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。蘋果產業每年為經濟帶來 50 億美元的收入（美國蘋果協會 [USApple]，2021 年）。 2014 年，受單核細胞增生李斯特菌污染的焦糖蘋果與食源性疾病爆發有關，美國 12 個州的 35 人感染了李斯特菌病，其中 7 人（20%）死亡（美國疾病控制和預防中心 [CDC]，2014 年） .蘋果通常是生吃或經過很少加工的（Du et al., 2002）。新鮮農產品采后包裝過程中沒有包括消除病原菌的“殺滅步驟”。當前的新鮮蘋果產業嚴重依賴采后清洗來控制食源性病原體。然而，據報道，很常用的消毒劑氯（次氯酸鹽）會與有機物反應形成致癌化合物，從而增加健康和環境危害（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——短期常規冷藏或長期可控氣氛 (CA)（Pietrysiak 等人，2019 年）。單核細胞增生李斯特菌具有在冷藏溫度下生長的能力，并在寒冷環境中持續存在（Walker 等，1990）。焦糖蘋果爆發的環境測試表明，污染是在公司包裝設施的蘋果上引入的。從那時起，已經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蘋果包裝行業當前的食品安全系統。特別是，需要開發和驗證有效的干預措施以減少污染。

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產品洗滌中使用氯（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，關于這些和其他潛在干預措施對蘋果產業的可行性的信息有限。

將污染風險降至很低的食品安全干預措施至關重要。因此，本綜述的目的是找出蘋果包裝過程中的安全漏洞，并分析氣體干預在蘋果冷藏中的潛在應用。迫切需要一種對現有蘋果包裝設施的綜合方法。目前，聯邦機構、新鮮蘋果產業和研究人員已將注意力轉移到凈化新鮮蘋果上的單核細胞增生李斯特菌的氣體干預上。本次審查將考慮對氣體干預以及蘋果的有機生產和處理的監管要求，這些要求可能有助于未來的工業應用并有利于蘋果加工商。

氣態臭氧的應用

氣態 O3 是食品工業用消毒劑中強大的氧化劑之一。 O3 的主要優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。由于其高反應性和爆炸性，O3 不穩定，只能在使用前產生。大量研究證明了 O3 失活對單核細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 O3 整合到新鮮蘋果的 RA 或 CA 冷藏中，以滅活細菌（默里等人） (2018) 報告說，23 ppm 的強制空氣臭氧處理 20 分鐘可導致 4°C 從冰箱中取出的新鮮蘋果的單核細胞增生李斯特菌的 3.07 log CFU/蘋果減少。對新鮮蘋果進行了商業規模的臭氧處理，以在 CA 冷藏期間滅活無害乳桿菌和總細菌、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 儲存中應用氣態臭氧不會導致臭氧燃燒或對蘋果果實質量產生任何其他意外副作用（Sheng 等人，2018 年）。 Arévalo Camargo 等人進行了另一項商業規模的研究 （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箱用 5 ppm 臭氧處理 40 分鐘，導致蘋果的 CFU 減少超過 1.5 log。

盡管氣態臭氧已在半商業規模的 CA 冷庫下應用，但發現臭氧在生成后會快速分解，因此不穩定（Brodowska 等人，2018 年）。此外，建立臭氧系統需要更高的設備投資（發生器和儲氣罐）。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用氣態臭氧來控制CA冷庫中的單核細胞增生李斯特菌。