Очистка и дезинфекция

ОЧИСТКА И ДЕЗИНФЕКЦИЯ

Дж. Хола, Campden and Chorleywood Food Research Association

1. ВВЕДЕНИЕ

В прошлой главе  общих чертах была изложена концепция гигиенического дизайна и гигиени­ческих методов для обеспечения безопасности охлажденных пищевых продуктов. В на­стоящей главе мы рассмотрим санитарно-гигиенические методы, связанные с очисткой и дезинфекцией.

Существует четыре основных источника загрязнения пищевых продуктов: ис­пользуемое сырье; поверхности оборудования, зданий и сооружений; люди и живот­ные; воздух. Контроль сырья рассматривается в других главах этой книги, причем сырье является единственным источником заражения, не относящимся собственно к производственной среде. Продукт может быть загрязнен при движении по находя­щимся в контакте с ним поверхностям, при контакте с продуктом людей (операто­ров) или животных (вредителей). Воздух может выступать как источник загрязне­ния (наружный воздух) или как транспортная среда (например, перенося загрязнения с поверхностей, не вступающих в контакт с продуктом, на поверхности, контактиру­ющие с ним).

При условии, что производственная среда и производственное оборудование спла­нированы и сконструированы с соблюдением санитарно-гигиенических норм, очистка и дезинфекция (называемые санитарной обработкой) — это основные способы ежедневной борьбы с заражением пищевых продуктов из окружающей среды. При правильном выполнении программы санитарной обработки выгодны и просты, и при настойчивом их внедрении они могут снизить риск загрязнения продукта мик­роорганизмами или инородными примесями. Учитывая необходимость соблюдения высоких гигиенических стандартов производства охлажденных продуктов с коротким сроком хранения и требования заказчиков, потребителей и законодательства, направ­ленные на постоянное ужесточение гигиенических стандартов, санитарная обработка требует той же степени внимания, что и любой другой технологический процесс про­изводства безопасных и полезных охлажденных продуктов.

В настоящей главе мы рассмотрим санитарную обработку только жестких поверх­ностей — оборудования, полов, стен и принадлежностей, так как другие поверхности (например, рабочей одежды или кожи) рассматриваются в разделах, посвященных личной гигиене. При таком подходе санитарная обработка поверхности проводится для решения следующих задач:

♦     удаление микроорганизмов или условий, способствующих их росту, что умень­шает вероятность заражения патогенными микроорганизмами и, снижая коли­чество микроорганизмов, вызывающих порчу, может увеличить срок хранения некоторых продуктов;

♦     удаление материалов, которые могут привести к загрязнению продуктов посто­ронними примесями и создать условия для размножения грызунов-вредителей; благодаря удалению оставшихся на технологической линии пищевых материа­лов, которые могут испортиться и попасть в последующие партии продукта, это также улучшает внешний вид и качество продукта;

♦     увеличение срока службы оборудования, предотвращение повреждений обо­рудования и коммуникаций, обеспечение безопасной и чистой производствен­ной среды для персонала, комфортных условий труда и роста его производи­тельности;

♦     формирование положительного имиджа предприятия в глазах заказчиков и общественности, так как первое впечатление о неаккуратной или грязной произ­водственной зоне, а следовательно, о плохо организованном производстве рабо­те преодолеть бывает довольно трудно.

2. ПРИНЦИПЫ САНИТАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Санитарно-профилактические мероприятия проводят прежде всего для того, чтобы максимально эффективно удалить с поверхности все нежелательные материалы (пи­щевые остатки, микроорганизмы, посторонние примеси и моющие средства) до уров­ня, при котором все, что остается, создавало бы минимальную угрозу для качества или безопасности продукта. Такой нежелательный материал (обычно называемый загряз­нением) может образовываться в ходе нормального производства, разливов, заторов, при работе линии, в ходе обслуживания оборудования, при упаковке или в результате общего загрязнения производственной среды пылью или грязью. Для выполнения со­ответствующей программы санитарно-профилактических мероприятий необходимо определить природу загрязнений, подлежащих удалению.

Остатки продуктов легко увидеть и можно охарактеризовать по химическому со­ставу (например, углевод, жир, белок или крахмал). Важно также знать технологиче­ские параметры и факторы окружающей среды, поскольку одно и то же пищевое за­грязнение может требовать разных способов очистки, которые в основном зависят от влажности и температуры. Чем выше температура пищевых загрязнений (особенно после выпечки) и чем больше время до начала санитарно-гигиенической обработки (то есть чем суше становятся загрязнения), тем труднее их удалять.

Микроорганизмы могут содержаться либо внутри частиц грязи, либо оседать на поверхностях и образовывать слои или биопленки. Известны ряд факторов, влияю­щих на оседание микроорганизмов и образование биопленок (колоний) — в частно­сти, уровень содержания и вид микроорганизмов, свойства обработанного слоя поверх­ности, природа и шероховатость субстрата, температура, рН, время и наличие пита­тельных веществ. По вопросам формирования биопленок в пищевой промышленности опубликован ряд обзоров. Обычно образование биопленок происходит только на производственных поверхностях, а рост прикреплен­ных колоний ограничивается регулярной очисткой и дезинфекцией.

По результатам исследования колоний в 17 различных производствен­ных средах 79% из всех изолятов составили грамотрицательные бактерии-палочки, 8,6% — грамположительные кокки, 6,5% —грамположительные палочки и 1,2% — штаммы дрожжей. Наиболее распространенными микроорганизмами были виды Pseudomonas, Staphylococcus и Enterobacter. Синегнойные палочки (Pseudomonas), на­ходящиеся в окружающей среде, — это психротрофные микроорганизмы, которые лег­ко оседают на поверхностях и являются распространенными микроорганизмами, вы­зывающими порчу охлажденных пищевых продуктов. К другим распространенным грамотрицательным микроорганизмам, оседающим на поверхностях, относятся кишеч­ные палочки, которые широко распространены в окружающей среде. Их присутствие может свидетельствовать о плохой санитарно-гигиенической обработке или о за­грязнении уже после нее. Стафилококки чаще всего переносятся с кожи человека, и поэтому их присутствие на поверхностях может быть результатом переноса с рук операторов. После изучения микрофлоры поверхностей в производстве молока, мяса и кондитерских изделий был сделан вывод, что микрофлора в основном определяется производственной средой.

Бактерии, оседающие на поверхностях, контактирующих с продуктом, могут стать источником потенциального загрязнения и привести к серьезным гигиеническим про­блемам и экономическим потерям вследствие порчи пищевых продуктов. Например, синегнойные палочки и многие обнаруженные на поверхностях грамотрицательные микроорганизмы — это микроорганизмы, вызывающие порчу охлажденных продук­тов. Выживание микроорганизмов в биопленках может быть источником загрязнения уже после обработки продукта, что ведет к сокращению срока годности продукта. Кро­ме того, Listeria monocytogenes были выделены с поверхностей оборудования для обра­ботки пищевых продуктов, ее обычно ищут в производственных зонах вы­сокого риска с помощью плана отбора проб окружающей среды.

В соответствии с принципами НАССР, если производитель пищевых продуктов полагает, что угрозу безопасности продукта представляют биопленки, то должны быть предприняты те или иные меры борьбы с ними — в частности, создание такой произ­водственной среды, в которой образование биопленок было бы ограничено, тщатель­ное выполнение программ очистки и дезинфекции, мониторинг и контроль этих про­грамм для обеспечения их успешного выполнения, а также проверка результатов с помощью соответствующих (обычно микробиологических) методов.

В рамках программы санитарно-гигиенических мероприятий стадия очистки мо­жет быть разделена на три этапа  и дополнена четвертым этапом — дезин­фекцией:

♦ моющий раствор смачивает загрязнение и поверхность оборудования, после чего проникает внутрь загрязения;

♦     происходит реакция моющего раствора с загрязнением и поверхностью, кото­рая облегчает пептизацию органических материалов, растворение раствори­мых органических материалов и минеральных веществ, эмульгирование жи­ров, а также диспергирование и удаление с поверхности твердых компонентов загрязнений;

♦     предотвращается повторное осаждение диспергированного загрязнения на очи­щенную поверхность;

♦     за счет увлажнения остававшихся микроорганизмов дезинфицирующим ра­створом облегчается реакция с клеточными мембранами и/или проникнове­ние в клетку микроорганизма для оказания биоцидного или биостатического действия. В зависимости от того, содержит ли дезинфицирующее средство поверхностно-активное вещество, и выбранного метода дезинфекции (с про­мывкой или без нее), может выполняться удаление микроорганизмов с поверх­ности.

Для выполнения этих четырех стадий в санитарно-гигиенических программах при­меняется сочетание четырех основных факторов, причем конкретные их сочетания для различных систем очистки меняются (обычно, если использование одного источника энергии ограничено, он может быть компенсирован большим использованием других):

♦     механическая или кинетическая энергия;

♦     химическая энергия;

♦     температура или тепловая энергия;

♦     время.

Механическая или кинетическая энергия используются для физического удаления загрязнений. Сюда относятся соскабливание, очистка щетками вручную и автомати­ческая очистка скребком или жесткой щеткой и промывка струей под давлением (жид­костная очистка). Из этих четырех факторов наиболее эффективным по передаче энергии считаются первые три, эффективность жидкостной очистки и влияние скоростного напора. Для удаления биопленок наиболее эф­фективны механические способы.

Химическая энергия используется при очистке для разрушения загрязнений в це­лях облегчения их удаления и перевода во взвесь. К моменту подготовки этой книги на рынке отсутствовали моющие средства, способствующие удалению микроорганизмов. При химической дезинфекции химические вещества реагируют с микроорганизмами, остающимися на поверхностях после очистки, снижая их жизнеспособность. Хими­ческие эффекты очистки и дезинфекции с ростом температуры усиливаются линейно и удваиваются примерно через каждые 10 °С подъема температуры. Для жирных и маслянистых загрязнений используются температуры выше их точек плавления. Вли­яние моющей способности на мойку/очистку и дезинфекцию. Для процессов очистки с использованием механической, химической и тепловой энергии чем больше время обработки, тем результативнее процесс. Если в санитарно-гигиенических программах могут использоваться длительные периоды вре­мени (например, вымачивание в резервуарах), то другие энергетические воздействия могут быть уменьшены (например, уменьшена концентрация детергента, использована более низкая температура или уменьшена механическая очистка щетками).

Загрязнение поверхностей — это естественный процесс, снижающий свободную энергию системы. Поэтому при реализации санитарно-гигиенической программы за­грязнение должно получить дополнительную энергию для уменьшения поверхностных взаимодействий как между частицами загрязнения, так и между частицами загрязне­ний и оборудованием. Механика и кинетика этих взаимодействий хорошо изучена, где затронуты вопросы, выходящие за рамки данной главы. С практической точки зрения стоит рассмотреть принципы, лежащие в основе просто­го удаления загрязнений, поскольку они влияют на управление санитарно-гигиеническими программами.

Удаление загрязнений с поверхности замедляется так, что логарифм остающейся массы загрязнений на единицу поверхности меняется линейно со временем очистки, и, следовательно, кинетика процесса соответствует кинетике реакции пер­вого порядка. Это приближение, однако, действует в центральной части графи­ка, и на практике удаление загрязнений сначала происходит быстрее, а в конце медлен­нее, чем прогнозирует реакция первого порядка. Причины этого неясны, однако в начале процесса еще не приставшие к поверхности большие объемы масла обычно легко с нее снимаются, а в конце процесса очистки загрязнения, оказавшиеся в неровностях поверхности или как-то иначе защищенные от чистящего воздействия, удалить сложнее.

Поэтому стандартные операции очистки не могут достигать 100%-ной эффектив­ности, и в ходе многократных циклов загрязнения/очистки будут сохраняться отло­жения загрязнений (возможно, включающие микроорганизмы). По мере их накопле­ния эффективность очистки будет снижаться и, отложения загрязнений могут со временем увеличиваться экспоненциально. Продолжительность такого накопления загрязнений для различных технологических про­цессов будет разной и может составлять от часов (например, для теплообменников) до нескольких дней или недель. На практике это зависит от применения периодической очистки. Периодическая чистка используется для достижения базового значения уровня накопления загрязнений, осевших на поверхности, и достигает­ся это или увеличением продолжительности очистки, или увеличением количества подводимой энергии (например, использованием более высоких температур, других химических средств или ручной очистки — щеткой). Типичный пример периодиче­ской очистки — это очистка/мойка в конце рабочей недели или периодическая чистка днищ резервуаров.