Sự bất hoạt của Coronavirus trong ngành thực phẩm (Phần 2)

Xem thêm: Sự bất hoạt của Coronavirus trong ngành thực phẩm (Phần 1)

Bất hoạt CoV và vi rút cúm, sử dụng các chất khử trùng thông thường

Trái cây và rau quả được tiêu thụ nhiều và có giá trị dinh dưỡng tốt. Tính chất dễ hỏng của các sản phẩm này, quyết định mức tiêu thụ nhanh và số lượng các đợt bùng phát liên quan, xác định tầm quan trọng của việc áp dụng các chiến lược khử nhiễm phù hợp. Chúng có thể là phương pháp điều trị bằng nhiệt để tiêu diệt vi rút. Một giải pháp thay thế khác là sử dụng hóa chất khử trùng, trong trường hợp thực phẩm tươi sống.

Sử dụng clo

Clo tự do dễ dàng thâm nhập vào màng lipid của vi sinh vật để phản ứng với các protein trong phức hợp nucleocapsid và polymerase. Trong trường hợp vi rút, clo tự do làm hỏng capsid của vi rút, cho phép clo tự do tiếp cận với ARN của vi rút để làm hỏng bộ gen của vi rút và khiến nó mất khả năng liên kết với các thụ thể của vật chủ. Clo có thể được sử dụng ở dạng khí (clo đioxit) hoặc dạng lỏng (hypoclorit). Chlorine dioxide được coi là chất khử trùng phổ rộng có tác dụng ức chế mạnh đối với vi khuẩn và ký sinh trùng, đồng thời là một tác nhân hiệu quả và ức chế mạnh sự lây nhiễm virus hội chứng hô hấp và sinh sản ở lợn trong ống nghiệm. Chlorine dioxide (ClO₂) thường được áp dụng cho thực phẩm hoặc nước tưới tiêu có ưu điểm là không hình thành các sản phẩm phụ halogen hữu cơ và nó là chất oxy hóa mạnh hơn natri hypoclorit.

Natri hypoclorit lỏng (NaOCl) là một hợp chất clo khác được sử dụng làm chất khử trùng. Nó có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả, phạm vi vi khuẩn rộng và giúp giảm đáng kể mức độ nội độc tố. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã chứng minh rằng việc loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn không thể đạt được nhất quán với bất kỳ quy trình khử trùng nào hiện tại. Điều quan trọng cần lưu ý là quá trình clo hóa nước có chứa axit amin đã được chứng minh là tạo ra cyanogen clorua độc hại. Các chất nitơ hữu cơ hòa tan cũng có thể phản ứng với clo để tạo ra các cloramin hữu cơ. Peptide trong nước được quan tâm nhiều hơn so với các axit amin tự do vì các sản phẩm được clo hóa của peptit tương đối ổn định hơn so với dẫn xuất clo hóa của axit amin.

Sử dụng rượu

Hầu hết các loại rượu được sử dụng để khử trùng là etanol và rượu isopropyl, cả hai thường ở nồng độ 70%; ví dụ, vi rút viêm dạ dày ruột truyền nhiễm (TGEV) được làm giảm 4,5 log ₁₀ bởi etanol trong phép thử huyền phù, trong 5 phút. Tương tự, sử dụng QCT-2 và tải lượng hữu cơ, etanol đã giảm ít nhất 3 log ₁₀ trong thời gian 5 phút. Ethanol được sử dụng rộng rãi trong sản phẩm nước rửa tay, gel tại các cơ sở chăm sóc sức khỏe. Trên thực tế, WHO đã liệt kê ethanol ở mức 80% là một loại thuốc thiết yếu trong danh mục ‘thuốc xoa tay có cồn’ và từ năm 1994, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ coi ethanol từ 60% đến 95% là nói chung là an toàn và hiệu quả trong khử trùng. Người ta đã ghi nhận rằng coronavirus, chẳng hạn như benzalkonium chloride 0,05% đến 0,2% hoặc chlorhexidine di-gluconate 0,02% kém hiệu quả hơn. Coronavirus, ví dụ như hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) và hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS), có thể bị bất hoạt bởi 70% ethanol và 0,1% natri hypoclorit; vì vậy, người ta tin rằng Covid-19 sẽ bị ảnh hưởng tương tự.

Sử dụng amoni bậc bốn

Các cation amoni bậc bốn là một loại chất khử trùng khác có hoạt tính diệt tinh trùng và kháng khuẩn và làm bất hoạt các vi rút được bao bọc, đặc biệt là những vi rút có chứa chuỗi alkyl dài. Ví dụ như benzalkonium chloride, benzethonium chloride, methylbenzethonium chloride, cetalconium chloride, cetylpyridinium chloride, cetrimonium, cetrimide, tetraethylammonium bromide, didecyldimethylammonium chloride và domiphene bromide. Theo một nghiên cứu, amoni bậc bốn (pha loãng ở 1: 500 (QACx500)) đã khử hoạt tính của cúm gia cầm trên các chất mang thép và nhựa sau 60 phút kể từ khi tiếp xúc. 

Sử dụng Ozone (O₃)

Ozone là một chất chống vi khuẩn mạnh mẽ thích hợp để ứng dụng trong thực phẩm ở trạng thái khí và nước. Nó là một trong những chất khử trùng hiệu quả nhất được biết đến, nhưng nó không để lại dư lượng độc hại trên thực phẩm hoặc các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm. Các tiền chất để sản xuất ozon trong công nghiệp (đó là O ₂ hoặc HO) là rất lớn. Xử lý bằng ozone không cần nhiệt và do đó tiết kiệm năng lượng. Ôzôn ở dạng khí có tác dụng dư, ví dụ thời gian bán hủy của nó dựa trên nhiệt độ ở Khí là 8 ngày ở -25 °C, 3 ngày ở 20 °C và 1,5 giờ ở 120 °C. Trong nước ôzôn là 30 phút ở 15 °C, 20 phút ở 20 °C và 15 phút ở 25 °C. Ozone nước đã được sử dụng để khử nhiễm thịt gia cầm, cá hồi, táo, dâu tây, và những loại khác thực phẩm. Các nhà khoa học đã thử nghiệm ôzôn để chế biến rau diếp và báo cáo rằng ôzôn làm giảm số lượng vi mô tự nhiên trong khoảng từ 2 đến 3 log₁₀. Ngoài ra, nó đã được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc trên phô mai và khử hoạt tính của nấm mốc trong không khí trong các cơ sở bảo quản và ủ chín phô mai. Xử lý ôzôn cũng được coi là một phương pháp đầy hứa hẹn để giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi bò sữa. Trong Bảng 3, các phương pháp điều trị để bất hoạt coronavirus và vi rút cúm, bằng 0₃, được trình bày.

Ozone là một hợp chất oxy hóa mạnh cả ở dạng khí và khi hòa tan trong nước, do đó, được biết đến là một chất khử trùng hiệu quả để khử hoạt tính ngay cả khi kháng hóa chất. Khả năng oxy hóa của nó cao hơn so với hydrogen peroxide và hypochlorite. Tuy nhiên, nồng độ O₃ và thời gian cư trú phải được kiểm soát, vì nó gây độc cho người ở liều cao. Một giờ tiếp xúc với nồng độ ôzôn 2, 4, 15 và 95 ppm gây ra các tác động gây chết người có triệu chứng, kích thích, độc hại và không thể đảo ngược tương ứng. Trên thực tế, phổi của con người là mục tiêu chính của khí ôzôn. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) yêu cầu nồng độ phơi nhiễm 0,05 ppm trong 8 giờ, Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) yêu cầu nồng độ tiếp xúc giới hạn 0,10 ppm trong 8 giờ, Viện Sức khỏe và An toàn Lao động Quốc gia (NIOSH) khuyến nghị giới hạn trên 0,10 ppm, không được vượt quá bất cứ lúc nào, Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) yêu cầu mức tiếp xúc giới hạn nồng độ là 0,08 ppm trong 8 giờ.

Sử dụng tia cực tím (“UV”) làm chất khử trùng vi rút

Tia cực tím có thể là chất khử trùng hiệu quả để khử nhiễm các bề mặt vi rút, bao gồm cả vi rút SARS-CoV. Có thể là do tia UV gây ra hiện tượng phá vỡ trong cấu trúc hệ gen của vi sinh vật. Tia cực tím đã được chứng minh là có khả năng tiêu diệt virus, vi khuẩn và nấm trong hàng trăm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Mặc dù virus SARS-CoV-2 vẫn chưa được kiểm tra cụ thể về tính nhạy cảm với tia cực tím của nó, nhưng các thử nghiệm khác trên coronavirus bao gồm cả SARS coronavirus, đã kết luận rằng chúng rất dễ bị bất hoạt bởi tia cực tím. Ánh sáng UV được chia thành 3 loại: UV-A (320 – 400 nm), UV-B (280 – 320 nm) và UV-C (200 – 280 nm). UV-A được hấp thụ yếu bởi DNA và RNA, và kém hiệu quả hơn nhiều so với UV-C và UV-B nhận thấy rằng việc chiếu xạ bằng tia cực tím trong 60 phút đối với một số coronavirus trong môi trường nuôi cấy dẫn đến mức độ lây nhiễm virus không thể phát hiện được.

Tia UV rất dễ bị vi rút tấn công ở bước sóng gần 253,7 nm (dải UV-C). Điều này là do bước sóng hấp thụ tối đa của phân tử DNA là khoảng 260 nm. UV-A và UV-B cần nhiều thời gian tiếp xúc hơn để có hiệu quả chống lại vi rút. Ngoài ra, các vi sinh vật trong không khí dễ bị tia UV gây hại hơn nhiều so với các vi sinh vật lơ lửng trong huyền phù lỏng. Ngoài ra, loại vi sinh vật, ảnh hưởng đến hiệu quả của UV-C. Ví dụ, liều UV-C giữa bào tử nấm và tế bào vi khuẩn cao tới 80 lần.

Tương tự, đối với các chất khử trùng khác, việc con người tiếp xúc với mức độ chiếu xạ UV-C cao sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏe của họ. Phơi nhiễm quá mức với bức xạ tia cực tím (UV) là yếu tố nguy cơ chính có thể điều chỉnh được đối với ung thư da. Tiếp xúc với UV-C không được khuyến cáo cho con người ở mức 2,5 J / m² trong vòng 10 đến 15 phút có thể tạo ra ban đỏ (đỏ da hoặc niêm mạc). Liều lượng UV-A được đặt ở mức được tính toán là an toàn cho nghề nghiệp của con người, tối đa là 10 W m ² trong 8 giờ, ngang tầm mắt. 

Việc sử dụng Ozone là một chất khử trùng đầy hứa hẹn khác để khử hoạt CoVs và Covid-19. Nên dùng liều O3 từ 10 đến 20 ppm trong thời gian từ 10 đến 15 phút để vô hiệu hóa CoV ở mức giảm 3,5 log₁₀ . Tuy nhiên, cần cảnh báo khi sử dụng liều cao và phơi nhiễm vì nó có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người (lượng tiếp xúc giới hạn với người là 0,05 ppm trong 8 giờ).

KẾT LUẬN

Hiện nay, trên toàn thế giới đang xảy ra đại dịch do vi rút Covid-19 gây ra, đã gây ra nhiều ảnh hưởng đến nhân loại về các mặt xã hội, kinh tế, tâm lý và không may là sức khỏe. Do nguy cơ thực phẩm cũng có thể là môi giới gây bệnh do vi rút gây ra, các quy trình trong các chương trình an toàn của ngành công nghiệp thực phẩm phải được sửa đổi; và cụ thể hơn về cách khử trùng cho Covid-19. Một số chất khử trùng hiệu quả đã được chứng minh là vô hiệu hóa CoV là clo dioxide, natri hypoclorit, hợp chất bậc bốn, ozon và UV-C. Vẫn cần nghiên cứu thêm để khám phá các ứng dụng mới cho các chất khử trùng này và sử dụng tốt nhất các tính năng độc đáo của các chất khử trùng này. Ví dụ, sử dụng các chất khử trùng trong hỗn hợp nhị phân và / hoặc bậc ba, để đánh giá sự hiệp đồng của chúng.