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.
Останні коментарі