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Ozone for Grain Storage
La pérdida de granos en el almacenamiento en relación con o como resultado de seres vivos como insectos, plagas, roedores y hongos y de forma física en lugar de biológica, como la temperatura o la humedad, conduce a pérdidas globales que superan los 80 millones de toneladas métricas en el almacenamiento de granos. La mayoría de las veces, el fosfuro de aluminio se usa para fumigar, aunque puede ser peligroso. Además, los insectos y las plagas han desarrollado resistencia a la fosfina. Otros fumigantes como el sulfuro de carbonilo, el formiato de etilo, el cianuro de hidrógeno, el yoduro de metilo y el óxido de propileno tienen costos elevados en comparación con la fosfina (Singh y Sharma 2015). Por otro lado, varios estudios han demostrado que el ozono es eficaz en el tratamiento del grano con la ventaja de no afectar su calidad cuando se controla adecuadamente la dosis y el tiempo de exposición.
El ozono como fumigante alternativo para insectos y plagas de productos almacenados
El ozono se ha utilizado con éxito como la mejor alternativa fumigante contra los insectos de productos almacenados. Se han estudiado varios trabajos sobre el uso del ozono como una alternativa más ecológica para los fumigantes comerciales.
El efecto de la fumigación con ozono en términos de concentración y tiempo de exposición en granos e insectos seleccionados se resume en la siguiente tabla.
| Target | Concentration/exposure time | Significant results | Reference |
|---|---|---|---|
| Adults of Callosobruchus maculates and C. Chinensis L | 0.25, 0.5, 1.0, 1.5 and 2 g/m3; 1, 3, 5 and 7 days | C. maculates – 100% at 1.0, 1.5 and 2.0 g/m3 for 7 days & C. Chinensis – 100% at all concentration | (Gad et al.2021) |
| Adult, larva, pupa, and eggs of Callosobruchus maculatus | 500-1500 ppm; Adults – 120 to 270 minutes; Larvae – 540 to 1110 minutes; Pupae – 480 to 1230 minutes; Eggs – 660 and 1500 minutes |
Adult – 100% at 150, 180, 240, and 270 minutes; Larvae – 100 % at 540, 660, 870, 1110 minutes; Pupae- 480, 570, 690, 990, 1230 minutes; Egg- 660 minutes |
(Ravi Pandiselvam et al. 2019) |
| Tribolium castaneum, Oryzaephilus surinamensis Sitophilus zeamais Sitophilus oryzae |
200 ppm; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 10, and 12 hour assessed for 5 days | 100% – Sitophilus spp, O. Surinamensis. 90% – T. castaneum |
(Xinyi, Subramanyam, and Li 2017) |
| Rhyzopertha dominica adults | 40.42 and 0.84 g/m3; 0.42 g/m3 – 36 hours, 0.84 g/m3 – 30 hours for 5 days | 99% | (Subramanyam et al. 2017b) |
| Eupteryx Decemnotata | 120 and 595 ppm; 2 and 10 minutes | 120 ppm for 2 minutes- 33.88 to 71.90% 595 ppm for 10 minutes – 70.24 to 91.66% |
(Kopacki et al. 2017) |
| Adult, larva, pupa, and eggs of Lasioderma serricorne (F) | 150, 250, 350, and 450 ppm; Larva- 609.37, 544.90, 496.64 and 187.20 minutes Pupae – 628.80, 581.64, 522.78, and 429.33 minutes Adult – 745.33, 610.18, 544.98, and 422.98 minutes |
99% | (Anandakumar, Shubhashini, et al. 2016) |
| Adult, larva, and pupa of Stegobium paniceum L. (Drugstore beetle) | 150, 250 and 350 ppm; Adult – 50.8, 24.08, and 18.46 hours Pupa – 10.95,7.93 and 6.42 hours Larva – 3.84, 12.08, 10.5, and 9.34 hours. |
100% – Adults and 99% – larva and pupa. |
(Anandakumar, Singh, et al. 2016) |
| Ephestia castella– larva | 22 ppm; 24 hours | 100% | (Husain et al. 2015) |
| Adults of Oryzaephilus surinamensis L., larvae of Ephestia kuehniella Zeller | 2, 3 and 5 ppm; 15, 30, 45, 60, and 90 minutes | 100% at 5ppm for 90 minutes | (Sadeghi, Mirabi Moghaddam, and Taghizadeh 2017) |
Source (Boopathy et al. 2022)
El ozono como alternativa para Hongos y Micotoxinas
El grano de trigo se puede tratar con ozono para reducir los niveles de hongos y micotoxinas. Guiseppe et al. 2020 presenta un tabla con los estudios que muestran que la ozonización es un método eficaz para eliminar las micotoxinas y desintoxicar los productos agrícolas contaminados. Son aproximadamente 400 micotoxinas, de las cuales 30 se consideran peligrosas para humanos y animales. El ozono pudo degradar micotoxinas más peligrosas en muchas porciones de alimentos/piensos y en varias condiciones operativas.
| Target | Concentration/exposure time | Food/Matrix | Significant results | References |
|---|---|---|---|---|
| AFB1 | 20 and 40 g m−3 of gaseous O3 for 5, 10, 15, and 20 min | Wheat grains | Total reduction of AFB1 after 10, 15 and 20 min of exposure | Luo et al 2014 |
| AFB1 | 4 and 8 g m−3 of aqueous O3 for 2, 4, 6, 8, 10, and 12 h | Pistachio kernels | Reduction by 48, 13, 46, 44 and 44% after 2, 4, 6, 8, 10 and 12 h | Nooghi et al 2016 |
| AFB1, Aflatoxin B2 (AFB2), Aflatoxin G1 (AFG1) and Aflatoxin G2 (AFG2) | 15, 30, 45, and 75 g m−3 of gaseous O3 for 60 min | Corn flour | Reduction of AFB1, AFB2 and AFG1 by 79, 71 and 72% at 75 g m−3 | Wang et al 2016 |
| DON | 10 m g−3 of gaseous O3 for 30 s | Wheat | Reduction by 94% | Venter et al 2014 |
| AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2 | 8.5, 13.5, 20, 25, and 40 g m−3 of gaseous O3 for 20 min | Aflatoxins dissolved in water | Rapid elimination of AFB1 and AFG1 | Proctor et al 2014 |
| DON | 100 g m−3 of gaseous O3 for 1 h at 20% moisture | Wheat flour | Reduction by 78% | Kouchesfahani et al 2015 |
| Aflatoxins and DON | 60 g m−3 of gaseous O3 for 300 min | Wheat grains | Reduction of aflatoxins and DON by 64 and 48%, respectively | EPA 2016 |
| DON, HT-2 toxin (HT-2), T-2 toxin (T-2) and zearalenone (ZEA) | 20 g m−3 of gaseous O3 for 40 and 130 min | Wheat grains | Reduction of HT-2, T-2 and ZEN by 65, 62, and 59% after 40 min. Reduction of DON by 25% after 130 min | Li et al 2019 |
| ZEA and OTA | 100 g m−3 of gaseous O3 for 180 min | Corn | Reduction of ZEA and OTA by 91 and 71%, respectively | Dodd et al 2013 |
| DON | 80 g m−3 of aqueous O3 for 10 min | Contaminated Wheat, corn and bran | Reduction by 75, 71, and 76% in contaminated wheat, corn, and bran, respectively | Kouchesfahani et al 2015 |
| DON | 65 g m−3 of aqueous O3 for 60, 120, and 180 min at 10 and 25% of moisture | Wheat flour | Reduction by 70, 70, and 78% in wheat flour after 60, 120 and 180 min of exposure at 25% of moisture | Li et al 2015 |
| DON and DON-3-Glc | 40 g m−3 of gaseous O3 for 6 h | Wheat grains, semolina and pasta | Reduction of DON and DON-3-Glc by 29 and 44% | Alexandre et al 2017 |
| ZEN | 50 g m−3 of aqueous O3 for 90 min | Corn flour | Reduction by 95% | Sun et al 2016 |
Source (Guiseppe et al. 2020)
El ozono ha dado resultados prometedores para problemas importantes en la industria alimentaria, como la contaminación por micotoxinas y los residuos de pesticidas. Un beneficio particular de O3 es su capacidad para inhibir el crecimiento de hongos, la esporulación y la germinación sin perder nutrientes o cualidades sensoriales. La concentración de O3, el tiempo de contacto y otras condiciones de tratamiento deben definirse para alimentos y piensos para garantizar su eficacia y seguridad en el procesamiento. Dado que cada aplicación de O3 es única, las concentraciones y los tiempos de contacto que se muestran anteriormente son solo pautas.
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