1. Eliminación de residuos de plaguicidas
Mecanismo de acción: Escisión oxidativa y transferencia de masa mejorada La eliminación de residuos de pesticidas hidrofóbicos (por ejemplo, organofosforados) de las superficies de frutas y verduras se ve significativamente mejorada por las micro-nanoburbujas de ozono (OMNB) en comparación con el lavado convencional. El mecanismo es doble:
- Transferencia de masa mejorada: A diferencia de las macroburbujas, que estallan en la superficie, las nanoburbujas permanecen estables en la fase acuosa, manteniendo altos niveles de ozono disuelto (sobresaturación) y aumentando el tiempo de contacto con los contaminantes. Pal y otros, 2025.
- Generación radical: Al colapsar, las OMNB generan radicales hidroxilo (•OH), que son no selectivos y altamente reactivos. Estos radicales atacan los grupos funcionales de los plaguicidas —como los grupos amino, metoxi, diclorovinilo y nitro— mediante escisión oxidativa, hidrólisis y fotólisis. Esto descompone las moléculas complejas de los plaguicidas en subproductos inocuos como agua, dióxido de carbono y sales inorgánicas. Pal y otros, 2025.
Datos de eficiencia de remoción
- Clorotalonil: Se informó que un tratamiento de ozonización de 5 minutos facilitado por microburbujas y nanoburbujas eliminó por completo (eliminación del 100 %) los residuos de clorotalonil de matrices de naranja. Pal y otros, 2025.
- Fenitrotión: Las OMNB generadas mediante métodos de descompresión mostraron una eficiencia de eliminación superior para el fenitrotión en lechuga, tomates cherry y fresas en comparación con las macroburbujas, lo que se atribuye a la capacidad de las NB para penetrar los microporos y las cutículas cerosas. Pal y otros, 2025.
- Diclorvos (DDVP): En los tomates, el tratamiento con agua ozonizada logró un 91,9% de eliminación eficiencia de DDVP, superando significativamente el lavado con agua del grifo (30,7%). Pal y otros, 2025.
2. Control de patógenos y seguridad alimentaria
Eficacia contra E. coli, Salmonella, y Listeria Las nanoburbujas han demostrado una capacidad única para potenciar la eficacia de los antimicrobianos comunes (cloro y ácido peracético) y, en algunos casos, eliminar biopelículas de forma independiente.
- Potencia sinérgica: Unger y otros. Se demostró que la incorporación de nanoburbujas de CO2 en soluciones antimicrobianas aumentó significativamente las reducciones logarítmicas de patógenos en manzanas. Las nanoburbujas de CO2 combinadas con desinfectantes dieron como resultado una 2.1 log UFC/manzana reducción de E. coli O157:H7 y un 2,4 log UFC/manzana reducción de Listeria monocytogenes, en comparación con reducciones de 1,4 y 1,9 log, respectivamente, en soluciones sin NB Unger y otros, 2022.
- Eliminación de biopelículas: Shiroodi y otros. descubrieron que las nanopartículas de oxígeno por sí solas eliminaban por completo Vibrio parahaemolyticus biopelículas (reducción de 7 log) de acero inoxidable y plástico en 5 minutos. L. innocua y E. coli Los biofilms fueron más resistentes, los NB por sí solos aún lograron un Reducción de 1 a 3 log UFC/cm²y se logró la inactivación completa cuando los NB se combinaron con agua electrolizada neutra (NEW). Shiroodi et al., 2021.
Mecanismo: Limpieza física y estrés oxidativo La destrucción de las membranas bacterianas se logra mediante un ataque "fisicoquímico":
- Frotamiento físico y antiadherencia: Las nanopartículas reducen la tensión superficial del agua y el ángulo de contacto en las superficies de los productos (por ejemplo, reducen el ángulo de contacto en acero inoxidable de 70,1° a 67,3°). Esto aumenta la humectabilidad, permitiendo que la solución penetre en las matrices de biopelículas. Las nanopartículas limpian físicamente la superficie, desprendiendo las sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Shiroodi et al., 2021.
- Interrupción de EPS a través de ROS: El análisis mediante espectroscopia Raman reveló que el tratamiento con NB reduce la intensidad de las bandas espectrales asociadas a proteínas, carbohidratos y ADN dentro de la matriz del biofilm. Esto indica que las especies reactivas de oxígeno (ROS), específicamente los radicales hidroxilo generados durante el colapso del NB, degradan químicamente la capa protectora de EPS y oxidan los componentes de la membrana celular. Shiroodi et al., 2021; Unger y otros, 2022.
3. Extensión de la vida útil
Reducción de la carga microbiana y el deterioro. Lavar los productos con OMNB reduce eficazmente la carga microbiana inicial, que es el principal factor determinante de su vida útil.
- Reducción microbiana: Se ha demostrado que la aplicación de OMNB reduce las bacterias heterótrofas mediante Del 90,9% al 99,4% en ambientes acuáticos, lo que sugiere un potencial similar para la desinfección del agua de lavado para prevenir la contaminación cruzada durante el procesamiento de productos agrícolas. Huang y otros, 2023; Pal y otros, 2025.
- Supresión de moho: Los tratamientos con ozono, particularmente en la fase acuosa mejorada por NB, han demostrado tasas de eficacia tan altas como 97.5% al reducir el crecimiento de moho en los cítricos, lo que se traduce directamente en una mayor vida útil. Pal y otros, 2025.
Mantenimiento de la calidad de la fruta Fundamentalmente, el tratamiento con OMNB degrada los contaminantes sin comprometer la calidad fisiológica de la fruta.
- Métricas de calidad: Las investigaciones indican que los tratamientos con agua ozonizada mantienen el color verde de los pimientos (valores h) y no afectan negativamente la textura ni la apariencia visual. En el procesamiento de manzanas, el tratamiento con OMNB mostró tasas de eliminación de pesticidas significativamente más altas (98-100%) sin alterar las propiedades sensoriales de la fruta en comparación con el agua del grifo. Pal y otros, 2025.
- Viabilidad de almacenamiento: Al lograr altas reducciones logarítmicas bacterianas (hasta 2,4 log UFC/manzana) sin utilizar tratamientos térmicos agresivos, la tecnología NB preserva la frescura del producto al tiempo que garantiza el cumplimiento de las normas de seguridad. Unger y otros, 2022.