新鲜苹果在冷库中使用臭氧杀菌

苹果是美国（U.S.）有价值的水果作物之一。苹果产业每年为经济带来 50 亿美元的收入（美国苹果协会 [USApple]，2021 年）。 2014 年，受单核细胞增生李斯特菌污染的焦糖苹果与食源性疾病爆发有关，美国 12 个州的 35 人感染了李斯特菌病，其中 7 人（20%）死亡（美国疾病控制和预防中心 [CDC]，2014 年） .苹果通常是生吃或经过很少加工的（Du et al., 2002）。新鲜农产品采后包装过程中没有包括消除病原菌的“杀灭步骤”。当前的新鲜苹果产业严重依赖采后清洗来控制食源性病原体。然而，据报道，很常用的消毒剂氯（次氯酸盐）会与有机物反应形成致癌化合物，从而增加健康和环境危害（Artés 等人，2009 年）。

在收获期间，苹果在果园里被人工采摘，然后装在箱子里运到包装厂，在那里它们要么被冷藏，要么被清洗、大小、分类和包装，以供零售市场使用。未洗过的苹果被移入冷藏库——短期常规冷藏或长期可控气氛 (CA)（Pietrysiak 等人，2019 年）。单核细胞增生李斯特菌具有在冷藏温度下生长的能力，并在寒冷环境中持续存在（Walker 等，1990）。焦糖苹果爆发的环境测试表明，污染是在公司包装设施的苹果上引入的。从那时起，已经报告了几次自愿召回新鲜苹果潜在李斯特菌污染的报告（美国食品和药物管理局 [FDA]，2017a，2019a）。这些事件表明需要改进苹果包装行业当前的食品安全系统。特别是，需要开发和验证有效的干预措施以减少污染。

德国、比利时、丹麦、瑞士和荷兰等几个欧洲国家已禁止在商业产品洗涤中使用氯（Artés 等人，2009；Shen 等人，2016）。氯消毒的效果很大程度上取决于溶液的 pH 值（Connell，1996；Sun 等，2019）。已建议使用各种环保替代消毒剂，如二氧化氯、过氧乙酸 (PAA) 和臭氧来替代氯（Rodgers 等人，2004 年；Hua 等人，2019 年；Guan 等人，2021 年）。然而，关于这些和其他潜在干预措施对苹果产业的可行性的信息有限。

将污染风险降至很低的食品安全干预措施至关重要。因此，本综述的目的是找出苹果包装过程中的安全漏洞，并分析气体干预在苹果冷藏中的潜在应用。迫切需要一种对现有苹果包装设施的综合方法。目前，联邦机构、新鲜苹果产业和研究人员已将注意力转移到净化新鲜苹果上的单核细胞增生李斯特菌的气体干预上。本次审查将考虑对气体干预以及苹果的有机生产和处理的监管要求，这些要求可能有助于未来的工业应用并有利于苹果加工商。

气态臭氧的应用

气态 O3 是食品工业用消毒剂中强大的氧化剂之一。 O3 的主要优点是在低浓度下比其他抗菌剂具有更高的功效，并且由于分解成氧气而不会形成残留物。由于其高反应性和爆炸性，O3 不稳定，只能在使用前产生。大量研究证明了 O3 失活对单核细胞增生李斯特菌的功效（Murray 等人，2018；Sheng 等人，2018）。

几项研究将气态 O3 整合到新鲜苹果的 RA 或 CA 冷藏中，以灭活细菌（默里等人） (2018) 报告说，23 ppm 的强制空气臭氧处理 20 分钟可导致 4°C 从冰箱中取出的新鲜苹果的单核细胞增生李斯特菌的 3.07 log CFU/苹果减少。对新鲜苹果进行了商业规模的臭氧处理，以在 CA 冷藏期间灭活无害乳杆菌和总细菌、酵母菌和霉菌。在 0.6°C 和 50-87 ppb 臭氧处理 30 周下，无害乳杆菌减少了 3.0 log CFU/苹果。在相同条件下，细菌、酵母菌和霉菌的总量减少了大约 10 倍。 1 和 0.6 log CFU/苹果，分别。在 CA 储存中应用气态臭氧不会导致臭氧燃烧或对苹果果实质量产生任何其他意外副作用（Sheng 等人，2018 年）。 Arévalo Camargo 等人进行了另一项商业规模的研究 （2019）。在新鲜苹果的冷藏过程中使用强制空气臭氧发生器来净化乳酸杆菌，在同一研究中选择并验证了乳酸杆菌作为单核细胞增生李斯特菌的替代物。两个装有 540 公斤苹果的塑料通风箱用 5 ppm 臭氧处理 40 分钟，导致苹果的 CFU 减少超过 1.5 log。

尽管气态臭氧已在半商业规模的 CA 冷库下应用，但发现臭氧在生成后会快速分解，因此不稳定（Brodowska 等人，2018 年）。此外，建立臭氧系统需要更高的设备投资（发生器和储气罐）。作为一种强氧化剂，臭氧的腐蚀性更强，尤其是对橡胶、塑料和钢铁（Smilanick，2003 年）。过去，气体臭氧处理会在长期储存期间“烧毁”过度暴露的苹果（Antos 等人，2018 年）。因此，未来的研究需要克服这些困难并应用气态臭氧来控制CA冷库中的单核细胞增生李斯特菌。