018 年）。此外，建立臭氧系統(tǒng)需要更高的設(shè)備投資（發(fā)生器和儲氣罐）。作為一種強氧化劑，臭氧的腐蝕性更強，尤其是對橡膠、塑料和鋼鐵（Smilanick，2003 年）。過去，氣體臭氧處理會在長期儲存期間“燒毀”過度暴露的蘋果（Antos 等人，2018 年）。因此，未來的研究需要克服這些困難并應(yīng)用氣態(tài)臭氧來控制CA冷庫中的單核細(xì)胞增生李斯特菌。