Uso de Ozono en la Industria de Alimentos

Ozono en la Industria de Alimentos

En toda industria donde se procesan alimentos es primordial el cuidado de la higiene y sanitización de sus instalaciones para asegurar la inocuidad de sus productos. Para ello, se utiliza tradicionalmente agua en conjunto con agentes desinfectantes como el cloro y sus derivados (hipoclorito de sodio, cloramina, dióxido de cloro, etc.).

Además, la cloración ha sido el método predominante para el tratamiento de agua en plantas potabilizadoras en todo el mundo, debido a su bajo costo y a su efecto residual.

No obstante, esta técnica presenta algunos inconvenientes importantes. En la década del 70 comenzaron a realizarse investigaciones sobre los diferentes subproductos de la cloración. Se descubrió que muchos de ellos, entre los que se destacan los trihalometanos (THM), especialmente el cloroformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y bromoformo, son potencialmente cancerígenos, representando un riesgo para la salud.

Debido a estos resultados, desde hace tiempo se investiga el desarrollo de procesos alternativos de desinfección y sanitización que aseguren la inocuidad de los alimentos. Como consecuencia, surgieron métodos superiores a la cloración en cuanto a efectividad, como el tratamiento con radiación ultravioleta y la ozonización.

Descubrimiento del ozono

En 1785 el científico holandés Von Marum sometió oxígeno puro y aire atmosférico a intensas descargas eléctricas. Obtuvo como resultado una reducción de los volúmenes de los gases, por lo que concluyó que durante las descargas ocurrían reacciones químicas que daban como producto un gas de olor punzante característico.

A partir de esto, Von Marum describió al ozono científicamente, siendo el primero en hacerlo, aunque sin darle esta denominación. Años después -en 1840- Christian Schonbein continuó con los experimentos del holandés Von Marum, dando el nombre de ozono al gas investigado, palabra que proviene del griego “ozein” cuyo significado es “oler”.

Debido a su inestabilidad y elevado poder oxidante, el ozono actúa rápidamente, rompiendo dobles enlaces y anillos aromáticos. Por ello se lo utiliza como agente desinfectante en distintas aplicaciones, siendo la más difundida, el tratamiento de aguas y la desinfección de aire en distintos tipos de ambientes cerrados (posee acción microbicida y desodorizante).

Propiedades y aplicaciones del ozono

El O₃ (ozono) es una alótropo del oxígeno termodinámicamente inestable formado por tres moléculas de este elemento. Su energía libre estándar de formación (ΔG°f) es positiva, por lo que el proceso de descomposición en moléculas de oxígeno diatómicas (O₂) es espontáneo. En medicina se lo utiliza para desinfectar quirófanos y otras salas y para el tratamiento de distintas patologías (ozonoterapia), ya que posee numerosos efectos benéficos para el metabolismo y la salud. En la industria de los alimentos se usa como desinfectante de superficies que estén en contacto con alimentos, conservación, desinfección y desodorización, entre otras.

El ozono es un oxidante muy fuerte y, literalmente, destruye las moléculas de sustancias orgánicas tales como bacterias y mohos, además de esterilizar el aire y eliminar los olores y gases tóxicos. Ha sido utilizado por la industria durante muchos años y en diferentes aplicaciones tales como el control de olores, la purificación del agua y como desinfectante. (Mork, 1993).

El Gobierno de los Estados Unidos ha aprobado recientemente la desinfección con ozono en la industria alimentaria, vehiculizado por agua o aire, en superficies en contacto con estos, abriendo así un sinfín de posibilidades interesantes para el uso de esta tecnología.

En resumen y siguiendo a Rodoni (2010), el ozono es un fuerte oxidante efectivo en el control de bacterias, mohos, protozoarios y virus. Se ha empleado en la industria de alimentos como desinfectante alternativo al uso de hipoclorito de sodio y con el objetivo de incrementar la vida útil post cosecha de una amplia gama de productos frescos de origen vegetal mínimamente procesados (Mahapatra et al. 2005; Chauhan et al. 2011).

Desde hace más de 100 años el ozono ha sido utilizado como sanitizante en las plantas de tratamiento de aguas y en la producción de agua embotellada, así como se ha reportado su uso para la limpieza y desinfección de superficies y equipos (Kim et al. 1999; Mahapatra et al. 2005).

Aprobación y regulaciones del uso del ozono en la industria alimentaria

En 1997 el ozono fue confirmado como un producto GRAS (Generally Recognised as Safe) por la FDA (US-FDA 1997) y en el 2001 se aprobó su empleo en la industria alimentaria como aditivo o en contacto directo con el alimento durante su procesamiento o almacenamiento (FDA 2001, 2004). En consecuencia, la industria alimentaria ha mostrado en los últimos años un interés creciente por la implementación de sus diferentes aplicaciones, tanto en solución como en estado gaseoso (Tzortzakis et al. 2007).

En solución puede ser utilizado por inmersión o por aspersión, mientras que, en forma gaseosa, se emplea en cámaras de almacenamiento. Además, el ozono puede degradar el etileno presente en la atmósfera, por lo que su uso es positivo en la conservación de productos sensibles al etileno.

El ozono no deja residuos detectables en el producto tratado, se descompone rápidamente en oxígeno y es amigable con el ambiente; es un poderoso agente antimicrobiano, efectivo contra patógenos para el ser humano, además de reducir la incidencia y la severidad del deterioro causado por diferentes microorganismos, pudiendo ser usado incluso en la eliminación de pesticidas.

La descomposición del ozono produce radicales libres, principalmente hidroxilo, y sus efectos están asociados con la inactivación de enzimas, la alteración de ácidos nucleicos y la peroxidación lipídica a nivel de las membranas microbianas. Tiene una vida media de 20 a 30 min en agua a 20 ºC, en función de la carga orgánica del medio en que se encuentre disuelto. Presenta además la ventaja que puede ser generado in situ, eliminando los problemas de transporte y almacenamiento.

Efectividad del ozono en el control microbiano

Numerosos estudios han evaluado la efectividad del ozono en el control del crecimiento microbiano y la mejora de calidad, tanto de productos frescos como procesados, tales como uvas (Sarig et al. 1996; Palou et al. 2002; Smilanick et al. 2002; Tzortzakis et al. 2007), tomate (Aguayo et al. 2006 ; Das et al. 2006 ; Tzortzakis et al. 2007; Chaidez et al. 2007; Rodoni et al. 2010), jugos de naranja, fresa y mora (Tiwari et al. 2008; Tiwari et al. 2009a, 2009b) y sidra de manzana (Steenstrup & Floros 2004; Choi & Nielsen 2005), entre otros.

Achen & Yousef (2001) reportaron que el uso de agua ozonificada para el lavado de manzanas redujo los recuentos de E. coli O157:H7. Por otra parte, Rodoni et al. (2010) encontraron que tratamientos cortos con ozono gaseoso (10 μL/L; 10 min) disminuyeron el porcentaje de tomates dañados y el ablandamiento de los frutos maduros durante su almacenamiento a 20 ºC por 9 días, lo que se relaciona con una menor actividad de la enzima pectinmetilesterasa.

Asimismo, Wang et al. (2008) mencionan diferentes trabajos que permitieron reducir los contenidos de aflatoxinas entre 78 a 95% en semillas de algodón, maní y maíz. Sin embargo, no todos los estudios realizados muestran efectos favorables del empleo del ozono. Los resultados de distintas investigaciones indicarían que el impacto y los beneficios del uso del ozono varían en función de los productos tratados (Tzortzakis et al. 2007).

Las ventajas reportadas en la literatura indican que el empleo del generador de ozono constituye una alternativa que merece ser evaluada para lograr una aplicación más amplia en las industrias agro alimentarias.