156* 23 luglio 2020
Al di là di alcuni cenni prettamente tecnici, le prossime righe contengono disquisizioni di carattere informativo sull’utilità dell’ozono nella disinfezione e nella disinfestazione.
(Articolo tratto da comunicazioni del Ministero della Salute, VALIDAZIONI SCIENTIFICHE DELL’USO DELL’OZONO)
La FDA (Food & Drugs Administration), l’USDA (U.S. Department of Agricolture) e l’EPA (Environmental Protection Agency) hanno approvato l’Ozono come agente antimicrobico “GRAS”. L’USDA ed il National Organic Program l’hanno approvato anche quale principio attivo per la sanitizzazione di superfici (plastiche
e Inox) a contatto diretto con alimenti senza necessità di risciacquo e con nessun residuo chimico.
Dai dati ottenuti da una ricerca svolta presso l’Università degli Studi di Trieste, si evidenzia un abbattimento della carica microbica di oltre il 90% con concentrazioni non inferiori ai 2 ppm per almeno 6 ore di trattamento.
A concentrazioni più elevate si otteneva lo stesso risultato diminuendo il tempo di trattamento. Secondo studi effettuati dall’Università degli Studi di Pavia, in
una stanza di 115 m cubi trattata con ozonizzazione per 20 minuti la carica batterica dell’aria è stata ridotta del 63% e quella di lieviti e muffe del 46,5%, mentre la carica batterica delle superfici è stata ridotta del 90% e quella dei lieviti e muffe del 99%.
L’ozono (dal greco ozein, odore) è una molecola costituita da 3 atomi di ossigeno (O3).
È presente in natura come un gas blu dall’odore acre pungente. Tale gas si forma naturalmente nella stratosfera e in particolare nell’ozonosfera, concentrandosi a circa 25 km al di sopra del livello del mare.
La formazione d’ozono può avvenire anche industrialmente attraverso gli ozonizzatori, particolari strumenti che lo generano da una corrente gassosa ricca di ossigeno, cui viene apportata energia in forma elettrica, elettrochimica o fotochimica.
L’ozono è una molecola caratterizzata da un alto potenziale ossidativo, inferiore solo ad alcune sostanze, ma nettamente superiore a quello del cloro.
Il forte potere ossidante dell’ozono consente al gas di ossidare ed inattivare numerosi composti organici (fenoli, benzene, trialometani, pesticidi) ed inorganici (cianuri, solfiti, nitriti).
L’ozono, inoltre, è in grado di ossidare il ferro, il manganese ed altri minerali, che soprattutto se complessati, possono essere molto difficili da rimuovere. A livello cellulare, anche i principali effetti tossici
dell’ozono sono riconducibili al suo potere ossidativo e quindi alla capacità di ossidare e
perossidare le biomolecole, sia direttamente che indirettamente.
Il principale meccanismo di azione dell’ozono è la perossidazione lipidica, che genera composti biologicamente attivi che a livello cellulare causano danni ai fosfolipidi di membrana.
La tossicità dell’ozono dipende, inoltre, dalla sua capacità di ossidare gli amminoacidi alterando irreversibilmente la struttura e la funzione delle proteine.
L’azione ossidante esplicata dall’ozono ha fatto sì che sin dalla sua scoperta fosse utilizzato come agente battericida, fungicida e inattivante dei virus.
Esso è stato utilizzato inizialmente come agente disinfettante nella produzione di acqua potabile. La scelta dell’ozono fu basata sul fatto che esso è più efficace di altri disinfettanti verso un più ampio spettro di microorganismi.
I diversi batteri mostrano una sensibilità variabile all’ozono: i Gram-negativi sono meno sensibili dei Gram-positivi, i batteri sporigeni si dimostrano più resistenti dei non sporigeni.
L’inattivazione dei virus è stata finora meno studiata di quella dei batteri; è comunque noto che anch’essa avviene rapidamente in seguito ad ozonizzazione, anche se richiede una somministrazione di gas a concentrazioni superiori rispetto a quella necessaria per i batteri.
Si è osservato, infatti, che le curve di inattivazione mostrano un rapido abbattimento delle colture fino al 99%; il restante 1% richiede un tempo maggiore per la totale inattivazione.
Vari studi effettuati sulla sensibilità dei virus all’ozono hanno dimostrato che i virus provvisti di membrana sono nettamente più sensibili di quelli che ne sono sprovvisti.
Il meccanismo di azione dell’ozono sui virus non è sicuramente quello di una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un’inattivazione; l’azione dell’ozono consisterebbe in un’ossidazione, e
conseguente inattivazione, dei recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della cellula da invadere. Verrebbe così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a livello della sua prima fase: l’invasione cellulare.
Numerosi studi condotti sin dall’inizio del XX secolo hanno riportato che l’azione antimicrobica dell’ozono, sia in fase acquosa che gassosa, poteva essere sfruttata nella lavorazione e nella conservazione degli alimenti.
Successivi esperimenti dimostrarono che né l’aspetto, né il sapore degli alimenti veniva alterato dall’ozonizzazione.
In Europa l’utilizzo di ozono ai fini alimentari è stato introdotto nel 2003, per la disinfezione e sterilizzazione durante i processi d’imbottigliamento dell’acqua. Infatti, la Direttiva 2003/40/CE della commissione EFSA del 16 maggio 2003 ha determinato l’elenco, i limiti
di concentrazione e le indicazioni di etichettatura per i componenti delle acque minerali naturali, nonché le condizioni d’utilizzazione dell’aria arricchita di ozono per il trattamento delle acque
minerali naturali e delle acque sorgive. In particolare, come si evince dalla direttiva 80/777/CEE modificata, secondo l’articolo 4, paragrafo 1, lettera b), è prevista “la possibilità di separare il ferro, il manganese, lo zolfo e l’arsenico di alcune acque minerali naturali mediante un trattamento all’aria arricchita di ozono, con riserva di valutazione di questo trattamento da parte del comitato
scientifico per l’alimentazione umana e dell’adozione delle condizioni di utilizzazione da parte del comitato permanente della catena alimentare e della salute animale”.
In Italia, il Ministero della Sanità con protocollo del 31 Luglio 1996 n°24482, ha riconosciuto l’utilizzo dell’ozono nel trattamento dell’aria e dell’acqua, come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore, muffe ed acari.
La caratterista predominante dell’ozono è che in condizioni atmosferiche standard è in fase gassosa, favorendo numerose applicazioni in campo igienico-alimentare. A differenza dei disinfettanti classici, (es. il cloro) che rilasciano residui inquinanti, l’ozono si decompone ad ossigeno; ciò potrebbe rappresentare un vantaggio per l’ambiente e per la salute evitando gli effetti collaterali.
Vista la sua breve emivita, l’ozono non può essere prodotto e conservato, ma è necessario che venga generato in situ al momento dell’utilizzo attraverso gli ozonizzatori. Tuttavia, sebbene a basse concentrazioni non sia particolarmente tossico, ad alte concentrazioni può avere effetti gravi. I
principali danni sono a carico delle vie respiratorie per alterazione della permeabilità degli epiteli, con conseguente riduzione della funzionalità polmonare (fino ad edema); può inoltre determinare un peggioramento in soggetti con bronchite od asma.
L’ozono è anche causa di altri disturbi quali bruciore agli occhi, mal di testa, debolezza. Pertanto, la tossicità dell’ozono richiede che gli addetti al suo utilizzo siano continuamente monitorati e protetti.
In conformità alle norme H.A.C.C.P e D.Lgs. 626/94, chi ne fa utilizzo non deve essere esposto a più di 0,1 ppm di ozono in 8 ore o più di 0,3 ppm due volte/die per 15 minuti (si noti che la soglia di percettibilità olfattiva per l’uomo è a concentrazioni tra 0,02 e 0,05 ppm, pari a circa 1/20 della soglia di concentrazione definita sicura per un tempo di esposizione di 15 minuti ed a circa ¼ della
soglia di esposizione definita sicura negli ambienti di lavoro).
Nel campo della disinfestazione ambientale, in soluzione acquosa è usato per la sanificazione dell’acqua per uso alimentare, per piscine, docce, sistemi d’irrigazione ed impianti di depurazione idrica. In fase gassosa è utilizzato per la distruzione di tossine disperse nell’aria e la deodorizzazione delle fogne.
Nel settore alimentare, attualmente le applicazioni dell’ozono sono numerose.
Avicoltura – In linea generale, i benefici che l’ozono gassoso apporta in avicoltura, nella fase di accrescimento degli animali sono:
sanificazione dell’ambiente mantenuto esente da microrganismi patogeni, distruzione delle emanazioni ammoniacali, deodorazione dell’ambiente, maggiore ossigenazione del microclima ambientale, miglioramento del mangime con conseguente miglioramento della digestione ed incremento del peso dell’animale, minori rischi di contagio incrociato, per la conservazione di prodotti ittici con i vantaggi di vedere la diminuzione della carica batterica sul prodotto, nel microclima e sulle pareti della cella, prolungamento dei tempi di conservazione del prodotto, riduzione dei costi per l’eliminazione di prodotti non più conformi alle norme igieniche. Per la carne, l’ozono controlla efficacemente la formazione di muffe e batteri nelle celle frigorifere
destinate alla conservazione delle carni; in particolare, il tasso di umidità può essere mantenuto ad una gradazione più elevata, attenuando il calo di peso e la perdita di aroma; inoltre, distruggendo gli odori, evita il passaggio di aromi non graditi da un prodotto all’altro. Tuttavia si è visto che il
trattamento con ozono può aumentare significativamente la perossidazione lipidica, come quantificato dal TBA (thiobarbituric acid) test che misura i livelli di malondialdeide; tale
perossidazione è una delle cause principali del deterioramento della carne. Non è ancora chiaro se
concentrazioni di ozono sufficienti per l’effetto battericida, portino anche ad aumento significativo
dell’ossidazione dei grassi (Smith et al, 2001). E’ pertanto importante evitare un sovra-uso d’ozono
che può portare danno al prodotto alimentare.
Cereali – L’ozono in fase gassosa viene utilizzato per la conservazione nei silos di riso, mais, soia e grano. In particolare, riduce la crescita di Tribolium confusum e Sitophilus granarius, insetti che infestano i cereali immagazzinati. Inoltre, permette l’abbattimento delle muffe appartenenti ai generi Aspergillus, Penicillium e Fusarium, che generano l’aflatossina B1, una micotossina cancerogena a livello epatico.
Numerosi funghi e batteri trovano nel formaggio un eccellente mezzo di crescita. Soprattutto nei casi dei formaggi stagionati l’ambiente areato determina un incremento della proliferazione dei microorganismi, causando danni al prodotto. Durante la conservazione refrigerata, sui formaggi si sviluppano principalmente batteri appartenenti alla specie Penicillium che rilasciano nei formaggi
micotossine, quali patulina, acido micofenolico, ocratossina A e citrinina.
I metodi tradizionali atti a controllare la crescita di lieviti, muffe e batteri tuttavia risultano costosi e poco efficaci, pertanto è sorta la necessità di trovare metodiche alternative. Già nel 1951, si dimostrò
che la crescita di muffe sui formaggi durante la stagionatura poteva essere prevenuta utilizzando 1 ppm di ozono. Nel 1960, in Canada, venne condotto uno studio sul “Cheddar cheese” dimostrando che a concentrazioni di ozono tra 3-10 ppm la crescita delle muffe sulla superficie orizzontale del formaggio assumevano una colorazione scura; il numero delle spore rilevate nell’ambiente era ridotto
del 96% rispetto alle camere non trattate. E’ importante notare che anche a concentrazioni più basse (0,2-0,3 ppm) si osservava una significativa riduzione delle muffe senza alcuna alterazione delle proprietà organolettiche del prodotto (Gibson et al., 1960).
Più recentemente, un lavoro condotto su Saccharomyces cerevisiae, E.Coli e Candida albicans ha dimostrato che, dopo un’esposizione di 4 ore a 5 ppm di ozono, si otteneva una netta riduzione della crescita microrganismi.
E’ stato anche valutato l’effetto dell’ozono su insetti. I prodotti immagazzinati possono essere principalmente attaccati da Acarus siro, Tyrophagus casei (cosiddetto “acaro del formaggio”), Tyrophagus putrescentiae. E’ stato osservato che il trattamento regolare con ozono porta alla loro eliminazione, anche se il meccanismo non è ancora noto. Tuttavia, è stato anche riportato che gli insetti cercano rifugio dove l’ozono non penetra, occupando gli interstizi e scavando buche nel formaggio.
Nel 2003, Serra et al. hanno dimostrato che l’impiego di ozono gassoso nelle camere di stagionatura dei formaggi favorisce l’eliminazione delle muffe presenti nell’ambiente di stagionatura e non quelli già presenti nel formaggio, non alterando così i normali processi di fermentazione e stagionatura.
Nel 1990, l’Ozone (U.K.), industria leader nel settore, ha introdotto un tipo di ozonizzatore in grado di fornire un metodo sicuro e rapido per la lavorazione dei formaggi e per la disinfestazione delle aree di conservazione. Inizialmente, l’ozono veniva somministrato durante la notte e nei fine settimana, evitando che gli addetti fossero sottoposti a quantità elevate di ozono. Attualmente, la stessa ditta ha sviluppato un metodo più accurato e sicuro che si basa sulla continua areazione degli
ambienti di stagionatura con un livello di ozono compatibile con la soglia massima consentita, ma sufficiente a ridurre la crescita dei microorganismi presenti.
Quando l’ozono è disciolto nella salamoia, cioè nell’acqua salata usata nella lavorazione del
formaggio, esso è in grado di risanarla completamente, anche in presenza di alta carica batterica.
Gli Usa stanno valutando tale procedura e si stanno orientando verso un suo uso industriale.
Per quanto sopra espresso in riferimento alle richieste di parere pervenute dalla Direzione Generale della Sicurezza degli Alimenti e della Nutrizione, si esprime parere favorevole alla ozonizzazione delle camere di stagionatura e/o degli ambienti di stoccaggio, purché in assenza di alimenti.
Tale trattamento, comunque, non dovrà essere in contrasto con specifici disciplinari di produzione.
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