臭氧技术在Toma Piemontese生乳奶酪成熟中的应用：基于生命周期评估的环境可持续性比较研究

为解决传统奶酪成熟工艺效率低、环境负担重的问题，研究人员通过生命周期评估(LCA)对比了常规刷洗与臭氧气体处理对Toma Piemontese PDO奶酪的环境影响。结果显示，臭氧系统虽在非致癌毒性(+4.0%)和细颗粒物形成(+2.0%)方面略有增加，但可延长保质期21天，单位生命周期影响降低25%，并提升8.2%能源经济效益，为乳制品行业可持续发展提供了创新解决方案。

　　

奶酪作为全球消费量最大的乳制品之一，其生产过程中的环境足迹日益受到关注。传统奶酪成熟工艺依赖人工刷洗控制微生物，不仅效率低下，还面临能源消耗高、保质期短等问题。意大利作为乳制品生产大国，其标志性产品Toma Piemontese生乳奶酪（Protected Designation of Origin, PDO）在传承传统工艺的同时，亟需通过技术创新平衡食品安全、环境负荷与经济效益。

针对这一挑战，来自意大利皮埃蒙特地区小型农场合作组织“I TESORI DELLA TERRA s.c.a.s. ONLUS”的研究团队，在欧盟NextGenerationEU计划资助下，开展了臭氧技术在奶酪成熟中的应用研究。通过生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)方法，团队系统比较了常规刷洗(Conventional Ripening, CR)与臭氧气体处理(Innovative Ripening, IR)对Toma奶酪的环境影响，研究成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》。

关键技术方法
研究采用SimaPro软件执行LCA分析，遵循ISO 14040-14044标准，设定三个功能单位(Functional Unit, FU)：1kg成熟奶酪、等额经济收益和等量保质期。数据采集涵盖农场能源消耗（天然气与电力）、臭氧设备投入及奶酪储存全过程。重点对比了16项环境指标，包括全球变暖潜势(Global Warming Potential, GWP)和细颗粒物形成(Fine Particulate Matter Formation, FPMF)等。

研究结果

Ecological footprints of the conventional and innovative ripening system
以1kg奶酪为基准，IR系统与CR系统的生态足迹差异微小（0.8%-4.0%），其中IR在非致癌毒性(+90.8%)和FPMF(+2.0%)方面略高，但臭氧处理使保质期延长21天，单位生命周期影响降低25%。能源消耗（占总量95%以上）是主要环境热点，其中热调节用电贡献了CR系统56.3%的GWP。

Discussion
臭氧技术通过自动化替代人工刷洗，虽增加32.1%设备投资，但降低运营成本并提升能源效率8.2%。研究指出，整合可再生能源可进一步优化系统可持续性，而消费者对臭氧处理食品的接受度仍需评估。

Conclusions
研究表明，臭氧成熟技术在不显著增加环境负荷的前提下，实现了保质期延长与经济效益提升的双重目标。该成果为小型农场提供了兼顾传统工艺与现代可持续要求的解决方案，同时为PDO产品的政策制定（如欧盟新规Regulation (EU) 2024/1143）提供了科学依据。未来研究需关注臭氧工作场所安全标准（如限值0.1 ppm）与再生能源结合的可行性。

意义与展望
这项研究首次通过多维度LCA验证了臭氧技术在PDO奶酪生产中的综合价值，填补了非热加工技术经济-环境协同评估的空白。其方法论创新（如三FU体系）为食品生命周期研究提供了新范式，而关于热调节能源主导性的发现，则指明了行业减排的关键路径。随着欧盟生物杀灭剂法规（Regulation n^o 528）的深化实施，该技术有望在更多传统食品领域推广，推动农业食品系统向“环境-经济-社会”三重底线可持续发展转型。