- 1673 – открытие Левенгуком одноклеточных микроорганизмов
- 1940 – Хукалайкианом (Heukelekian) и Хеллером (Heller) описан т.н. «bottle effect» — рост бактерий проходит быстрее, если они закреплены на поверхности
- 1943 – Зобелл (Zobell) предположил, что адгезия бактерий к поверхности осуществляется двухступенчатом процессе, имеющим обратимую и необратимую фазы.
- конец 1960-х – начало 1970-х – сразу несколько исследователей устанавливает распространенность бактериальных биопленок. Было показано, что биопленки состоят из множества различных микроорганизмов и что материал матрицы (EPS) в основном состоит из полисахаридов.
- 1973 – Караклис (Characklis) установил, что биопленки устойчивы к антимикробному эффекту хлора
- 1978 – Костертоном (Costerton) выдвинута гипотеза механизма биологического выигрыша микроорганизмов от создания биоплёнок
- 1979 — исследования Костертона (Costerton) и Гийзи (Geesey) показали, что гликокаликс является ионообменной матрицей, которая улавливает питательные вещества и затем транспортируют их в клетки
- 1981 — исследования Костертона (Costerton) и др. показали, что гликокаликс являвляется гидратированной полисахаридной полианионной матрицей прикрепленной к липосахаридным компонентам клеточной оболочки бактерий
- 1995 – создана концепция “biofilm model”. Эта модель описывает образование микроорганизмами микроколоний окруженных большим количеством экзополисахаридов. Между микроколониями есть заполненные водой каналы, которые обеспечивают приток питательных веществ и отток продуктов жизнедеятельности.
- 1998 – значительный успех в понимании развития и поведения биопленок, на основе исследований, которые сочетали молекулярно-генетический подход с конфокальной лазерной сканирующей микроскопией (CLSM).
О парабенах
Парабены – эфиры n-гидроксибензойной кислоты, которые используются в составе косметических средств более 80 лет и есть мнение, что это одни из наиболее щадящих по отношению к коже консервантов.
В 1998 года была обнаружена слабая эстрогеноподобная активность некоторых парабенов. Эта активность у парабенов на 5-6 порядков ниже, чем у эстрадиола. Считается, что в тех концентрациях, в которых они используются в косметических средствах, парабены не способны влиять на процессы, в которых задействованы эстрогены, в том числе на развитие раковых опухолей молочной железы или репродуктивную функцию.
В 2004 году Филиппа Дарбре (Dr Philippa Darbre) и её исследовательская группа сообщила об обнаружении парабенов в раковой опухоли молочной железы (см. Darbre, P. D., Aljarrah, A., Miller, W. R., Coldham, N. G., Sauer, M. J. and Pope, G. S. (2004) Concentrations of parabens in human breast tumours. Journal of Applied Toxicology, 24 (1). pp. 5-13). В целом этот факт легко объясним с точки зрения биохимии: липофильные соединения обычно обнаруживаются именно в жировой ткани, а не в межтканевой жидкости. У ряда специалистов также возникли вопросы к корректности исследования Дарбре, в котором отсутствовали данные о контрольных уровнях парабенов в здоровой ткани и какие-либо значимые доказательства опасности их присутствия. В частности авторы статьи «A review of the endocrine activity of parabens and implications for potential risks to human health» (Golden R, Gandy J, Vollmer G (2005) Critical Reviews in Toxicology 35 (5): 435–58) писали:
«it is biologically implausible that parabens could increase the risk of any estrogen-mediated endpoint, including effects on the male reproductive tract or breast cance [ ] worst-case daily exposure to parabens would present substantially less risk relative to exposure to naturally occurring endocrine active chemicals in the diet such as the phytoestrogen daidzein«
В 2011 году, в результате раскручиваемой средствами массовой информации парабенофобии, в Дании ввели запрет на использование парабенов во всех косметических средствах предназначенных для детей в возрасте до трех лет. После этого SCIENTIFIC COMMITTEE ON CONSUMER SAFETY (SCCS) провел повторный анализ информации по токсикологии парабенов и пришел к выводу, что парабены не представляют опасности для детей, а в США Cosmetic Ingredient Review (CIR) повторно рассмотрел ранее вынесенное заключение по безопасности парабенов и в очередной раз подтвердил их безопасность.
Надуксусная кислота
Надуксусная кислота (далее – НУК) была запатентована в 1950 году как средство для обработки предназначенных для переработки фруктов и овощей, с целью уменьшить их порчу бактериями и грибами (Greenspan and Margulies, 1950). С тех пор НУК используется для дезинфекции рецикруляционной воды в системах мойки свежих продуктов (Lokkesmoe и Olson, 1995). Сравнительно недавно были проведены исследования НУК в качестве альтернативы хлору и как дезинфицирующего средства для обработки мяса и птицы.
Основная область применения надуксусной кислоты в пищевой промышленности – это дезинфекция поверхностей, контактирующих с пищевыми продуктами и дезинфекция фруктов, овощей, мяса и яиц (Evans, 2000). НУК также используется для дезинфекции рециркуляционной лотковой воды (Lokkesmoe и Olson, 1993), удаления отложений, устранения запахов и для очистки от биоплёнок поверхностей, контактирующих с пищевыми продуктами (Block, 1991; Mosteller and Bishop. 1993; Marriot, 1999; Fatemi and Frank 1999), для модификации пищевого крахмала путем мягкого окисления и в качестве отбеливателя (Food Chemicals Codex, 1996).
Цена безответственности
Международная некоммерческая исследовательская и правозащитная организация Institute for Agriculture and Trade Policy в результате тестирования образцов кукурузного сиропа обнаружила, что 9 из 20 протестированных, загрязнены ртутью. Также было установлено, что более 30 % из 55 исследованных пищевых продуктов и прохладительных напитков, в том числе употребляемых детьми, содержали количества ртути превышающие допустимые нормативы. Продукты были контаминированы металлической ртутью или её органическими и неорганическими соединениями.
Каким путем ртуть попадает в продукты питания? Одним из значимых факторов, приводящих к контаминации этим опасным для здоровья химическим веществом, является использование на пищевых производствах для очистки оборудования и технологических трубопроводов, каустической соды с ненормированным содержанием тяжелых металлов и ртути. Предприятия в погоне за экономией безответственно покупают дешевый загрязненный каустик, которых не предназначен для использования в процессах очистки поверхностей, соприкасающихся с пищевой продукцией.
Цена вопроса
Общий ущерб от порчи пищевых продуктов чрезвычайно велик. В результате микробной порчи теряется около четверти мирового производства пищевой продукции (J. of Food Microbiology, 1996, 33, p.1-18), например потери зерновых и бобовых культур составляют более 10% от их сельскохозяйственного производства, а для незерновых культур, овощей и фруктов достигают 50% (J. of Food Microbiology, 1996, 59, p.876-880). Потери начинаются еще на сельскохозяйственном предприятия и продолжаются по всей производственно-коммерческой цепи: при хранении, поставке, переработке, в оптовой и розничной торговле и далее у потребителя.
Очистка вешал на мясоперерабатывающих предприятиях
Удаление с поверхностей палок (вешал) из алюминиевых сплавов белково-жировых нагаров — одна из наиболее сложных задач очистки на мясоперерабатывающих предприятиях. Сложность заключается не только в обеспечении надлежащего качества очистки, но и необходимости сохранения поверхности.
Ибо именно шероховатость поверхности является тем фактором, который обеспечивать эффективность очистки весь период использования вешал. Второй фактор – это сохранение геометрии вешал, т. к. при мойке в моечных машинах барабанного типа механическая очистка осуществляется по принципу зацепления шестеренок и если вешало искривлено или погнуто, то такие поверхности не очищаются механически и именно там закрепляются и накапливаются загрязнения, которые нарастают от цикла к циклу. Такие вешала должны выбраковываться и очищаться в ручную щетками.
Не следует применять для очистки вешал, так и иных объектов изготовленных из сплавов алюминия, средства, содержащие в своем составе щелочи (натрия гидроокись – каустическая сода, калия гидроокись). «[ ]применение таких составов для алюминиевых сплавов приводят к растравливанию поверхности и сокращению срока эксплуатации оборудования. [ ] При длительном использовании высокощелочных средств целостность поверхности вешал нарушается, она теряет гладкость, однородность, способность к скольжению[ ]» (см. «Особенности мойки на мясоперерабатывающем предприятии» // Мясные технологии №4 2010, стр. 40). Кислотные средства также надо использовать с осторожностью, пожалуй, в данном случае можно использовать только средства на основе ортофосфорной кислоты, желательно содержащие соли CrO3 и NaF или HF. Особого резона, учитывая характер загрязнений, очищать вешала из алюминия кислотными средствами я не вижу, скорее это устоявшая практика на многих производствах. Коллектив авторов книги «CIP-мойка на пищевых производствах» (перевод с английского, изд. «Профессия», С-Пб, 2009) пишет:
«На алюминий разрушающе действуют все кислотные средства, если только в их рецептуру специально не включены ингибиторы коррозии. Алюминий восприимчив также к действию кальцинированной и каустической соды, однако от действия щелочей алюминий предохраняет применение силикатов. Это же относиться и хлорсодержащим препаратам» (стр.97)
Исходя из написанного выше, мы рекомендуем использовать средства на основе метасиликата натрия.
Если выбор предприятия остается все же за технологией с использованием кислотных очистителей, то оптимальным представляется использование средств на основе ортофосфорной кислоты, раствор с концентрацией по кислоте не более 1% концентрации.
Рекомендации по очистке вешал (палок) из алюминиевых сплавов
Основными проблемами при очистке вешал являются образование и закрепление трудноудалимых пленкообразных загрязнений полимеризованных жиров и денатурированных белков и химические свойства самого металла.
Образование и уплотнение пленочных загрязнений обусловлено термическим воздействием (часто многократным, если в процессе использования вешала не очищается до чистоты) на присутствующие на поверхности органические загрязнения. Такие загрязнения практически не проницаемы для поверхностно-активных веществ, входящих в состав моющих средств, и для деструкции такого рода загрязнений требуется воздействие агрессивных химических веществ, которые не могут быть использованы без риска повреждения поверхности. При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями, однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте со щелочами), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Повреждение же поверхности приводит к еще более прочному закреплению загрязнений при последующих циклах эксплуатации.
Всё вышеизложенное позволяет дать следующие основные рекомендации по очистке вешал из алюминиевых сплавов:
Производство мороженого: источники контаминации
Основными контаминантами при производстве мороженного являются остатки сырья, используемого для производства продукции.
В первую очередь это молоко, сливки и растительные масла – суммарно до 15 % в составе продукции; СОМО (белки, соли, лактоза) – до 12 %; сахар – до 22 % в составе фруктового льда и до 15 % в составе мороженного; эмульгаторы (0,2-0,5) % и стабилизаторы (моноглицериды, желатин, альгинат – обычно альгинат калия (E402) или кальция (E404), (0,2-0,4) %); ароматизаторы и красители.
Химические и физические загрязнения состоят из минеральных отложений, жиров, углеводородов, протеинов и воды. На поверхностях может накапливаться водный камень, а на нагреваемых поверхностях может происходить денатурация протеинов, которые осаждаются вместе с другими ингредиентами с образованием молочного камня. В таких загрязнениях обычно присутствуют в некотором количестве и фосфаты кальция (Ca3(PO4)2), нерастворимые в воде. Молочный камень является пористым отложением, легко адсорбирующим микроорганизмы.
Краткая история использования хлора и его соединений для целей дезинфекции
Доступные литературные данные позволяют предположить, что первым полученным дезинфектантом был хлор (Cl). Впервые он был описан в 1774 году Карлом Вильгельмом Шееле (1742-1786), шведским химиком и фармацевтом, который примерно в 1772 году первым выделил кислород, а в 1774 году – хлор. В своей книге «Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer» (1777) Шееле утверждал, что наша атмосфера состоит из двух газов, кислорода, который поддерживает горение и азота, который горение ингибирует – эта работа Шееле предшествовала открытию кислорода Джозефом Пристли на 2 года.
Шееле родился в городе Штральзунде в Померании (Северная Германия). В четырнадцать лет он поступил учеником к аптекарю в городе Гетеборг (Швеция). После окончания учебы, он переехал сначала в Мальмё, а затем в 1770 году в Уппсалу. Ему предлагали академические должности в Германии и Англии, но он выбрал работу в собственной аптеке в небольшой деревне Чёпинг располагавшейся на берегу озера Меларен к западу от Стокгольма.
Открытие хлора, названного так из-за его зеленовато-желтого цвета, по-гречески χλωρός – зелёный, наверное, наиболее важное открытие Шееле. С 1774 г. хлор признается наиболее эффективным и быстродействующим дезинфицирующим веществом уничтожающим широчайший спектр микроорганизмов. Другим важным открытием Шееле было обнаружение модификации некоторых солей серебра под действием света – через 50 лет этот эффект стал использоваться для изготовления фотоэмульсий.
История алкилполигликозидов
Первый алкилглюкозид был синтезирован и идентифицирован в лаборатории Эмиля Фишера в 1893 году. Этот процесс в настоящее время известен как гликозилирование Фишера и заключается в кислотно-каталитической реакции глюкозы со спиртами. Структура этилового гликозида была определена Фишером корректно, что видно из предложенной проекционной формулы. Фактически, полученные Фишером продукты представляли собой сложные равновесные смеси α/β-аномеров и изомеры пиранозида/фуранозида, которые содержали случайно связанные олигомеры гликозидов.
Отдельные молекулярные частицы трудно выделить из реакционной смеси Фишера, и это было серьезной проблемой в то время. После некоторого улучшения этого метода синтеза Фишер стал использовать синтез Кенигса-Кнорра в своих исследованиях. Использование этого стереоселективного процесса гликозилирования было введено В. Кёнигсом и Э. Кнорром в 1901 году. В 1911 году Э. Фишер и Б. Гельферих первыми сообщили о синтезе длинноцепочечного алкил гликозида, обладающего поверхностно-активными свойствами. Еще раньше, в 1893 году Фишер заметил весьма важные свойства алкил гликозидов, такие, как их высокая стабильность к окислению и гидролизу, особенно в высоко щелочной среде. Эти свойства являются весьма полезными для алкилполигликозидов при использовании их в качестве поверхностно-активных веществ.