IL POTERE ANTI-BATTERICO DELL’OZONO

Azione ossidante dell’Ozono gassoso e dell’Ozono acquoso

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cms_23135/1.jpgDa decenni si conosce il potere battericida dell’Ozono, molecola caratterizzata da un alto potenziale ossidativo (potenziale redox di +2.07 V) 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 (Khadre et al., 2001).

L’ozono, infatti, decomponendosi rapidamente in fase acquosa, può dare origine ad una serie di specie reattive dell’ossigeno (ROS), quali l’anione radicale superossido (O2.-), il radicale idrossilico (HO.) ed il perossido di idrogeno (H2O2), che causano alterazioni della struttura e funzione delle macromolecole biologiche (Laisk et al. 1989; Sarti et al., 2002).

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Il principale meccanismo di azione dell’ozono, e più in particolare dei ROS, è la perossidazione lipidica, che genera composti biologicamente attivi che a livello cellulare causano danni ai fosfolipidi di membrana. 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, in Francia dal 1906 ed in Germania dal 1972. 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, infatti i Gram-negativi sono meno sensibili dei Gram-positivi, i batteri sporigeni si dimostrano più resistenti dei non sporigeni (Kim et al., 1999). Poiché il meccanismo con cui agisce l’ozono è la perossidazione lipidica, la causa della differente sensibilità sarebbe imputabile alla differente composizione lipidica della parete batterica (Khadre et al., 2001; Khadre and Yousef, 2001; Hoff, 1986).

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 (Kim et al., 1999). 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.

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In seguito alla documentazione fornita dall’EPRI (Electric Power Research Institute) USA e da un gruppo di esperti che hanno valutato l’efficacia e la sicurezza dell’ozono nella lavorazione e conservazione degli alimenti, il 26 Giugno 2001 la FDA, organismo della United States Department of Health and Human Services, ammette, a convalida della compatibilità dell’ozono con le attività umane, l’impiego di ozono come agente antimicrobico in fase gassosa o in soluzione acquosa nei processi produttivi (trattamento, lavorazione, conservazione) di alimenti come carne, uova, pesci, formaggi, frutta e verdura.

In particolare, il documento 21 CFR parte 173.368 (registro n°00F-1482) ha etichettato l’ozono come elemento GRAS (generally recognized as safe) ossia un additivo alimentare secondario sicuro per la salute umana.

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”.

Il Ministero della Sanità in Italia, 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.

cms_23135/4.jpgImpiego dell’Ozono acquoso nella igienizzazione ambientale

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. (https://www.mpcleaning.net/Immagini%20mpc/ozono/OZONO%20DOCUMENTAZIONE.pdf)

cms_23135/5.jpgGrandi città (tra cui Mosca, Parigi, Bologna, Firenze) possiedono impianti che forniscono acqua potabile prelevata da fiumi e trattata con ozono. 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 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 gassoso 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.81 ex 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).

Disinfestazione ambientale L’Ozono 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.

cms_23135/6.jpgAttualmente le applicazioni dell’ozono nel settore alimentare sono numerose. In linea generale, i benefici che l’ozono gassoso apporta in avicoltura, nella fase di accrescimento degli animali sono: a) sanificazione dell’ambiente mantenuto esente da microrganismi patogeni, b) distruzione delle emanazioni ammoniacali, c) deodorazione dell’ambiente, d) maggiore ossigenazione del microclima ambientale, e) miglioramento del mangime con conseguente miglioramento della digestione ed incremento del peso dell’animale, f) minori rischi di contagio incrociato. Impiegato nel trattamento dei prodotti ittici, infatti, il ghiaccio ozonizzato o combinazione di refrigerazione e ozono vengono utilizzati per la conservazione di prodotti ittici con i seguenti vantaggi: a) diminuzione della carica batterica sul prodotto, nel microclima e sulle pareti della cella, b) prolungamento dei tempi di conservazione del prodotto, c) riduzione dei costi per l’eliminazione di prodotti non più conformi alle norme igieniche. 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. 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 (Scott. 1989; Taniwaki et al., 2001).

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 dei microorganismi (https://www.ozoneindustries.co.uk/Technical_Bulletin_21_The_Use_of_Ozone_to_control_yeast.pdf). 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. 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.

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.

Ozono acquoso Enozo 3 PRO come disinfettante e disinfestante

Chiara è dunque la differenza dei campi di applicazione dell’Ozono acquoso e dell’Ozono gassoso, in quanto il secondo, se diffuso nell’aria in concentrazioni elevate e con esposizioni cellulari prolungate può manifestare i propri effetti tossici per le proprietà fortemente ossidative, con la perossidazione 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.

Differentemente l’ozono, nella sua forma acquosa (AO), non presenterebbe gli effetti avversi invece riscontrati nell’utilizzo della forma gassosa quali i ben noti disturbi respiratori e irritativi delle mucose esposte.

cms_23135/7.jpgL’Ozono acquoso (AO) gioca un ruolo importante nella prevenzione delle malattie infettive, in particolare nel momento in cui l’igienizzazione delle superfici da lavoro, degli ambienti ospedalieri dai germi antibiotico resistenti, delle superfici dei banconi della ristorazione, delle mense, dei bar, degli indumenti sta raggiungendo livelli di estrema guardia.

La Enozo3 Aqueous Ozone Spray Bottle, con la produzione di Ozono acquoso (AO), rivoluziona il modo in cui le persone puliscono e disinfettano. L’ozono acquoso è prodotto in basse concentrazioni e l’associazione dell’acqua (H2O), con le proprietà delle piastre di diamante e di una piccola carica elettrica, creano un detergente e disinfettante che non richiede stabilizzatori o sostanze chimiche sintetiche e non contiene profumi o coloranti. Enozo3 Aqueous Ozone Spray Bottle incorpora una cella catalitica portatile a bassa tensione che produce Ozono acquoso, su richiesta, dall’acqua di rete ad una concentrazione di 0,5 – 2 ppm.

La Enozo3 Aqueous Ozone Spray Bottle , è stata sottoposta a test presso un laboratorio indipendente accreditato dal Ministero della Salute Italiano per la determinazione della produzione di ozono acquoso di cui si riportano i seguenti rapporti : (N.5152/20) relativo al “Nebulizer Enozo3 PRO” MOD SB 100, e (N.6069/20) relativo al “Nebulizer Enozo3 PRO” MOD SB – 100 HD : entrambi certificano la produzione di ozono acquoso in forma attiva. Test effettuati presentano tempi di disattivazione batterica (Lapuck Laboratories, Canton, MA-Protocollo modificato AOAC 961.02 "Germicidal Spray Products as Disinfectants) dopo contatto con AO di 30 sec. Per E. coli 99,9% , Stafilococco a.99,9%

Salmonella 99,9% , Klebsiella pneumoniae 99,9% , Enterobacter aerogenes 99,9%, Escherichia coli 99,9%.(SB100 Ozone Generating Spray Bottle -Matteo Capocefalo MD, SPECIALIST MICROBIOLOGY TEAM GreenTeck Global Ltd 29 APRILE 2020). Questo studio è stato effettuato dal Team di Microbiologia del Dipartimento di Microbiologia presso la ALS Rotherham, che opera secondo i regolamenti ISO 17025, nell’aprile 2020 su richiesta di David Thurston, della GreenTeck Global Limited.

cms_23135/8.jpgSono stati eseguiti Test per la valutazione del contatto di AO e surrogato di Human Coronavirus SARS-CoV-2 ,Virus 229E/ATCC VR-740 30 Secondi 99.9%

Il virus surrogato 229E /ATCC VR-740 è un virus disponibile in mercato e che imita il virus SARS-CoV-2 (responsabile dello sviluppo della malattia COVID-19).

Il protocollo di prova si basa sullo standard ASTM E1052 con considerazioni per l’uso dell’ozono.

Ha dimostrato efficacia contro virus simili a SARS-CoV-2 (il virus che causa COVID-19) su superfici dure non porose utilizzando metodi di prova riconosciuti come scientificamente validi. Tuttavia, è importante notare che, a differenza dei pesticidi chimici, l’EPA non esamina regolarmente la sicurezza o l’efficacia dei dispositivi nocivi, e pertanto non può confermare se, o in quali circostanze, tali prodotti potrebbero essere efficaci contro la diffusione del COVID-19. Enozo3 Aqueous Ozone Spray Bottle ha determinato l’eliminazione del 99,9% del virus entro 30 secondi contro il surrogato del test commerciale per Human Coronavirus SARS-CoV-2 (il virus che causa la malattia di CoVid-19). La bottiglia spray Enozo 3 è stata testata contro il surrogato 229E/ATCC VR-740† su superfici dure non porose utilizzando metodi di test scientificamente riconosciuti. la Enozo3 Aqueous Ozone Spray Bottle è registrata come un dispositivo pesticida all’interno della struttura di classificazione EPA e convalidata la sua efficacia.

Da quanto emerge nella ricerca, l’impiego dell’Ozono acquoso, differentemente da quello gassoso, troverebbe un impiego maggiore nella sanificazione degli ambienti ospedalieri in particolare per debellare le contaminazioni da parte di germi antibiotico-resistenti, nonché negli ambienti riservati alla manipolazione di alimenti.

Massimo Montinari

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