Nhiều gia đình Việt Nam hiện nay trang bị máy sục ozone với mong muốn rửa sạch hóa chất bảo vệ thực vật trên bề mặt rau củ quả. Nỗi lo về độ an toàn của thực phẩm tươi sống khiến thiết bị này trở thành lựa chọn phổ biến trong căn bếp hiện đại. Tuy nhiên, hiệu quả làm sạch thực tế của nước ozone đến đâu và liệu việc tự sục khí tại nhà có tiềm ẩn nguy cơ nào cho sức khỏe hay không vẫn là câu hỏi khiến nhiều người băn khoăn.

Nước sục ozone thực sự có khả năng phân hủy thuốc trừ sâu và tiêu diệt vi sinh vật bám trên bề mặt nông sản tốt hơn nước máy thông thường [1, 2]. Dù vậy, phương pháp này chỉ đạt hiệu quả tối ưu ở nồng độ chuẩn và thời gian ngâm thích hợp; việc lạm dụng hoặc sục khí không kiểm soát có thể làm hao hụt vitamin C, đổi màu thực phẩm và phát tán khí ozone gây kích ứng đường hô hấp [4, 6, 8].

Cơ chế làm sạch của nước ozone đối với nông sản

Ozone ($O_3$) là một chất oxy hóa cực mạnh, được tạo ra từ nước máy thông qua các bộ tạo sử dụng phóng điện hoặc điện phân [1]. Khi hòa tan vào trong nước, ozone tạo ra các gốc hydroxyl tự do có hoạt tính rất cao [2]. Các phân tử này nhanh chóng tấn công, bẻ gãy cấu trúc của các hợp chất hữu cơ phức tạp như thuốc bảo vệ thực vật và phá hủy màng tế bào của vi sinh vật [1, 2].

Điểm đặc biệt của ozone là khả năng tự phân hủy nhanh chóng trở lại thành oxy thông thường ($O_2$) [2, 4]. Nhờ đặc tính này, ozone không để lại dư lượng hóa chất độc hại trên bề mặt thực phẩm và không tạo ra chất ô nhiễm thứ cấp sau khi sử dụng [1, 2]. Ozone hòa tan thể hiện hoạt tính kháng khuẩn rộng đối với vi khuẩn, virus, nấm mốc, nấm men và bào tử [1, 4].

Tuy nhiên, ozone chỉ phản ứng với các chất bám trên bề mặt tiếp xúc mà nó chạm tới [3]. Đối với các loại hóa chất đã thấm sâu vào mô thực vật hoặc bám trong các khe kẽ phức tạp, khả năng xử lý của ozone sẽ bị suy giảm đáng kể [4].

Bằng chứng khoa học về khả năng loại bỏ thuốc trừ sâu

Các thử nghiệm thực tế cho thấy nước ozone vượt trội hơn nước máy thông thường trong việc rửa trôi hóa chất nông nghiệp [2]. Hiệu quả loại bỏ phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng phân tử hóa chất, cấu trúc liên kết và loại rau củ được xử lý [2, 3].

Một nghiên cứu năm 2022 trên mướp tây và ớt xanh đã đánh giá kỹ thuật ozon hóa bằng phương pháp sắc ký GC-ECD và LC-MS/MS [2]. Kết quả chỉ ra nước sục ozone loại bỏ thuốc trừ sâu hiệu quả hơn nước máy, đặc biệt đối với các hóa chất có khối lượng phân tử thấp như acetamiprid (222,67 g/mol) và ethion (384,48 g/mol) [2]. Dữ liệu tương tự cũng được ghi nhận khi làm sạch 16 loại dư lượng thuốc trừ sâu trên dâu tây [2]. Đáng chú ý, nghiên cứu cảnh báo rằng việc kéo dài thời gian tiếp xúc quá mức có thể khiến lượng dư lượng thuốc trừ sâu tăng trở lại do hiện tượng tái hấp thu từ nước vào nông sản [2].

Năm 2023, một thử nghiệm can thiệp xử lý 5 loại thuốc trừ sâu trên ba loại rau (cần tây, cải thìa và đậu đũa) bằng công nghệ vi bọt khí ozone [4]. Kết quả cho thấy tỷ lệ loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu trên đậu đũa bằng vi bọt khí ozone cao hơn từ 15% đến 47% so với bọt khí thô thông thường [4]. Trong đó, thuốc trừ sâu tiếp xúc có độ tan cao trong nước là emamectin benzoate đạt tỷ lệ loại bỏ từ 65% đến 94% nhờ cấu trúc liên kết đôi dễ bị phân hủy hóa học (đạt tỷ lệ phân hủy 88% sau 25 phút trong nước) [4]. Ngược lại, bốn loại thuốc trừ sâu nội hấp khác khó làm sạch hơn; riêng đậu đũa có tỷ lệ loại bỏ chung thấp hơn (chỉ đạt 28% đến 65%) do bề mặt thô ráp và cấu trúc khí khổng cản trở dung dịch tiếp xúc [4].

Năm 2021, một nghiên cứu khác tiến hành trên ớt chuông được phun hai loại thuốc trừ nấm nội hấp (azoxystrobin, difenoconazole) và một loại thuốc trừ nấm tiếp xúc (chlorothalonil) [5]. Nước được sục khí ozone liên tục ở nồng độ 3 mg/L đạt hiệu quả làm sạch cao nhất, loại bỏ 67% đến 87% dư lượng thuốc trừ nấm [5]. Khi hạ nồng độ xuống 1 mg/L, tỷ lệ loại bỏ vẫn đạt từ 53% đến 75% [5]. Trong khi đó, dung dịch baking soda 5% loại bỏ được từ 60% đến 81% nhưng lại làm biến đổi chất lượng màu sắc của ớt chuông [5].

Cũng trong năm 2021, thử nghiệm xử lý rau cải thìa nhiễm malathion và carbosulfan bằng nước ozone nồng độ 2,0 mg/L trong thời gian 15 phút ghi nhận tỷ lệ phân hủy malathion đạt 53,0% và carbosulfan đạt 33,0% [6]. Phân tích động học cho thấy ozone có tác dụng phân hủy malathion rõ rệt hơn so với carbosulfan [6].

Bên cạnh đó, bài tổng quan năm 2021 trích dẫn nghiên cứu của Rodrigues và cộng sự cho biết nước ozone nồng độ 3 mg/L giúp loại bỏ từ 70% đến 90% dư lượng thuốc trừ sâu trên quả cà chua [7].

Tác động kháng khuẩn và bảo quản thực phẩm

Ngoài việc phân giải hóa chất, nước ozone được ứng dụng rộng rãi trong các cơ sở y tế và công nghiệp chế biến nhằm cải thiện độ an toàn vi sinh [1]. Tại Bệnh viện Cấp cứu Terni, thiết bị tạo nước ozone ổn định đã được lắp đặt trực tiếp vào quy trình sản xuất thực phẩm [1]. Nước ozone giúp ức chế mầm bệnh nguy hiểm như Salmonella và Listeria, kiểm soát nấm mốc, kéo dài thời hạn bảo quản và giảm lãng phí nước do không cần xả lại bằng nước sạch [1].

Tại gia đình, khả năng giảm tải lượng vi sinh vật của nước ozone đóng vai trò thiết thực [6]. Nghiên cứu năm 2021 trên cải thìa ghi nhận số lượng khuẩn lạc vi sinh vật giảm rõ rệt sau 15 phút xử lý với nước ozone 2,0 mg/L [6]. Quá trình này giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm khuẩn chéo từ các mầm bệnh thường tồn tại trong nguồn nước nông nghiệp dùng để pha chế hóa chất [8].

Giới hạn của bằng chứng và nguy cơ oxy hóa mất chất

Mặc dù mang lại hiệu quả làm sạch, việc sử dụng ozone không phải là giải pháp hoàn hảo tuyệt đối. Ozone là tác nhân oxy hóa mạnh nên khi dùng ở nồng độ quá cao hoặc thời gian ngâm quá lâu, nó sẽ phản ứng với chính các thành phần dinh dưỡng trên bề mặt nông sản [3].

Ozone nồng độ cao có thể gây oxy hóa một số thành phần trên bề mặt thực phẩm, dẫn đến hiện tượng biến màu và suy giảm mùi vị tự nhiên [3]. Trong nghiên cứu trên ớt chuông, các chỉ số hóa lý bị ảnh hưởng nhiều nhất sau các nghiệm pháp xử lý bao gồm sự sụt giảm trọng lượng, biến đổi màu sắc và hao hụt hàm lượng vitamin C [5].

Tương tự, thử nghiệm ngâm cải thìa trong nước ozone 2,0 mg/L trong 15 phút ghi nhận hàm lượng vitamin C bị sụt giảm khoảng 7,9 mg/100 g [6]. Hiệu quả phân hủy của ozone cũng giảm đi rõ rệt đối với các loại thuốc trừ sâu có khối lượng phân tử lớn hoặc thuốc trừ sâu nội hấp đã ngấm sâu vào bên trong mô thực vật [2, 3]. Hơn nữa, việc ngâm rau củ trong nước ozone quá lâu có nguy cơ làm hóa chất tái hấp thu ngược lại vào nông sản [2].

Rủi ro kích ứng đường hô hấp từ khí ozone rò rỉ

Khí ozone ($O_3$) ở dạng hòa tan trong nước tương đối an toàn khi tiếp xúc với thực phẩm, nhưng dạng khí thoát ra không khí lại là một chất gây kích ứng hô hấp mạnh. Các máy sục ozone gia đình thường sử dụng đầu sục tạo bọt khí thô thả trực tiếp vào chậu nước hở. Quá trình sục khí liên tục khiến một lượng lớn ozone không kịp hòa tan bay thẳng vào không gian phòng bếp.

Ozone được xếp vào nhóm chất oxy hóa có hoạt tính cao đối với màng nhầy niêm mạc [4, 7]. Hít phải khí ozone thoát ra từ các chậu sục trong không gian kín có thể dẫn đến cay mắt, khô rát họng, ho, tức ngực và khó thở. Những hộ gia đình sử dụng máy sục công suất lớn trong phòng kín, thiếu gió lưu thông thường phải đối mặt trực tiếp với lượng khí rò rỉ này.

Ai nên thận trọng khi sử dụng máy sục ozone?

Những người có tiền sử mắc các bệnh lý đường hô hấp mạn tính như hen suyễn, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), hoặc viêm mũi dị ứng cần đặc biệt thận trọng, tránh đứng gần các máy sục khí ozone đang hoạt động trong không gian kín. Trẻ nhỏ và người cao tuổi có hệ hô hấp nhạy cảm cũng là đối tượng dễ bị kích ứng niêm mạc khi hít phải lượng nhỏ khí ozone phát tán.

Đối với người tiêu dùng phổ thông, việc phụ thuộc hoàn toàn vào máy sục ozone mà bỏ qua các bước sơ chế cơ bản có thể dẫn đến ngộ độc thực phẩm do thuốc nội hấp không thể bị loại bỏ hoàn toàn bằng phương pháp này [4].

Hướng dẫn sử dụng an toàn và tối ưu trong đời sống

Để vừa loại bỏ hóa chất hiệu quả vừa bảo vệ chất lượng rau quả và an toàn hô hấp, người dùng cần tuân thủ các nguyên tắc khoa học sau:

Về nồng độ và thời gian ngâm, nghiên cứu trên ớt chuông cho thấy sục ozone ở nồng độ thấp 1 mg/L vừa loại bỏ 53% đến 75% thuốc trừ nấm vừa giữ được chất lượng quả trong 13 ngày bảo quản lạnh [5]. Đối với cà chua cherry, xử lý ở nồng độ 0,85 mg/L trong khoảng thời gian từ 5 đến 15 phút không gây ảnh hưởng xấu đến độ cứng, độ chua, chỉ số chất rắn hòa tan hay các chất chống oxy hóa trong suốt 21 ngày bảo quản lạnh [7]. Với cà chua thái lát, nồng độ 0,4 mg/L trong 3 phút là mức tối ưu để giữ độ cứng mà không làm đổi vị [7].

Đối với các loại rau ăn lá như cải thìa, mức khuyến nghị thực nghiệm là nồng độ 2,0 mg/L trong tối đa 15 phút nhằm hạn chế suy giảm vitamin C [6]. Tuyệt đối không ngâm rau củ quá lâu để tránh hiện tượng tái hấp thu hóa chất từ nước trở lại thực phẩm [2].

Về vị trí lắp đặt, người dùng cần đặt chậu sục ở khu vực thông thoáng khí, gần cửa sổ mở hoặc bật quạt hút mùi nhà bếp để phân tán lượng khí ozone dư thoát lên mặt nước. Người thao tác nên rời khỏi khu vực sục khí trong thời gian máy chạy.

Quy trình chuẩn bị cần kết hợp rửa sạch đất cát thô dưới vòi nước chảy trước khi cho vào sục ozone. Các loại nông sản có vỏ dày hoặc bề mặt gồ ghề cần được cọ rửa cơ học nhẹ nhàng nhằm phá vỡ lớp cản trở, giúp ozone tiếp xúc tốt hơn [4].

Máy sục ozone là công cụ hỗ trợ hữu ích giúp phân hủy một phần đáng kể hóa chất bảo vệ thực vật bề mặt và diệt khuẩn nông sản. Tuy nhiên, người nội trợ cần nắm rõ liều lượng, khống chế thời gian ngâm vừa phải và đảm bảo thông gió để bảo toàn trọn vẹn chất dinh dưỡng cũng như bảo vệ sức khỏe cả gia đình.