Введение в проблему
И очистка, и дезинфекция являются неотъемлемой частью переработки молока, которые призваны обеспечить высокий уровень санитарно-гигиенических параметров молочной продукции. Большая доля (≈ 60 – 70 %) жидких продуктов, используемых для очистки и дезинфекции оборудования, используемого в технологических процессах молочных производств, содержит гипохлорит натрия. Гипохлорит натрия включается в состав чистящих средства с целью повышения эффективности очистки и удаления отложений белка на поверхностях доильного оборудования. В настоящее время некоторые переработчики молока отдают предпочтение использованию жидких моющих средств (на основе гидроксида натрия или кислоты), которые не содержат хлор. В обзоре процедур очистки доильного оборудования предлагается, что рабочего раствора, который используется горячим, и содержащего 500 ppm гидроксида натрия и 200 ppm достаточно для очистки в течении десятиминутного цикла, после чего такой раствор должен быть утилизирован. Однако, о количестве щелочи, необходимой для очистки при отсутствии в рабочем растворе активного хлора, особенно при использовании холодных растворов, известно значительно меньше.
Палмер и О’Шия (1973) показали, что использование нехлорированных порошкообразных моющих средств эффективно для очистки с использованием холодной воды, но концентрации гидроксида натрия в этих продуктах (≈ 76 %) намного выше, чем у большинства доступных в настоящее время жидких моющих средств (<27 %). Некоторые дистрибьюторы нехлорированных жидких моющих средств рекомендуют добавлять перекись водорода в моющий раствор для усиления чистящей способности и в качестве альтернативы гипохлориту натрия. Перекись водорода обладает бактерицидной и фунгицидной активностью. Хотя такие продукты проявляют дезинфицирующий эффект при несколько большей экспозиции, особенно при использовании холодной воды, они имеют преимущества перед дезинфицирующими средствами на основе гипохлорита натрия благодаря экологически приемлемым продуктам разложения: кислороду и воде. Регулярное использование кислотного моющего средства в сочетании с использованием щелочного моющего средства компенсируют исключение гипохлорита натрия из процедур очистки. Кислотная очистка считается токсикологически безопасной, а удаление минеральных отложений и дезинфекция оборудования могут быть объединены в один этап.
Добавление дезинфицирующего средства в воду для предварительной промывки в программу очистки оборудования машинного доения может использоваться, если количество микроорганизмов в воде, используемой молокотоварной фермой, превышает установленный гигиенический норматив. Использование гипохлорита натрия в качестве дезинфицирующего средства для уничтожения бактерий, переживших процесс очистки, является стандартной практикой. Потенциальной альтернативной хлорсодержащим дезинфицирующим средствам является надуксусная кислота (CH3CO3H), антимикробный профиль которой подобен гипохлориту натрия. И гипохлорит натрия, и надуксуная кислота эффективны против широкого спектра микроорганизмов, включая споры, дрожжи, плесени и вирусы. Надуксуная кислота в реальности представляет собой стабильную равновесную смесь собственно надуксусной кислоты, перекиси водорода, уксусной кислоты и воды. Такие кислотные продукты считаются наиболее эффективными для дезинфекции поверхностей из нержавеющей стали.
Другими альтернативным дезинфицирующим агентами являются соединения четвертичного аммония (QAC), которые являются неокисляющими дезинфицирующими соединениями. Соединения четвертичного аммония являются катионными поверхностно-активными веществами. Некоторые из этих соединений (диэтиламмоний хлорид и диметилбензиламмоний хлорид) в настоящее время рассматриваются как альтернатива традиционно используемым для очистки доильного оборудования активно-действующим веществам, таким как, например, гипохлорит натрия. Соединения четвертичного аммония не считаются эффективными против бактериальных спор, но известно, что молекулы QAC «прилипают» к поверхностям из нержавеющей стали и обеспечивают определенную степень пролонгированной активности против роста бактерий.
Хотя добавление гипохлорита натрия в воду для предварительного промывания может иметь преимущества при дезинфекции внутренних поверхностей доильного оборудования, оно также может привести к образованию трихлорметана (TХM), который загрязняет молоко. При контакте гипохлорита натрия с органическими веществами образуется множество органических соединений хлора, из которых одним из наиболее опасных является TХM, который накапливается в моющем растворе. Если раствор загрязненный TХM не будет полностью удален с поверхностей, контактирующих с молоком, при последнем ополаскивании, молоко, которое при технологических операциях вступит в контакт с такими поверхностями, оно будет контаминировано TХM. Молоко, загрязненное TХM, в свою очередь загрязняет изготавливаемые из него «жирные» молочные продукты. Поскольку TХM связан с жировой фазой в молоке, молочные продукты с высоким содержанием жира, такие как сливочное масло, наиболее подвержены контаминации TХM и могут привести к серьёзным рискам для здоровья потребителя. Кроме того, International Agency for Research on Cancer (Международное агентство по исследованию рака) заявляет, что ТХМ «подозревается как канцероген для человека», и объявило его канцерогеном группы 2В (ICAR (1999) Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. In: International Agency for Research on Cancer Supplement 7 73 131–182). Некоторые страны уже ввели или вводят строгие правила в отношении допустимых уровней содержания TХM, разрешенных в сливочном масле.
Чистящие и дезинфицирующие средства для доильного и молочного оборудования, содержащие гипохлорит натрия, считаются одним из основных источников загрязнения молочной продукции ТХМ. Молочные фермы, использующие чистящие средства с высоким содержанием гипохлорита натрия (>8 %), считаются наиболее вероятными источниками контаминации молока ТХМ.
Далее будет показано эффективность использования моющих средств, не содержащих хлор, для очистки доильного оборудования, в условиях различных температур, и влияние дополнительных чистящих средств, если программа очистки предусматривает использование перекиси водорода (H2O2) и фосфорной кислоты (H3PO4); а также влияние применения различных дезинфицирующих средств в воде для предварительной промывки, предусмотренных программой очистки оборудования машинного доения, на количество бактерий и химических контаминантов в молоке.
МАТЕРИАЛЫ и МЕТОДЫ
Эксперимент 1: Семь процедур очистки доильных аппаратов, содержащих различные рабочие растворы гидроксида натрия (NaOH), были случайным образом распределены на трехнедельные периоды на доильную установку на трех исследовательских фермах. Общий период испытаний — 9 недель. Три доильных установки [A (14 единиц), B (20 единиц) и C (30 единиц)], конструктивно схожие, содержали электронные счетчики молока, молочный трубопровод, автоматический съём доильных аппаратов и были оснащены автоматическими моечными станциями. Каждая моечная станция была откалибрована под применяемое чистящее средство перед началом испытаний. Торговые названия продуктов, данные о дистрибьюторе, нормы использования, рабочие растворы с указанием количества как гидроксида натрия (NaOH), так и гипохлорита натрия (NaClO), температура воды и дополнительные продукты, добавленные в программы мойки для программ очистки 1–7, приведены в таблице 1. Процедуры очистки и нормы расхода применялись в соответствии с рекомендациями дистрибьюторов, за исключением случаев контрольной очистки (T5 Liquid Gold). В этом случае применялись более низкие нормы использования, но в количествах (800 ppm гидроксида натрия и 200 ppm гипохлорита натрия), которые считались достаточными для достижения удовлетворительной очистки. Гипохлорит натрия добавляли при промывке в процедуре T2 (P3-MIPCIP), а перекись водорода использовали в процедурах T6 (Multisan CF) и T7 (Parlorsan NC) один раз в неделю. Пробы молока (100 мл) отбирали во время доения с молочной линии (с понедельника по пятницу) в течение 1 и 3 недели, используя отводы для проб, соединенные с коленом из нержавеющей стали, установленным перед охладителем. Краны были очищены по стандартной программе очистки доильных аппаратов и, дополнительно, дважды в неделю очищались вручную моющим раствором.
Пробы молока отбирались из накопительных молочных танков, содержащих объемы молока, полученные во время двух доек, три раза в неделю. Дополнительный образец молока (n = 360) был взят для количественного анализа TХM. По три пробы из молочной линии (n = 420) и пробы молока из резервуаров (n = 108) анализировали в трех экземплярах для определения показателя TBC (total plate count) и, в частности, определения устойчивости бактерий к воздействию высоких температур (показатель LPC — laboratory pasteurization count).
Термоустойчивыми микроорганизмами признавали в том числе те микроорганизмы, которые выжили, но не росли при температурах пастеризации (63,5 ± 0,5 °С в течение 35 минут). Определенную часть каждого образца молока помещали на три теста Petrifilm и инкубировали при 32 °C в течение 48 часов для показателя TBC. После инкубации подсчитывали колонии и автоматически рассчитывали количество микроорганизмов на один мл пробы молока с использованием планшет-ридера (Petrifilm™ Plate Reader).
Эксперимент 2: в воду температурой 30 градусов, используемую в процессе предварительной промывки доильных аппаратов, расположенных рядом друг с другом (Dairymaster, Causeway, Co Kerry), были внесены дезинфицирующие средства, после чего определялись показатели TBC, LPC и количество TХM в молоке.
Использовали следующие дезинфицирующие средства: (а) хлор (гипохлорит натрия) (0,313 мл/л промывной воды); (б) РА11 (надуксусная кислота) из расчета 0,688 мл/л; (с) РА21 (надуксусная кислота) из расчета 1,313 мл/л; (d) QAC (четвертичное аммониевое соединение) в количестве 68,75 мл/л.
(продолжение следует)