автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.13, диссертация на тему:Химическая стерилизация тары и оборудования йодфорами в консервном производстве

РГ6 од

^ с^се^чалогический институтпщезой- прожие^ости

им. м.в.ломоносова

На правах рукописи ВАТТА.Б ФАДЕЛЬ АБДУЛ КАДЙР '

ХИМИЧЕСКАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ ТАРЫ И ОБОРУДОЗАНШ ЙОДОФОРАШ В КОНСЕРВНОМ' ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.18.13 - технология консервированных

пищевых продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Одесса - 1993

Работа выполнена в Одесском технологическом институте пищевой промышленности им.М.Б. Ломоносова.

Научный руководитель : Научный консультант : Официальные оппоненты :

йедкдя организации

доктор медицинских наук, профессор КОВБАСШ.Р-Ф.

кандидат химических наук, доцент КАПРЕЛЬЯНЦ Л.В.

академик Украинской технологической Академии, доктор технических наук, профессор • .ЧАГАРСШШ А.П.

кандидат технических наук, веду-» щий научный сотрудник МОРДВИНОВА С.А.

Консервный завод "Ильичевекий", Одесса.

Защита состоится "• С//&А/& 1993 г. в "/¿^часов

на заседании специализированного со-вета Д 068,35.01 при Одесском технологическом институте пищевой промышленности имени М.В.Ломоно-. сова (ЭТ0039, г.Одесса, "ул.Свердлова, 112). г,

С диссертацией можно ознакомимся в библиотеке Одесского технологического института пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова,

Автореферат разослан

■ ЖРЯ

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, У профессор

-".З.Егоров

■ ОЩМ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ -

Актуальность работы: в соответствии с социально-экономическим развитием страны перед пишевой промышленностью стоят вачэтиз задачи об увеличении произподстаа консервируемых продуктов питания, расширения ассортимента и повышения их качества. .

Для решения этой задачи особо ваяное значение имеет соблюдение сататарно-гигиенических условий, производства, в частности обеспечение требуемого эффекта стерильности технологического оборудования и тары при их дезинсекции. '

, Прогрессивным направлением в технологии производства консервированных продуктов является внедрение новых методов стерилизации тары и оборудования, в частности химической, с применением новых антисептиков. , .

Химическая стерилизация позволяет устранить основные недос- . татки термических способов: разрушение антикоррозийного покрытия, в результате чего возможно контактирование продукта с металг.ом, вторичное инфицирование микроорганизмами, и развитие процессов, приводяоих к микробиологическому браку продукта; энергозатраты в виде топлива и электричества, которые ставят под сомнение их экономическую эффективность. ' "

В отличие от термических способов стерилизацгЦ особое значение приобретают химические методы, основанные на' использова нии химических вешеств, обеспьчиваюкгих достижение требуемых санитарно-гигиенических показателей после дззинфеюши.

Одним из основных достоинств химической стерилизации являете^ возмокность вести этот процесс при температуре окружагаюей • средн. с мидамальныуч затратами энергии. Блш способом можно стерилизовать тару и упаковку, изготовленные из термолабильньи. материалов . , ■ -

Применяемые в настоящее время при химической стерилизации иодсодержашие препараты (иодинол, иодкрахмал, бетадин, микроклейн и до.) ene недостаточно производятся в промышленном ■ масштабе. В связи с этим, возникает необходимость изыскания новых эффективных антисептических средств.

3 Крыму, на база .научно-производственного объединения "Иодобром", синтезированы новые иодсодеряаэие препараты - иодо-видон, тетрамикс с иодом. Изучены их некоторые физико-химические.

А

свойства и возможная область их применения соответственно в медицине и в качестве антисептика. В то >:;е время, совершенно не изучены их антисептические свойства, механизмы действия на микроорганизмы и возможность применения как дезсредств.

Цели и задачи работы: цалью диссертационной работы явилось изучение антимикрс , яых, дезинфицирующих, физико-химических и , технологических свойств новых препаратов - иодовидона, тетрамик-са с иодом, -гетрамикса и разработка рекомендаций по их применению в качестве средства для санитарной обработки тары и оборудования в консервной промышленности. '

В соответствии о поставленной целью были определены следую: вие ^направления исследований: ''

- изучить антисептические свойства препаратов иодовидона, тетрамикса иодом и тетрашкса;

- осуоесгяить выбор тест-куаьтур микроорганизме; .

- исследовать основные закономерности гибели микроорганизмов лод воздействием новых препаратов в сравнительном аспекте и . разработать математическую модель этого процесса;

- изучить цитотоксическое действие новых дезпрепаратов;

- иссксдовать технологические свойства этих препаратов;

- изучить влияние вида поверхности на эффективность анти-'септической обработки; ■ ,

- разработать технологию научно-обоснованной химической стерилизации тары и сЕорудования.

Научная новизна работы: степень.новизны результатов, полученных автором, определяетря следугавим:

1. Впервые изучены антисептические свойства препаратов иодовидон, тетрамикс и тетрамикс в комплексе с иодом.. .

2. Установлены бактерицидные, спороцидные и фунгицидные свойства этих препаратов.

3. Определены минимальные бактерицидные концентрации и зависимость их от рН раствора, тзмпературных режимов..

4. Впервые на культуре ткани определено цитотоксическое ! - действие испытуемых препаратов.

Б. Разрабс та технологическая схзма химической стерилизации тары и оборудования в консервном производстве с использованием иодойидона, тетрамикса и тетрамикса с иодом.

• На защиту выносятся: _ '

- Технологическая схема и режимы санитарной обработки и стерилизации термическим способом., •

' - Основные закономерности кинетики гибели микроорганизмов под воздействием химических средств, механизмы токеико-геиетического действия антисептиков.

Практическая значимость диссертации.

Разработана технологическая схема санитарной обработки тары и оборудования препаратами Йодовидон, тетрамккс с йодом и тетрамикс в консервном производстве.

брлентировочный экономический эффект от внедрения разработанной схемы санитарной обработки составляет 573,75 крб.

Апробация работы. . ' > '

. Результаты работы апробированы на Одесском консервном заводе' и проведены промышленные испытания разработанной технологии хими- ■• ческой стерилизации на опытной партии консервов, расфасованн^.^ в жестяные банки $ ГЗ "Кабачки маринованные" в количестве 5 туб и "Соус томатный острый" в таре 1-58-250.

Основные.материалы диссертации долояены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского ¿остава ОТИШ.им.М.В. Ломоносова (1991, 1992 гг.) и на 50-й юбилейной научна-практической конференции ОТИШ им.Н.В.Ломоносова (1992 г.)','на 53 научно" . конференции института (1993 г.) и на-объединенном, заседании' гга-фгдр ОТАТП ш.М.В.Ломоносова (Одесса, 1993 г.)

Публикации.

те 1513 диссертации опубликованы 4 работы.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов,.списка литературы, включающего 139 наименований, в том числе иностранных и 5 приложений. • :

Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, содержит 20 таолиц, 21 рисунок. . ■ • 1

Содержание работы.

Во введении дано обоснование актуальности теш диссертации, практическая значимость работы по совершенствованию технологии химической стерилизации тары и оборудования в консервной промышленности.

В первой главе предстал пен .".налктический обзор научно-технической отечественной и зарубежной информации по" вопросам санитарно-гигиенического режима производства. Дана характеристика' тепловоз и химической стерилизации тары и оборудования в консервном производстве. Приведены сведения об их преимуществах и . Недостатках, способах применения, режимах, механизме воздействия на клетки микроорганизмов.

• Проана 1зированы работк, посвявенные изучению хлорсодеряа-ших препаратов, четвертичио-аммониевых соединений, перекисей, а также иодсодержаиих препаратов. Показаны.их достоинства и целесообразность использования для стерилизации тары, оборудования и инзентаря в консервной промышленности.. Приведены данные о кинетике гибели микроорганизмов под воздействием химических факторов, -а также математическое описание моделей инактивации и микробных . /клеток. , ■

.Во второй главе изложены сведения об аспектах исследования оборудования и различных методах, примененных при проведении экспериментов. (Определение бактерицидных свойств тетрамикса с '• иодом, тетрамикса и иодовидона при обработке тест-поверхностей ■ различной конфигурации, инфицированных спорами бактерий, плесе-.. ' ней и клетками дрогасей)..

Определение физико-химических свойств антисептиков: смачиваемость, активная кислотность, концентрация, температура кипения, .плотность, лове ностное натяжениь.

Показатели объемного расширения, корродирующей акт"чности производили стандартными оби принятыми методами..

Описаны микроскопические методы исследования цитотоксичес-кого действия исследуемых антисептиков: результаты исследования "обрабатывали методами математической статистики с применением

• вычислительной техники. .. •

В тре.ьей главе приведены результаты исследований физико-химических свойств химических препаратов: тетремикс представляет собой комплексный препарат (спиртовый раствор поверхностно-'-активного весества тетрамикс в 0,984 % раствора.йода, иодовидои • представляет соеой водный раствор комплекса поливинилпирролидо-на, иода и иодидоа (натрия, калия; й др.), красно-черную жидкость' "без запах , сменив ается-с» водой, в любых'соотношениях, ио токси-

чен.

Проведены результате исследования коррозионной активности препаратов, .

Антимикробное действие испытуемых препаратов в зависимости от их физико-химических свойств проверено на спорах бацилл, плесневых грибов -и дротоках. Установлено, что растлорч тетрамикса а иодом, тетрамикса и иолояидона с рН = - 4,5 проявляли высокое бактерицидное, спорошдное и Лунгипидное действие. При увеличении рН растворов антисептиков их антимикробная активность снижалась (рис. 1,2); увеличение концентрации растворов препаратоз способствовало сокращению времени гибели микроорганизмов. Зависимость скорости инактивации микробных клеток от концентрации препаратов индивидуальна длт кагдого вида микроорганизма. Криэьга выживания позволили выявить различную устойчивость по отношения к испытуем' препаратам исследуемых микроорганизмов; накбольиуя . устойчивость проявляли споры бацилл, а наименьшую - дрожи (ряс. ' ^ -). 3 диапазоне концентраций препаратов 36-200 »т/дм3 определена схематично последовательность убываний устойчивости спорообразувпей микрофлоры (рис. 4 ).

В четвертой главе приведена токсико-генетическая сценка антибактериальных препаратов - иодовидон^, тетрамикса с иодом и тетрамикса с использованием многокомпонентной систолы биотестов, состоящих лз 2-х теот-реакций. В первой тест-реакции определен! изменения структуры сформированного "монослоя и морфологии клеток, во второй - понрезденип хроглосок в развив ею земся монослое, как показано в табл. I.

Изучены также .дополнительные, количесшенныэ показатели, обзее число патологических митозов, количество гигантских клеток, число симпластав. Оценку токсико-генетических свойств антисептиков осуществляли на культуре клеток человека Рг1. Установлены минимальные цитотоксические дозы для спиртовых растворов тетрамикса и тетрамикса с иодом •- 0,0005 отаемних % и 0,005 объемных % (р"с. 5). 1 .I - .

Водные растворы иодовидона в.концентрациях 0,001-0,1 объемных % не обладали выраженным цитотоксическим действием ' либо проявляли лаоотоксичный эййект.

о

■р ?йс. I

10 3,0 4,0 ¿О <5,0 го ¿.О

Влияние антисептиков на выживаемость спор СХвр -/^^** при различных рН: I -' тетра;.шкс с иодом; 2 ~ тетрашкс; 3 - иодовидон. '.

Що

Рйс. ¿» Влияние' адтисс. тиков на пькиваэшсть спор '

при различных 'Л: I — тетраникс с "одом; . £:- тетр«м;кс; <3 - иодоаицон. ,

si> Ю ¿B ga ?0 fio ffa fía tío 136 Рис. 3. Выживаемость микроорганизмов е растворах тстраминса и йодозидона: - ■' " '

1 -&oc.suMt¿ís з -Soc.cerei/s 5 -3<x.£LiéÙù-s l-Cond.v/fti

2 -Bac./naceruiS'X -Cone/', vin/ 6 -¿¡oc.cereus Q~£ac.maceraos

qr to ¿r 4P *,г> 4S ¿?е> jçr 40 г:мин

.Рис. 4. Влияние концентрации антисептиков на выживаемость спор ¿ос, /пас&г*/лз

1-йодинол с=37,7 мг/да3 . 8-йодовидоч с=100.мг/дм3 ■

2-йодоэидон с=37,7 ' мг/дм3 ъ-8е£м>/;п; з=Ю0 кг/дм3

3-тетрамикс с=40 мг/дм3 ' 10-тетрамикс мг/дм3

4-тетрамикс с йодом' с-40 мг/дм3 П-тетрамикс с йодэвидоном * б-йодови^бн с=?5 мг/дм3 ' 'с=100 мг/дм3 '

6-тетрамикс с =70 мг/да3. .-''•■• - 12-тетраыикс с йодом с="100 мг/дм3

7-тетрамикс с йодом с =70 мг/дмэ13-тетрамикс с=20р мг/дм'1 .

• '•' •■-■..' 'Л 14-тотр81гикг. с йодом, с-200' кг/дуэ

»

ш

Табл. I .

Результаты оценки цитотоксического действия антисептиков на сформированный монослой культуры клеток РН (1-я тест-реаы^я - изменение структуры сформированного монослоя)

Препарат Концентрация объемных % . 24 Экспозиция, 48 час

Контроль 0 - -

Этилошй спирт 10,0 i i i i. ТТМ" , ++++■ ' ' ■ ' тттт

1.0 +4- . ++ +4-Ь

0,1 ++

0,01 ■г — -

0,001 - . ■ - ■ -

о,ооох • - - -

Тетрамикс ' 5,0 -H-W- i «i ■ 1 7Т ' ++++■

0,5 -H-W- •ьиь' • 1" I"

0,05 +++ 4Ч-Н-. ■Н4+

0,005 . + +

0,0005 - +

Тетрамик' с йодом . 5.Q

. 0,5 •Н-М- -н-н-

0,05 ' " . +-Н-+

. 0,005 •W- +-Н-+

. 0,0005 ■ь

йодовидон lwrG , - " - . +

1,0 - -

0,1 . - -

0,01 • . - '■ - -у

0,001 - - ' : - ;

Примечание: - отсутствие цитотоксичеекого действия;

' - дегенерация £5 % клеток монослоя ; "—" • дегенерация 50 % клеток монослоя ; . .;"-!—" - дегенерацчя 75 % клетох ыонослоя ; "-" - дегенерацм 100 % клеток монослоя. '

г • 11

Рис. 5. Влияние антисептических препарате:, на о5щее число

патологических митозов в культуре, клеток РН

1 - контроль (вода)

2 ~ контроль (спиртовые растворы}

3 - препараты йододчдона

4 - препараты тетрамикса

5 - препарат гетрамикс с йодом

. Постановкой второй тест-реакции установлена потенциальная генотоксическая активность тетрамикса с йэдом и тетрамикса V- отсутствие таковой у препарата иодовидоц.

V Анализируя результаты яышеприведеия'ья исследований, _ ыогно сделать заключение о том,' что татрамикс и тетрйткс с иоДом имеет более выраженные цитотоксические свойства ,'нэкели иода"% дон. (ряс. б).

Т, » ."4$

' I л .

Ч г-пУ

■с

Рис. 6. Морфологические особенности клеток ЙЕ (увеличение 10x40) а) контроль; 6) при воздействии препаратов-тетрамНкс с ■ иодом -. • "" \ ".'.'•''.'■•

. • . 1 • - г

X

<0

.«г

.-Йорфологвчеекие' изменения клеток М .(увеличение' 10x40>'.при. . . : всздеГгств.ии препаратов: ■ з .)■ .\ирдовицона;уг- ) тетрчмдкса.,' .'■- '' './■ .

•■•В иятоА главе расематркваются хе<нологические приемы проведения химической стерилизации, разработанной на ос-юилнии результатов 'проведенных исследований и проводится срашттольчая оценка эффективное™ использования антисептических препаратов по. рязличнш технологическим. схемам;

I) мойка теплой водой, деоянфемдая раетзорами антисептиков, ополаскивание;

'¿)-дезинфекция тары растворами антисептиков, ополаскивание чистой водой. ' ".* • ■

В основу разрабатываемой технологии деаинфенши тары, инпеи-таря, оборудования и крышек были золочены требования г:о енияэюю уровня обсеменонности микроорганизмам}': на 4-13 порядков при обработке в течение "фиксированного промежутка времени, ойусяаплипяв-' иего .технологическую приемлемость и соблюдение .произпочетпонно-го регламента выработки консервов, С'.браэцч тары, кошек, с-бору-' допания инфицировали спорами' наибо'яее хомоустойпявого к испытуемым препаратам• микроорганизма - Бас. , а такке,

В качестве стерилизуемых объектов. бил». взяты стеклобаики следующих'тип'оразмеров: 1~58~25и, 1-5ь-йОО,_ 1-и2-ЬСч), кестебанки №. 9 и »13. Исходная обсемененно'сть тары составляла 10° - 10° клеток на I см3 смывноЯ воды, крышек СКО - .10° - 10^ клеток/крш-,лу. ..." ;

Иоследуацу» тару подвергали -дезинфекции способом полного погружения в раствор антисептика'с целью достижения-эффективного контакта препарата: с труднодостулнаъш участками вогнутых поверхностей, венчиком горловины банок.

По числу дкяивших ми к р о о рга ни з но в оценивали кс честь-а дезинфекции в зависимости от концентрации препаратов, продолжительности дезинфекции, технологической схемы применения антисептиков . Продолжительность обработки при этом составляла'от 2 до 10 минут,- для тетрамикса'и тетрамикса с иодом в диапазоне концентраций растворов' антисептиков соответственно - 50-150 иг/дм3 й 50-100 Мг/дЫ3. ' • ;

Яромыпленнущ апробащйо. разработанной;.технологии химической : стерилизации тары й оборудования проводили в £ехе .'яоксерЕироза-ния*Одесского консервного завода Стаел. 2).

Таблица 2

Рекомендуемый состав дезинфицирующих средств и режимы стерилизации тары и оборудования

Исполь -! Уел^чия обработки

препарат!

1 «*п

Обработка

{иг/да8/ ! . !

!т°с

таш

для ! для , |тари( обо-

I 1 РУД-1

!стекляная!жест- !ая .

! 1 !

! ! !

!' ! }

? оборудо--! вания .

.1 .

Йодовидон 70 120 2,5...3,0 40 мойка

мойка

Тетрамикс 50 100 3,0. ..4,5 40 " дезин- . дезин- ' дезин-

с йодом фекция - фекция фекция

1-й Мг.н 1*2 мин . 15 мин

Тетрамикс 50 100 3,0...4,5. 40 . ополас- ополас- "ополаскивание кихание кивание

ВЫБ ОДЫ

1. Нош* препараты, относящиеся к различным классам химических соединений - йодосодеркащне <{кдовидон), четвертично-аммонй-евые (тетрамикс) и комплексный препарат тетрамикс с йодом обладают выраженными антим"Офсбными свойствами по отношению' к вегетатив-.ной форме и спррам бактерий, дрожжам и микромицетам. По эффективности препараты располагаются в следующем порядке : тетраш. J с йодом - тетрамикс - йодовидон.

2. Определены основные физико-химические параметры биоцидов, формирующие их технологические свойства, "позволяющие реко- -мендовать их в качестве антисептических средств. Показано отсутствие их коррозионного действия на перкавещую .таль, лакированную »есть, алюминий (при концентрациях до 1000 мг/дмэ), в области положительных температур до 55° С, высокая сма- :ващая способность.

' , 3,-Установлены кривыэ выживания микроорганизмов различных чо исономически-.; rpynsi под 'воздействием исследованные антимикробна препаратов. Наибольшей устойчивостью ко всем трем препаратам характеризуются споры . Soc. suèijlis (nu-aш Ç>V)¡Soc./raceronS (штамм 506), . _ Soc. ce/*e&S (штамм 2Ь), микромнце-

ты ' ' £7s/>. flouas " (штамм P2ü).

' , 4, Выявлены основные закономерности кинетики гибели микроорганизмов под воздействием иодовидона, тетрамикса и тетрамикса с иодом и. рассчитаны константы скорости их гибели.

3. На.основании математической модели кинетики гибели микроорганизмов в соответствии с конкретными практическими задачами рассчитана продолжительность процесса антисептироьания для ■ Исследованных тест-культур микрооргашамоп.

' 6. Показано влияние вида поверхности (стекло, нержавеющая сталь, лакированная жесть, алюминий) на эффективность санитарной обработки. Установлены незначительна различия в скорости инак-тивировашя микроорганизмов в зависимости от вида поверхности.

■ - 7. На-культуре клеток человека Ш определены токсикогенети-ческие свойства антисептиков. Минимальные токсические дозы, вызывающие изменения структуры сформированного монослоя в культуре клеток-почек эмбриона человека составляют 0 005 % для тетрамикса с кодом, 0,005 для' тетрамикса и 0S0I % - для иодовидона.'

Ь. Разработана технология санитарной обработки тары, кры-. |шек» оборудования-и инвентаря с примёнением е.одовидона, тетрамикса и тетрамикса с иодом и рекомендована следующая зхнологическая схема -, вода-антисептик-вода для оборотной тары, оборудования и инвентаря; антисс-птик-водя - для новой стеклянной и жестяной тары. Минимальная эффективная дезинфицируюоая концентрация для иодовидона составляет 70-150 гр/дм3, для тетрамикса и тетрага'кса ' ;' с: йодом-50-100 мг/дмэ при "экспозиции qt Z до 5 минут. ■>•"'•

Рекоьвддуемая технология-дозинфекции_(/ары,.;ейорудоаания и инвентаря, растворами" iзграмикса и иодовилона апробирована в , рроизводственвд/с-условиях *на. Одесском консервном заводе. -Микриг-' биологический контроль, ^изико-осимичёские аншгизм и дегустация .опытных^ образцов консервов' показали ¡их высркое квч^стро и £оотвпт-\стаде TpeöbBäjiHHM^¡»шздартов éja данные «вида продукг^ш.

10. Ориентировочный экономический эффект от применения р 1-работанной технологии химической стерилизации тары, оборудования и инвентаря исследованными антисептиками по сравнению с термическим способом со~тавляет573,?Ькрб.на 1000 банок консервной продукции. '

По'теме диссертации опубликованы следующие работы: .

1. Ковбасюк ?.'!>., Ваттаб Фадиль Абцуль' Каппр. Определение антимикробных свойств новых иодсодержавих препаратов /Тезисы док-лгца Ы-й научной конференции 0Т5-П им. М.В. Ломоносова. -Одесса. - 1991.

2. Ковбасюк Р.Ф., Заттаб Фадиль Абдуль Каяпр. Химическая стерилизация тары и оборудования в консервном производстве /Тезисы доклада 52-й научной конференции ОТИПП им. М.В. Ломоносова. -Одесиа. - I Э2. - С. 74.

3. 'Совбескж Р.О., Ваттаб Фадиль Абдуль КаиИр, Ульяноь П.Г,, Овчинникова Н.А. Йодо'ВМхсш препарата. Харчова I переробна промислов1сть,1993,М,с.24.

'4. Ковбасюк Р.Ф., Ваттаб Фадиль А'бдуль Кади р. Структурные и ■ функциональные аспекты действия антисептикаских препаратов, применяемых ч консервном ппоизг ©ястве /Те рясы доклада 53-й научной лонференции. ОТИПП им. М.В, Ломоносова.« - Одесса, - 1993. С. 93. "