Химикаты для санитарно - гигиенической обработки

Во многих случаях руководители предприятий считают, что расходы на очистку и дезинфекцию — это стоимость приобретенных химических средств (в основном пото­му, что счет за них — единственный, который они видят). Фактически химические средства для санитарно-гигиенической обработки составляют лишь около 5% затрат, причем основными являются затраты на оплату труда и воды. Чистящие средства вы­сокого качества дороже, но их приобретение окупится сторицей благодаря лучшим результатам и большей эффективности очистки.

В рамках программы санитарно-гигиенических .мероприятий традиционно призна­ется, что очистка приводит к удалению не только загрязнений, но и большинства при­сутствующих микроорганизмов. В работе [58] продемонстрировано уменьшение чис­ла бактерий на поверхностях до 103 раз, а в работе [67] указаны значения 102-106. Результаты работы CCFRA по оценке хорошо спланированных и полностью выполняе­мых санитарно-гигиенических программ на пищевом технологическом оборудовании восьми предприятий по производству охлажденных продуктов приведены в табл. 14.1. Результаты свидетельствуют, что и очистка, и дезинфекция в равной степени способ­ствуют уменьшению количества микроорганизмов, осевших на поверхностях, и поэто­му целесообразно приобретать качественные чистящие средства (из-за их способнос­ти хорошо удалять загрязнения и микроорганизмы).

К сожалению, не существует чистящего средства, которое само по себе могло бы выполнять все функции, необходимые для облегчения успешного выполнения про­граммы очистки, и поэтому в качестве моющего раствора или детергента используют смесь различных типовых компонентов:

♦      воды;

♦      поверхностно-активных веществ (IIAB);

♦     неорганических щелочей;

♦     неорганических и органических кислот;

♦     комплексообразующих соединений.

Для большинства операций обработки пищевых продуктов для определенных опе­раций может оказаться необходимым использовать различные средства очистки. При

Таблица 14,1. Арифметическое и логарифмическое средние количества бактерий на пищевом технологическом оборудовании до и после очистки и после дезинфекции

До очистки После очистки После дезинфекции
Арифметическое среднее 1,32 х 106 8,67 х 104 2,5 х 103
Логарифмическое среднее 3,26 2,35 1,14
Количество наблюдений 498 1090 3147

выполнении этого требования следует учитывать желание свести диапазон чистящих химических средств на производстве к минимуму во избежание риска ошибочного применения другого средства, упростить работу специалистов по технике безопасно­сти и дать возможность осуществлять экономически выгодные оптовые закупки хи­микатов. Номенклатура химических средств и их назначение хорошо описаны, и поэтому в данной главе дается только общее описание принципов.

Вода является основным ингредиентом всех систем влажной очистки и по качеству должна быть питьевой. Вода — это самая дешевая легко доступная транспортная среда для смывания и рассеивания загрязнений. Она обладает растворяющей способностью, позволяющей ей удалять ионно-растворимые соединения (например, соль и сахар), помогает эмульгировать жиры при температурах выше их точки плавления, а при очи­стке под давлением может использоваться как своего рода абразив. Вода без добавок, однако, обладает недостаточной смачивающей способностью и не может растворять неионные соединения.

Органические ПАВ биполярны и состоят из длинных иеполярных (гидрофобных или лиофильных) цепей («хвостов») и полярных (гидрофильных или лиофобных) «голов». ПАВ делят на анионные (включающие обычное мыло), катионоактивные или неионные (в зависимости от заряда их иона в растворе), причем наиболее распростра­нены анионные и неионные ПАВ. Биполярные молекулы способствуют очистке, сни­жая поверхностное натяжение воды и эмульгируя жиры. Если к капле воды на поверх­ности добавляется ПАВ, то полярные «головы» разрывают водородную связь воды, уменьшая тем самым поверхностное натяжение и позволяя капле растечься и смочить поверхность. Повышение смачиваемости облегчает проникновение внутрь загрязне­ния и в неровности поверхности, а следовательно, усиливает очищающее действие. Жиры и масла эмульгируются, поскольку гидрофильные «головы» молекул ПАВ ра­створяются в воде, а гидрофобные концы растворяются в жире. Если жир связан с поверхностью, силы, действующие на границе жир/вода, ведут к тому, что жировая частица образует сферу (чтобы при имеющемся объеме ее поверхность была мини­мальной), жировое отложение «сворачивается» и отделяется от поверхности.

Полезными очищающими средствами являются щелочи, поскольку они дешевы, разрушают белки за счет действия гидроксильных ионов, омыляют жиры, а при высо­ких концентрациях могут быть бактерицидными. Сильные щелочи (едкий натр или каустическая сода) демонстрируют высокую степень омыления и разрушение белков (хотя они агрессивны и опасны для операторов), а слабые щелочи менее опасны, но и менее эффективны. Щелочные моющие средства могут быть хлорированными (для удаления белковых отложений), но хлор при щелочном рН не является эффективным биоцидом. Основные недостатки щелочей — это осаждение ионов из жесткой воды, образование пены с мылами и плохая смываемость.

Кислоты обладают слабыми моющими свойствами, но полезны для растворения карбонатных и минеральных отложений, включая соли жесткой воды и белковые от­ложения. Как и в случае со щелочами, чем сильнее кислота, тем она эффективнее: однако при этом она агрессивнее и по отношению к оборудованию, и операторам. В производстве охлажденных продуктов кислоты используются не так часто, как ще­лочи (обычно их применяют для периодической очистки).

Комплексообразующие соединения (комплексоны или хелатообразующие веще­ства) используются для предотвращения оседания ионов минеральных веществ путем формирования с ними растворимых комплексов. В основном их используют для регу­лирования жесткости воды и добавляют к ПАВ, чтобы улучшить их смываемость и способность разрушать отложения. Комплексоны чаще всего основаны на дорогой эти- лендиаминтетрауксусной кислоте (ЭДТК), и хотя существуют более дешевые ее заме­нители (полифосфаты), последние наносят вред окружающей среде.

Таким образом, пищевой детергент общего назначения может содержать сильную щелочь для омыления жиров, более слабые щелочные компоненты-наполнители, ПАВ для улучшения смачивания, разрушения и смываемости, а также комплексоны для борьбы с ионами жесткой воды. Кроме того, детергент в идеале должен быть безопас­ным, не дающим привкусов, неагрессивным, стабильным, безвредным для окружаю­щей среды и дешевым. Выбор очищающего средства зависит от типа загрязнений, ко­торые надо удалить, и от их растворимости.

Из-за большого разнообразия возможных пищевых загрязнений и влияния усло­вий производства пищевых продуктов (температуры, влажности, вида оборудования, времени до очистки и т. д.) в настоящее время отсутствуют общепринятые лаборатор­ные методы для оценки эффективности чистящих веществ. Производителям пищевых продуктов приходится убеждаться в том, что чистящие вещества работают надлежа­щим образом, проводя соответствующие испытания в эксплуатационных условиях.

Таблица 14.2. Характеристики растворимости и процедуры очистки, рекомендованные для различных типов загрязнений

Вид загрязнения Характеристики растворимости Рекомендуемая процедура очистки
Сахара, органические кислоты, соль Водорастворимые Слабощелочные детергенты
Продукты с высоким содержанием белка (мясо, птица, рыба) Водорастворимые Растворимые в щелочи Слабокислоторастворимые Хлорированные щелочные детергенты
Крахмалистые продукты, помидоры, фрукты Частично водорастворимые Растворимые в щелочи Слабощелочные детергенты
Жирные продукты (жиры, сливочное масло, жидкие масла) Водонерастворимые Щелочнорастворимые Слабощелочные детергенты; при недостаточной эффективности следует применять сильные щелочи
Осаждаемые нагревом соли жесткой воды, молочный камень, белковые отложения Водонерастворимые Кислоторастворимые Кислотный очиститель, используемый периодически

Хотя большинство видов микробиологических загрязнений удаляется в той или иной стадии очистки в рамках программы санитарно-гигиенических мероприятий, существу­ет большая вероятность того, что значительное количество жизнеспособных микроорга­низмов останется на какой-либо поверхности. Целью дезинфекции, таким образом, яв­ляется дальнейшее уменьшение численности жизнеспособных микроорганизмов путем удаления, уничтожения и/или предотвращения роста микроорганизмов на поверхно­сти в период между выпусками партий продуктов. Лучший способ дезинфекции — это повышение температуры, поскольку она действует не только на поверхность загрязне­ния, но и в глубину, не агрессивна, не зависит от вида микроорганизма, легко измеря­ется и не дает никаких остатков. Вместе с тем для открытых поверхностей исполь­зование горячей воды или пара неэкономично, опасно или невозможно, и в этих случаях более полагаются на химические биоциды.

Многие химические вещества обладают биоцидными свойствами, но некоторые распространенные дезинфицирующие средства не используют в пищевом производ­стве из-за проблем с безопасностью и посторонними привкусами (например, фенольные смолы или соединения на основе комплексов ион-металл). Ряд дезинфицирующих ве­ществ применяют ограниченно только в производстве охлажденных продуктов и/или в специальных целях (например, надуксусную (перуксусную) кислоту, бигуаниды, фор­мальдегид, глютаральдегиды, органические кислоты, озон, диоксид хлора, соединения брома и йода). Из приемлемых соединений наиболее распространены соединения, выделяющие хлор, четвертичные аммонийные соединения, амфотерики и смеси чет­вертичных аммонийных соединений и амфотериков.

Хлор — самое дешевое дезинфицирующее средство. Он может использоваться в составе гипохлорита (или иногда в виде газообразного хлора) или в веществах, мед­ленно его выделяющих (например, хлорамин, дихлордиметилгидантоин). Четвертич­ные аммониевые соединения амфиполярны (биполярны) и представляют собой кати- онные моющие средства, производные от замещенных солей с анионом хлора или брома. Амфотерики основаны на глицине и зачастую включают имидазольное кольцо.

В пищевой промышленности Великобритании в 1987 г. из 145 применяемых дезин­фицирующих средств 52% были на основе хлора, 37% составляли четвертичные аммо­нийные соединения и 8% — амфотерики. Из этих биоцидов соответственно использо­валось 44, 30 и 8 марок дезинфицирующих средств. В Европе в 1993 г. наиболее распространенными дезинфектантами открытых поверхностей являлись четвертич­ные аммонийные соединения, а для закрытых поверхностей, находящихся в контакте с жидкостью, — надуксусная (перуксусная) кислота и хлор. Обследование показало, что открытые поверхности обычно очищали щелочными детергентами, которые вспенива­ли, а затем смывали водой под средним давлением (250 фунтов на квадратный дюйм), а закрытые системы очищали методом безразборной мойки оборудования (CIP) с ка­устической содой, а затем кислыми детергентами с соответствующей промывкой меж­ду этими операциями. В 1994 г. обследование допущенных к использованию в пищевой промышленности Германии дезинфектантов (перечень DVG) показало, что 36% — это четвертичные аммонийные соединения (ЧАС), 20% — смеси четвертичных аммоний­ных соединений с альдегидами или бигуанидами, а 10% — амфотерики. Позднее синергические соединения ЧАС и амфотериков исследовались в Великобритании, и в настоящее время они широко используются в производствах охлажденных продуктов.

 Характеристики наиболее широко используемых соединений приведены в табл. 14.3. Свойства смеси ЧАС/амфотерики подобны свойствам исходных соединений, но зача­стую более сильно воздействуют на микроорганизмы.

В производстве охлажденных продуктов (особенно для очистки в середине смены и дезинфекции в зонах высокого риска) широко используются продукты на основе спирта. Это делается в основном для сокращения использования воды для очистки в ходе производства, а также для предотвращения роста и распространения любых пи­щевых патогенных микроорганизмов, которые могут проникнуть через барьеры зон высокого риска. Этиловый спирт (этанол) и изопропиловый спирт (изопропанол) об­ладают бактерицидными и вируцидными (но не фунгицидными) свойствами, хотя они активны лишь при отсутствии органических веществ (то есть сначала поверхности должны быть вытерты дочиста, после чего применяется спирт). Спирты наиболее ак­тивны при концентрации 60-70% и могут входить в состав смесей для протирки и распыления. Из-за того, что эти спиртосодержащие смеси вредны для здоровья и опас­ны, они используются в небольших количествах локально.

Эффективность дезинфектантов обычно зависит от пяти факторов: наличия веществ-помех (в основном органических), рН, температуры, концентрации и продол­жительности контакта. В некоторой степени эффективность всех дезинфектантов (осо­бенно окислительных биоцидов) снижается в присутствии органических веществ. Последние могут взаимодействовать с дезинфектантами химически (так, что после­дние теряют свою биоцидную способность) или пространственно (так, что микроорга-

Таблица 14.3. Характеристики некоторых универсальных дезинфектантов

Свойство Хлор ЧАС Амфотерики Надуксусная (перуксусная)кислота
Воздействие на микроорганизмы
Грамположительные ++ ++ ++ ++
Грамотрицательные ++ + ++ ++
Споры + - - ++
Дрожжи ++ ++ ++ ++
Развивает сопротивление микроорганизмов - + + -
Инактивация органическим веществом ++ + + +
Жесткость воды - + - -
Моющая способность - ++ + -
Поверхностная активность - ++ ++ -
Потенциал пенообразования - ++ ++ -
Проблема привкусов - - +/-
Стабильность +/- - - +/-
Коррозия + - - -
Безопасность(безвредность) + - - ++
Другие химические вещества - + - -
Потенциальное воздействие на окружающую среду ++ -/+ -/+ _
Стоимость - ++ ++ +

Обозначения: «-» — отсутствие эффекта (или проблемы); «+» — имеется эффект; «++» — имеется значительный эффект

низмы оказываются защищенными от их действия). Другие вещества-помехи (напри­мер, очищающие вещества) могут взаимодействовать с дезинфектантами и лишать их бактерицидных свойств, в связи с чем перед дезинфекцией необходимо удалить все загрязнения и химические остатки.

Дезинфектанты должны использоваться только в указанном производителем диа­пазоне рН. Классическим примером тому является хлор, который диссоциирует в воде и образует НОС1 и ион OCl. При рН 3-7,5 хлор в основном присутствует в виде НОС1 — мощного биоцида, хотя по мере увеличения кислотности возрастает вероятность коррозии. При рН выше 7,5 большая часть хлора присутствует в виде иона ОС1, обла­дающего примерно в 100 раз меньшим биоцидным действием, чем НОС1.

Обычно чем выше температура, тем сильнее дезинфицирующий эффект. Для боль­шинства производственных участков, работающих при температуре окружающей сре­ды (около 20 °С) или выше, это не является проблемой, так как большинство дезин­фектантов составлены (и проверены) так, чтобы обеспечить их надлежащее действие при этой температуре. На производстве охлажденных продуктов ситуация иная. Была проверена эффективность 18 дезинфектантов при 10 и 20 "С и показано, что для некоторых химических веществ (особенно продуктов на основе ЧАС) при 100 С дезинфицирующий эффект существенно уменьшался. В связи с этими в охлаж­денной среде рекомендуется использовать только средства, специально предназначен­ные для использования при низких температурах.

На практике связь между бактерицидным эффектом и концентрацией дезинфектанта нелинейна (она имеет вид сигмоидальной кривой). Сначала при низких концентраци­ях дезинфектанта микроорганизмы уничтожаются с трудом, но с ростом концентрации биоцида достигается точка, в которой большинство микроорганизмов уничтожается. За этой точкой уничтожить микроорганизмы становится труднее (вследствие их ус­тойчивости или физической защите), и часть их может выжить независимо от увеличе­ния концентрации дезинфектанта. Именно поэтому важно использовать дезинфектант в концентрациях, рекомендованных производителем. Концентрации выше этого рекомен­дованного уровня, как следует из изложенного, могут не сказаться на бактерицидном эффекте, и их использование будет лишь расточительностью, а использование концен­траций ниже этого уровня может значительно снизить бактерицидное действие.

Достаточное время контакта между дезинфектантом и микроорганизмами, вероят­но, наиболее важный фактор бактерицидной эффективности дезинфектанта, который должен иметь доступ к микроорганизмам, связаться с ними, проникнуть через оболоч­ку клеток и начать свое действие по их разрушению. Достаточное время контакта, таким образом, является критическим для получения хороших результатов, и боль­шинству дезинфектантов общего назначения для снижения численности бактерий во взвеси в 100 000 раз требуется не менее 5 мин. Для этого существует две причины. Во- первых, 5 мин — это разумная оценка времени, требующегося дезинфектанту для вер­тикального или почти вертикального проникновения в обрабатываемые поверхности. Во-вторых, при проведении испытаний эффективности дезинфектантов в лаборато­рии время в 5 мин выбирается для простоты проведения испытаний и, следовательно, точности определения времени. Для особо устойчивых микроорганизмов (спор или плесеней) дезинфектант для обеспечения большего времени контакта (15-60 мин) должен подаваться на поверхность повторно.

В идеале дезинфектанты должны обладать максимально широким спектром дей­ствия против микроорганизмов (включая бактерии, грибы и вирусы), а стандартные проверки эффективности должны ее подтверждать. Диапазон доступных в настоящее время методов проверки дезинфектантов  делится на два основ­ных класса — испытания в суспензии и на поверхности. Испытания в суспензии полез­ны для определения общей эффективности дезинфектанта и для оценки роли парамет­ров окружающей среды (температуры, времени контакта и веществ-помех). В реальных условиях, однако, на контактирующих с продуктом поверхностях уничтожаются мик­роорганизмы, которые остаются после очистки, и поэтому велика вероятность того, что они довольно прочно прикреплены к поверхности. Именно поэтому более прием­лем поверхностный тест.

В ряде исследований показано, что бактерии, осевшие на различных поверхностях, обычно более устойчивы к бактерицидам, чем микроорга­низмы во взвеси. Кроме того, показано, что клетки, развивающиеся в форме биоплен­ки, более устойчивы. Механизм формирования устойчивости микроорга­низмов в прикрепленных к поверхности клетках и в клетках пленок неясен, но может быть основан на некоторых физиологических отличиях (скорость роста, изменения ориентации мембран, прикрепление и формирование окружающего клетки внекле­точного материала). Возможно и влияние физических свойств (например, на диффу­зию бактерицида к поверхности клетки или материала, или на защиту клеток остатка­ми пищевого продукта, или структурой поверхности материала). Вместе с тем на некоторые заявления о повышении устойчивости микроорганизмов, прикрепленных к поверхности, можно возразить. В реальных условиях поверхностные тесты не учиты­вают возможного воздействия окружения на микроорганизмы в производственной среде до дезинфекции (действие детергентов, изменения температуры и рН, механи­ческие напряжения), которое может влиять на их чувствительность. Как испытания суспензии, так и поверхностные испытания имеют свои ограничения, и поэтому были разработаны новые методы, основанные на исследованиях воздействия дезинфектан­тов на прикрепленные к поверхности микроорганизмов и биопленки in-situ (на месте) и в реальном времени.

В Европе в настоящее время действует стандарт CENТС 216 для согласования про­верок дезинфектантов и ряд других стандартов. Предпочтительные современные ме­тоды проверки дезинфектантов для пищевой промышленности, позволяющие опреде­лить их бактерицидное и фунгицидное действие во взвеси, изложены соответственно EN1276 и EN1650, и производители пищевых продуктов должны гарантиро­вать, что дезинфектанты, которые они используют, соответствуют этим стандартам. Из-за ограниченности испытаний эффективности дезинфектантов производители продуктов должны всегда подтверждать эффективность применяемых ими программ очистки и дезинфекции путем их проверки в условиях эксплуатации, которая выпол­няется либо производителем дезинфектанта, либо собственно производителем пище­вых продуктов.

Дезинфектанты должны не только демонстрировать бактерицидные свойства, но и быть безопасными (нетоксичными), не придавая пищевым продуктам посторонние привкусы. Дезинфектанты могут попасть в пищевые продукты случайно (например, воздушным путем или при плохой промывке), или вследствие не проработанности тех­нологии ( например, если считается, что после их применения не требуется дополни­тельная промывка). Нужна промывка или нет, определяется в каждом конкретном слу­чае. Дезинфектанты оставляют на поверхностях для обеспечения (пока не подтверж­денного) их бактерицидного воздействия на любое последующее микробиологическое загрязнение поверхности. Вместе с тем существует и возражение против такой практи­ки, так как низкие концентрации бактерицида, остающиеся на поверхности (особенно в случае ЧАС), могут вести к формированию на поверхности устойчивых популяций микроорганизмов.

В Европе нормативные акты по поводу возможности оставлять дезинфектант на поверхностях без его смывания довольно противоречивы. Директива по мясным про­дуктам (95/68/ЕС) допускает оставление дезинфектантов на поверхностях без про­мывки в тех случаях, «когда указания по применению таких веществ отмечают, что промывка необязательна», а Директивы по продуктам из яиц (89/4377 EEC) и по молочным продуктам (92/А6/ЕЕС) требуют смывать дезинфектанты питьевой во­дой. Для других категорий продуктов специальные нормативные акты отсутствуют, хотя в общей Директиве по гигиене пищевых продуктов (93/43/EEC) указано, что «руководители пищевых производств должны определить все важнейшие участки производства, критические для обеспечения безопасности пищевых продуктов, и обеспечить определение, выполнение и анализ эффективности соответствующих мер безопасности...».

В части указаний не токсичности пищевых продуктов нормативные акты в разных странах различны, хотя в Европе ситуация прояснится по мере реализации Директивы ЕС 98/9/ЕС по поводу поступления в продажу продуктов, прошедших бактерицид­ную обработку, и содержащей требования к токсикологическим и метаболическим исследованиям. Общепризнанным для пищевой промышленности основным принци­пом применения дезинфектантов является их острая токсичность при оральном при­еме (для крыс) минимум 2000 мг на 1 кг массы тела.

Считается, что примерно 30% жалоб на посторонние привкусы пищевых продуктов связано с применявшимися методами очистки и дезинфекции. Эти привкусы специа­листы по органолептическому анализу классифицируют как «мыльные», «антисепти­ческие» и «дезинфекционные». В CCFRA разработаны два теста на привкусы, в которых пищевые продукты, подвергавшиеся и не подвергавшиеся действию дезин­фектантов, сравниваются комиссией дегустаторов с помощью стандартной «треуголь­ной» пробы.

Для оценки «воздушного переноса» используется модифицированный тест на пе­ренос запаха упаковочных материалов, при котором пищевые продукты обычно четырех типов — с высоким содержанием влаги (например, дыня), с низким содержа­нием влаги (например, печенье), с высоким содержанием жира (например, сливки) и высоким содержанием белка (например, курятина) — выдерживают над раствором дезинфектанта в дистиллированной воде в течение 24 ч.

Для оценки «поверхностного переноса» применяется модифицированный тест пе­реноса привкуса с тары на пищевые продукты, при котором пищевые продукты помещают между двумя листами нержавеющей стали и оставляют на 24 ч. Для моде­лирования ситуации без смывания дезинфектантов их можно распылять на листы из нержавеющей стали и сливать их излишки. Контрольные листы промывают только дистиллированной водой. Результаты «треугольной» пробы включают статистическую оценку отличий во вкусе между контрольной и обработанной дезинфектантом проба­ми, а также описание всех изменений вкуса.

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы