Dasar-dasar Aplikasi Ozon untuk Perlakuan Pascapanen Sayuran

T.V Suslow, PhD, Department of VegetableCrops, UC Davis

n mencari perawatan disinfektan yang efektif untuk sayuran dan buah segar, industri penanganan pascapanen sering beroperasi di dalam wilayah ketidakpastian peraturan. Beberapa menghasilkan penangan dan pengolah menggunakan ozon untuk sanitasi air, pengolahan udara ruang dingin, dan aplikasi pascapanen lainnya. Untuk aplikasi untuk seluruh atau produk yang dikupas, penangan dan prosesor bergantung pada penentuan nasib sendiri bahwa ozon telah mencapai status Common Recognized As Safe (GRAS) sebagai pembantu pemrosesan makanan. Rekomendasi panel penasihat ahli baru-baru ini telah membuat penentuan ini, tetapi hingga saat ini, Administrasi Makanan dan Obat AS (FDA) belum merilis tekad resmi pada bahan-bahan ini. Tidak seperti gas klor, kalsium hipoklorit, dan natrium hipoklorit, tidak ada penggunaan pascapanen ozon yang bersentuhan dengan produk saat ini terdaftar oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) atau Departemen Pendaftaran Pestisida California (DPR).

Ozon (O3). Ozon adalah oksidator yang kuat dan terbentuk secara alami dengan sejarah panjang penggunaan yang aman dalam desinfeksi air kota, air proses, air minum kemasan, dan kolam renang. Aplikasi yang lebih baru termasuk pengolahan air limbah, susu dan limbah babi, menara pendingin, sistem dan peralatan air rumah sakit, akuarium dan akuakultur, taman hiburan air, dan spa umum dan di rumah.

Dalam air bersih, bebas minum dari serpihan organik dan partikulat tanah, ozon adalah pembersih yang sangat efektif pada konsentrasi 0,5 hingga 2 ppm. Ozon hampir tidak larut dalam air (0,00003g / 100mL pada 20oC [68oF] dan penyebaran efektif sangat penting untuk aktivitas antimikroba. Aktivitas disinfektan Ozone tidak terpengaruh pada pH air dari 6 hingga 8,5. Ozon sangat korosif terhadap peralatan dan mematikan bagi manusia dengan eksposur yang lama pada konsentrasi di atas 4 ppm, Ozon mudah terdeteksi oleh penciuman manusia pada 0,01 hingga 0,04 ppm, batas paparan OSHA menetapkan ambang 0,1ppm untuk pemaparan terus menerus selama periode 8 jam dan 0,3ppm selama periode 15 menit.Pada 1 ppm ozon memiliki bau yang tidak menyenangkan dan menyengat mata dan tenggorokan, kebutuhan akan penahanan off-gas dalam jalur proses terbuka harus dievaluasi secara hati-hati untuk setiap penggunaan yang direncanakan tetapi pengalaman saat ini tidak akan meramalkan masalah serius bagi pekerja garis. konsentrasi aman sulit untuk dipelihara dalam air proses, karena sistem deteksi otomatis belum dapat diandalkan. Penelitian sebelumnya sering sulit untuk mengevaluasi dan bereproduksi karena ketidakpastian konsentrasi dilaporkan ozon disampaikan dalam sistem eksperimental atau komersial. Probe elektroda baru yang mengukur potensi reduksi oksidasi (ORP) dari air atau alat kolorimetri sedang digunakan untuk memantau konsentrasi ozon lebih akurat tetapi masalah dalam aplikasi praktis masih ada. Ozon juga sangat tidak stabil dalam air dan terurai menjadi oksigen dalam waktu yang sangat singkat (kurang dari separuh aktivitas tetap setelah 20 menit). Dalam air proses dengan tanah tersuspensi dan bahan organik, waktu paruh aktivitas ozon mungkin kurang dari satu menit. Suhu air yang lebih rendah memperpanjang waktu paruh ozon. Mempertahankan konsentrasi efektif untuk disinfeksi mikroba dengan menggunakan pembuatan ozon jarak jauh dan injeksi ke dalam sistem air terpusat, seperti yang dilakukan dengan klorin dan klorin dioksida, telah terbukti sulit. Dengan peningkatan penggunaan praktis dalam penanganan pascapanen sayuran segar dan buah-buahan, hambatan-hambatan ini sangat mungkin diatasi. Dalam beberapa aplikasi, suatu pengurangan (lebih rendah dari jika digunakan sebagai satu-satunya agen pengoksidasi) jumlah hipoklorit atau desinfektan lain yang lebih stabil ditambahkan ke air untuk memberikan efek sisa hilir dari injeksi ozon primer

Bagaimana ozon terbentuk?

Ozon dibentuk oleh masukan energi tinggi yang memisahkan molekul O2 (oksigen). O tunggal dengan cepat bergabung dengan O2 yang tersedia untuk membentuk O3 yang sangat reaktif.

Di alam, ozon terbentuk oleh radiasi UV (185nm) dari matahari dan selama debit petir. Secara komersial, generator berbasis UV melewati udara ambien (20% O2) di seluruh sumber cahaya UV, biasanya kurang dari 210nm. Sistem ini memiliki biaya yang lebih rendah tetapi juga memiliki output yang lebih terbatas daripada sistem pembuangan korona. Corona discharge generator melewati udara kering O2 yang diperkaya dengan tegangan listrik yang tinggi (> 5.000 V) atau korona; mirip dengan busi. Kelebihan O3 yang tidak terdispersi dalam air harus ditangkap dan dihancurkan untuk mencegah korosi dan cedera pribadi. Pada metode penghancuran adalah dengan sinar UV pada panjang gelombang yang lebih panjang, 254nm, dikombinasikan dengan penggunaan agen katalitik.

Bagaimana efektivitas dampak kualitas air?

Zat organik dan anorganik terlarut dan tersuspensi bereaksi cepat dengan ozon dan mengganggu aksi antimikroba yang diinginkan. Mirip dengan klorin, kualitas air memiliki dampak penting pada 'permintaan ozon' dan stabilitas dalam air. Secara khusus, besi terlarut, mangan, tembaga, nikel, hidrogen sulfida, dan amonia akan meningkatkan konsentrasi dan waktu kontak yang diperlukan untuk mematikan maksimum mikroorganisme. Kompleks organik dan anorganik tersuspensi diyakini memberikan efek perlindungan bagi mikroba terhadap aksi ozon. Padatan tersuspensi tinggi (atau waktu kontak yang tidak cukup dalam flumes atau tangki basah) sering disebut sebagai faktor yang bertanggung jawab untuk pengurangan lebih rendah dari yang diharapkan dalam jumlah mikroba yang layak dari air yang diolah, seringkali tidak lebih dari 10 kali lipat (1 log) menurun. Dalam sistem yang difilter, pengurangan 3-4 log dapat diharapkan.

Air sumur pada umumnya akan memiliki muatan anorganik organik dan tinggi yang lebih rendah daripada air permukaan. Proses resirkulasi air akan memiliki beban mikroba yang lebih tinggi, padatan organik tersuspensi lebih tinggi, dan, berpotensi, residu pestisida dan bahan kimia organik lainnya. Karena reaktifitas ozon dengan organik, penggunaannya sebenarnya dapat membantu perangkat penyaringan dalam memperjelas proses resirkulasi atau air pendingin.

Bagaimana ozon diterapkan pada air?

Aliran suplai saluran ozon dengan proses suplai air atau saluran balik pada unit dispersi injeksi tipe Venturi. Pencampuran yang memadai dan pemantauan proses yang sensitif sangat penting untuk perawatan yang seragam dengan konsentrasi rendah yang diterapkan pada air untuk penggunaan pascapanen

.Bagaimana Ozone dibandingkan dengan Chlorine?

Ozon dilaporkan memiliki 1,5 kali potensi pengoksidasi klorin dan 3.000 kali potensi asam hipoklorit (HOCl). Waktu kontak untuk tindakan antimikroba biasanya 4-5 kali lebih sedikit daripada klorin. Ozon dengan cepat menyerang dinding sel bakteri dan lebih efektif melawan spora tanaman berdinding tebal dan parasit hewan daripada klorin, pada konsentrasi praktis dan aman.

Dibandingkan dengan efek negatif potensial residu dan produk reaksi organik yang terbentuk dengan aplikasi klorin, ozon tidak memiliki produk sampingan yang merusak. Produk teroksidasi dan oksigen adalah hasil dari tindakan ozon.

Berbagai perkiraan tersedia, tetapi mendiskontokan biaya modal untuk generator dan peralatan sistem dispersi, biaya relatif kurang lebih sebagai berikut;

.

Cl2	- $0.35 / lb
NaOCl	- $1.14 / lb
Ca(OCl)2	- $1.14 / lb granular
	- $1.29 / lb tablet
O3	- $0.48 / lb

Total biaya operasi dilaporkan $ 1.000 per pon O3. Pembentukan ozon membutuhkan input energi sekitar 5 kali lebih banyak daripada Cl2 tetapi 25 kali lebih sedikit daripada ClO2.

Apakah ozon telah dicoba untuk penggunaan pascapanen lainnya?

Ozon telah dievaluasi untuk pengendalian penyakit pascapanen dan penggunaan penyimpanan lainnya selama bertahun-tahun. Beberapa penggunaan komersial telah terjadi dengan beberapa komoditas seperti apel, ceri, wortel, bawang, dan kentang. Ada peningkatan minat dan aktivitas empiris dalam evaluasi ozon untuk keragaman pengolahan air dan penggunaan perawatan udara dalam manajemen mutu pascapanen. Contohnya termasuk degradasi etilena (dalam reaktor terbatas), penghapusan bau untuk penyimpanan campuran, desinfeksi sistem humidifikasi (termasuk pasar super eceran), eliminasi jamur spora dalam aerosol ruang penyimpanan, dan perlakuan jamur dangkal setelah pengiriman jarak jauh bawang. Baik kontrol penyakit yang efektif dan phyotoxicity udara ozonated pada varietas tertentu dilaporkan untuk anggur meja dan wortel (pemutihan). Pengobatan ozon telah dilaporkan untuk menginduksi senyawa respon pertahanan tanaman alami yang diduga terlibat dalam resistensi peluruhan pascapanen.

Penelitian tambahan diperlukan untuk menentukan potensi dan batas penggunaan ozon yang efektif untuk perlakuan pascapanen dari sayuran dan buah yang diproses secara keseluruhan.

Saat ini, ozon tidak terdaftar oleh California DPR sebagai perawatan pascapanen untuk kontak langsung dengan produk. Rekomendasi panel ahli terbaru kepada FDA yang mendukung klasifikasi GRA dari ozon sebagai disinfektan untuk makanan telah membuka pintu bagi industri hasil bumi untuk menetapkan penegasan keamanan secara independen ketika diterapkan dengan cara yang konsisten dengan praktik manufaktur yang baik. Ketika menggunakan ozon untuk menghasilkan kontak, salinan pengungkapan publik dari panel ahli (Graham 1997) harus tersedia di tempat untuk inspektur yang meminta otoritas yang di atasnya klasifikasi GRAS dianggap.

Informasi yang terdapat dalam buletin ini tidak boleh dipandang sebagai sumber otoritatif untuk status pendaftaran saat ini atau rekomendasi penggunaan hukum dari produk apa pun. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Pusat Informasi Pendaftaran Pestisida Departemen California di (916) 324-0399

Efisiensi Disinfeksi Antimikroba Relatif

OCl <HOCl <ClO2 <O3

Khasiat Dampak Oleh pH

HOCl

Kuat

O3

Moderat

ClO2

Rendah

Potensi Korosif Relatif

ClO2 <HOCl <Cl2 <O3

Artikel Terkait atau Latar Belakang Terbaru

Barth, M M; Zhou, C; Mercier, J; Payne, F A. 1995. Efek penyimpanan ozon pada kandungan antosianin dan pertumbuhan jamur di blackberry. Jurnal Ilmu Makanan 60: 1286-1288. Beltran, F J; Encinar, J M; Gonzalez, J F. 1997 Limbah oksidasi industri maju: Bagian 2. Ozon dikombinasikan dengan hidrogen peroksida atau radiasi UV. Penelitian Air, 31: 2415-2428. Botzenhart, K; Tarcson, G M; Ostruschka, M. 1993. Inaktivasi bakteri dan kolostase oleh ozon dan klorin dioksida dalam reaktor aliran kontinyu. Ilmu dan Teknologi Air 27: 363-370. Bullock, G L; Summerfelt, S T; Noble, A C; Weber, A L; Durant, M D; Hankins, J A.1997. Ozonisasi sistem budidaya trout pelangi resirkulasi: I. Efek pada penyakit insang bakteri dan bakteri heterotrofik. Akuakultur 158: 43-55. Graham, D. M. 1997. Penggunaan ozon untuk pengolahan makanan. Teknologi makanan. 51: 72-75 Hunt, N K; Marinas, B J. 1997. Kinetika Escherichia coli inaktivasi dengan ozon. Penelitian Air 31: 1355-1362. Joret, J C; Mennecart, V; Robert, C; Compagnon, B; Cervantes, P. 1997. Inaktivasi bakteri asli dalam air oleh ozon dan klorin. Ilmu dan Teknologi Air 35: 8 Liew, C L; Prange, R K. 1994. Pengaruh ozon dan suhu penyimpanan pada penyakit pascapanen dan fisiologi wortel (Daucus carota L.). Jurnal Masyarakat Amerika untuk Ilmu Hortikultura 119: 563-567. Richardson, S.D., et.al..1998.Produk kimia dari klorin dan disinfektan alternatif. Teknologi makanan. 52: 58-61 Sarig, P; Zahavi, T; Zutkhi, Y; Yannai, S; Lisker, N; Ben-Arie, R. 1996. Ozon untuk mengontrol pembusukan pasca-panen anggur meja yang disebabkan oleh Rhizopus stolonifer.Piologi dan Patologi Tanaman Molekuler 48: 403-415. Watkins, B D; Hengemuehle, S M; Orang, H L; Yokoyama, M T; Masten, S J.1997. Ozonasi limbah kotoran babi untuk mengontrol bau dan mengurangi konsentrasi patogen dan metabolit fermentasi beracun. Ilmu & Teknik Ozon 19: 425-437. Daftar Sebagian Penyedia Ozon Generator:

AgTech International 760.480.4488 Cyclopss 801.972.9090 Del Industries 800.676.1335 Novazone 510.454.0303 Oxion, Inc. 800.552.0617 Lihat juga Dasar-Dasar Klorum Pascapanen, DANR Publikasi 8003