Higiena i czystość produkcji spożywczej są jednym z istotniejszych czynników wpływających na bezpieczeństwo żywności. Zanieczyszczenia, które zagrażają produktom spożywczym, można podzielić na trzy grupy: fizyczne, chemiczne oraz biologiczne. Pochodzić mogą ze źródeł wewnętrznych i/lub zewnętrznych (resztki surowców, półproduktów lub produktów, substancje osadzone przypadkowo kurz, pył, drobnoustroje) [Kołożyn-Krajewska i Sikora, 2010; Kołożyn-Krajewska, 2011; rozporządzenie WE 852/2004]. Istotne cechy, które charakteryzują zanieczyszczenia fizyczne i chemiczne mogące występować w trakcie produkcji, mające wpływ na sposób i trudność ich usuwania, to: lepkość, napięcie powierzchniowe, rozpuszczalność, reaktywność chemiczna, jak również wielkość cząsteczek. W przypadku zanieczyszczeń mikrobiologicznych istotne jest to, że adsorpcji ulegają jedynie drobnoustroje żywe – im ich więcej, tym trudniejsze są do usunięcia. Poza tym adsorpcja zachodzi w różnych stanach wzrostu drobnoustrojów – najsilniej w fazie stacjonarnej i fazie logarytmicznej, a także im temperatura bliższa temperatury pokojowej, tym silniejsza jest adsorpcja [Lubudzisz i in., 2007; Steinka, 2009].

Szybkość i trwałość adsorpcji drobnoustrojów do powierzchni zależy od:

•    rodzaju drobnoustrojów (a nawet gatunku bakterii, pleśni, drożdży),

•    rodzaju powierzchni (gładkość, porowatość),

•    fazy wzrostu i liczby drobnoustrojów,

•    czasu kontaktu z powierzchnią,

•    temperatury, pH, stężenia elektrolitów.

Adsorpcja zanieczyszczeń fizycznych w odniesieniu do ciał stałych nazywa się adhezją (przyczepnością), w odniesieniu do płynów – zwilżalnością. Może być jedno- lub wielocząsteczkowa. Powodowana jest przez siły Van der Waalsa, które są na tyle słabe, że można je łatwo pokonać.

Adsorpcja zanieczyszczeń chemicznych najczęściej jest adsorpcją nieodwracalną. W przemyśle spożywczym nie dopuszcza się do powstawania tego rodzaju związania zabrudzenia do powierzchni, poprzez dobór odpowiednich materiałów, z których wykonane są powierzchnie kontaktujące się z żywnością.

Mycie

Głównym sposobem zachowania czystości jest mycie, każde stanowi kombinację działania dwóch czynników energii mechanicznej i środka myjącego. Celem tych operacji jest uzyskanie całkowitej czystości pod względem wizualnym. Ogólne reguły mycia polegają na:

•    spłukaniu wodą resztek artykułów spożywczych i zanieczyszczeń,

•    umyciu powierzchni z dodatkiem odpowiedniego środka myjącego,

•    spłukaniu wodą resztek środka myjącego i/lub dezynfekującego,

•    po umyciu żadne zabrudzenia nie mogą być widoczne gołym okiem,

•    przewody instalacji należy myć w obiegu zamkniętym z użyciem środków myjących, pod ciśnieniem, w określonym czasie. W razie potrzeby również po rozmontowaniu, ze szczególnym uwzględnieniem złączy i kolanek.

Czynnikami, które mają decydujący wpływ na skuteczność mycia, są przede wszystkim: dobór odpowiedniego środka myjącego, a także jego optymalnego stężenia. O skuteczności działania środków myjących decyduje także ich temperatura i czas działania roztworu, zastosowana metoda mycia, rodzaj zanieczyszczenia, jak również rodzaj powierzchni, którą należy oczyścić.

Mycie może odbywać się w dwojaki sposób: ręcznie lub mechanicznie, często mycie mechaniczne wspomagane jest ręcznym w celu dokładniejszego oczyszczenia zabrudzonych powierzchni. Dobór metody mycia i właściwego środka myjącego uzależnione są od rodzaju powierzchni i rodzaju zabrudzenia. Optymalne stężenie środka myjącego jest dostosowane do rodzaju zabrudzenia powierzchni poddawanej myciu, a także rodzaju produkcji. Nie należy stosować stężeń większych od optymalnych, gdyż nie daje to poprawy skuteczności, a zwiększa koszty. Roztwór środka myjącego może być stosowany przez pewien czas, jednak na skutek gromadzenia się zanieczyszczeń traci on aktywność i należy go odpowiednio często wymieniać. Temperatura roztworu myjącego zależy od rodzaju powierzchni i trwałości środka myjącego w danych warunkach. Podwyższona temperatura wzmaga działanie czyszczące środków myjących, wzrost temperatury o 10oC podnosi 2-krotnie szybszość działania większości środków myjących. Czas działania środka myjącego jest funkcją stężenia środka czyszczącego i temperatury. Przy silnym zabrudzeniu oraz tzw. „starych” zanieczyszczeniach, trudnych do usunięcia, niekiedy bywa konieczny etap namakania. Zanieczyszczenia najłatwiej usuwa się z powierzchni wykonanych ze stali kwasoodpornej i szkła, najtrudniej z powierzchni wykonanych ze stopów Cu, Ni, polietylenowych, PCV [Kołożyn-Krajewska, 2011].

W trakcie mycia zachodzi wiele różnych procesów, do których zaliczamy w pierwszej kolejności: zwilżanie, czyli oderwanie zanieczyszczenia od powierzchni, następnie dyspersję – rozdrobnienie cząsteczek brudu. Kolejny proces to zawieszenie cząsteczek brudu w roztworze myjącym, czyli stworzenie uwodnionych otoczek na cząsteczkach brudu i uniemożliwienie powstawania agregatów zanieczyszczeń na mytych powierzchniach. Kolejne procesy to emulgowanie tłuszczu, czyli rozrywanie kuleczek tłuszczu i rozpuszczanie tłuszczu, w dalszej kolejności to peptyzacja białek – pęcznienie cząsteczek białek, potem rozerwanie wiązań peptydowych oraz rozpuszczenie związków mineralnych zanieczyszczających powierzchnię.

Środki myjące

Są to pojedyncze substancje chemiczne lub mieszaniny takich substancji. Stosowane w roztworach wodnych, przy stężeniu zapewniającym prawidłowe (skuteczne) mycie aparatury, sprzętu i powierzchni, bez szkodliwego oddziaływania na zdrowie osób przeprowadzających proces mycia oraz niewpływające na procesy produkcji. Do środków myjących zaliczamy głównie mydła różnego rodzaju, detergenty, które mogą być anionowe, kationowe, niejonowe, zasady i sole, np.: soda kaustyczna, węglan sodu, wodorowęglan sodu, fosforany, polifosforany, krzemiany, metakrzemiany, a także kwasy nieorganiczne i organiczne. Środki myjące można podzielić ze względu na ich odczyn (pH), mamy wtedy alkaliczne, obojętne i kwaśne. Inną klasyfikacją środków myjących może być podział z uwzględnieniem obecności środków powierzchniowo czynnych – mamy wtedy detergentowe lub bezdetergentowe. Ze względu na zdolności do wytwarzania piany wyróżniamy środki myjące: pieniące się, niskopieniące oraz niepieniące się. Dobór odpowiedniego czynnika myjącego jest uzależniony od kilku czynników, takich jak: powierzchnia przeznaczona do umycia, rodzaj przetwarzanego surowca, a co za tym idzie – rodzaju zanieczyszczeń.

Skład preparatu myjącego dobierany jest w zależności do rodzaju mytej powierzchni oraz rodzaju i wielkości zabrudzenia, jak również możliwości zakażenia linii technologicznej. Często w preparatach myjących jest kilka substancji wzajemnie się uzupełniających. W skład preparatów myjących wchodzą różne składniki; w zależności od potrzeb mogą to być: woda, alkalia lub kwasy, środki powierzchniowo czynne, środki kompleksujące (redukujące twardość wody), np. EDTA, glukonian sodowy, utleniacze (pomocne przy usuwaniu białek i węglowodanów, mające właściwości wybielające), substancje zapobiegające korozji, ścierające (np. w środkach do szorowania) oraz dodatkowo: barwniki, kompozycje zapachowe, dodatki konserwujące, modyfikatory reologiczne.

Dezynfekcja

Jest drugim po myciu etapem uzyskiwania wysokiego poziomu higieny produkcji w przemyśle spożywczym. To proces prowadzący do zniszczenia wegetatywnych form drobnoustrojów lub redukcji ich populacji do poziomu akceptowanego w danym procesie technologicznym [Lubudzisz i in., 2007].

Dezynfekcja jest najskuteczniejsza wtedy, gdy przeprowadza się ją tuż po procesie mycia oraz tuż przed rozpoczęciem produkcji, o jej skuteczności decyduje również wypłukanie pozostałości środków dezynfekcji wodą o wysokiej czystości mikrobiologicznej oraz dokładne wysuszenie powierzchni dezynfekowanej. Dezynfekcję można przeprowadzać metodami fizycznymi i chemicznymi. Do fizycznych metod dezynfekcji zaliczamy użycie pary wodnej, gorącej wody, a także promieniowanie ultrafioletowe.

Zastosowanie pary wodnej powoduje niszczenie form wegetatywnych i przetrwalnikujących, poprzez stosowanie obiegu zamkniętego dociera w każde miejsce. Natomiast jej wadami są: zastosowanie urządzeń wytwarzających parę wodną pod ciśnieniem, uleganie kondensacji na zimnych powierzchniach oraz możliwość uszkadzania uszczelek i farb. Ten sposób dezynfekcji główne stosuje się do dezynfekcji maszyn i urządzeń w miejscu ich zamontowania. Parametry stosowane przy wykorzystaniu pary wodnej do dezynfekcji to temperatura powyżej 100oC (najczęściej 120-130oC) [Libudzisz i in. 2007].

Natomiast zastosowanie gorącej wody powoduje niszczenie formy wegetatywnej, jednak nie niszczy przetrwalników, dodatkowo woda o temperaturze poniżej 80oC nie niszczy wegetatywnych form bakterii termoopornych. Ten sposób dezynfekcji znalazł zastosowanie głównie do dezynfekcji drobnego sprzętu (najczęściej przez zanurzenie) oraz w obiegu zamkniętym do urządzeń w miejscu ich zamontowania. Parametry, jakie są stosowane przy wykorzystaniu gorącej wody do dezynfekcji, to temperatura 80÷90oC przez kilka, kilkanaście minut; najlepsze efekty uzyskuje się przy zastosowaniu temperatury bliskiej 90oC [Libudzisz i in. 2007].

Zastosowanie promieniowania ultrafioletowego niszczy formy wegetatywne bakterii gram ujemnych i gram dodatnich, bakterie i ich przetrwalniki, wirusy, zarodniki grzybów. Najskuteczniejsze jest stosowanie zaraz po przeprowadzeniu prawidłowego procesu mycia. Metody tej używa się do dezynfekcji powierzchni stołów, ścian, sufitów, drobnego sprzętu, otwartych zbiorników, opakowań. Wykorzystywana jest także do dezynfekcji wody na potrzeby technologiczne, natomiast jest mało skuteczna przy dezynfekcji powietrza. Niedozwolone jest stosowanie promieniowania UV bezpośrednio do żywności, ze względu na to, że przyśpiesza autooksydację tłuszczów, powoduje powstawanie wolnych rodników, zmienia cechy sensoryczne surowców i gotowych produktów. Najczęściej stosuje się zakres długości fali: λ = 220-300 nm, natomiast najskuteczniejszy jest zakres 250-270 nm [Libudzisz i in. 2007].

Do chemicznej dezynfekcji w przemyśle spożywczym najczęściej stosuje się także środki zwane dezynfektantami, do których należą często stosowane preparaty nadtlenowe: np. nadtlenek wodoru, kwas nadoctowy (PAA), nadsiarczan potasowy, nadboran sodu, jak również czwartorzędowe związki amoniowe (QUAT, QAV), preparaty chlorowe: np. chloramina T, podchloryn sodu, dichlorocyjanuran. Mogą też być używane kwasy: azotowy, siarkowy, o-fosforowy, czy też wodorotlenki: sodu, potasu, jak i alkohole, np. etylowy, propylowy, izopropylowy, rzadziej stosuje się jodofory, aldehydy (np. mrówkowy, glutarowy) oraz sole metali ciężkich, np. azotan, cytrynian, mleczan srebra.

Ze względu na to, że pozostałości preparatów chlorowych (patrz ramka) mogą wpływać na zapach i smak, należy dokładnie wypłukać powierzchnie i aparaturę dezynfekowaną tymi preparatami. Preparaty chlorowe stosuje się do dezynfekcji urządzeń, ścian i podłóg pomieszczeń, chłodni, magazynów, kratek ściekowych, kanalizacji, łazienek, ubikacji, można je również stosować do różnego rodzaju drobnego sprzętu oraz w niskich stężeniach do dezynfekcji rąk pracowników.

Jodofory

Jodofory to mieszanina jodu i nośnika, przy czym nośnik jest związkiem, który podwyższa rozpuszczalność jodu w wodzie i działa na jod stabilizująco, bez obniżania jego aktywności mikrobiobójczej.

•    Charakteryzują się: zabójczym działaniem na bakterie, pleśnie, drożdże, wirusy.

•    Brak aktywności wobec przetrwalników.

•    Wrażliwe na obecność substancji organicznych.

•    Aktywne przy pH 2-4; słabo działają w pH powyżej 7,0.

•    Aktywne w roztworach o temperaturze poniżej 40-50oC.

•    Korodują stal kwasoodporną i aluminium w obecności jonów chloru.

•    Nie są agresywne wobec gumy i tworzyw sztucznych.

•    Barwią porowate powierzchnie metalowe i plastikowe.

•    Nietoksyczne dla człowieka, chociaż mogą wywoływać alergie.

Jodofory najczęściej stosowane są do dezynfekcji powierzchni, które nie mają kontaktu z żywnością, czyli bezpiecznie można nimi dezynfekować posadzki, ściany, sprzęt pomocniczy, różnego rodzaju odpływy.

Czwartorzędowe związki amoniowe (QUaT, QaC)

Dzięki dużej stabilności termicznej, bezwonności, bezbarwności i stosunkowo szerokiemu spektrum działania, od ponad 20 lat czwartorzędowe zasady amoniowe dominują wśród substancji dezynfekujących dostępnych na rynku [Lipińska-Ojrzanowska i Walusiak-Skorupa, 2014].

•    Zabójcze działanie na bakterie gram dodatnie, większość bakterii gram ujemnych, drożdże, większość pleśni i wirusów.

•    Brak aktywności wobec przetrwalników.

•    Nie powodują korozji.

•    Nietoksyczne dla ludzi, nie drażnią skóry.

•    Trwałe, a równocześnie biodegradowalne.

•    Wrażliwe na pozostałości organiczne.

•    Są kationowymi związkami powierzchniowo czynnymi co powoduje, że w połączeniu z detergentami niejonowymi są doskonałym środkiem myjąco-dezynfekującym.

Ponieważ przy długoterminowym stosowaniu zachodzi zjawisko oporności na sole amoniowe, zaleca się naprzemienne stosowane QAC z kwasem nadoctowym lub podchlorynem [Lipińska-Ojrzanowska i Walusiak-Skorupa, 2014].

Związki nadtlenowe

•    Spektrum działania to bakterie i ich przetrwalniki, wirusy, bakteriofagi, drożdże, pleśnie.

•    Szybkie działanie, szeroki zakres temperatur i pH.

•    Niewielkie działanie korozyjne, korozja może pojawić się jedynie w obecności chloru.

•    Biodegradowalne.

•    Długa trwałość roztworów stężonych – do 1 roku.

•    Tracą aktywność w obecności związków organicznych.

•    Mała toksyczność, stężone roztwory mają nieprzyjemny, drażniący zapach.

•    Zalecane do dezynfekcji tanków, nalewaczek, wyparek i linii w systemie CIP.

Należący do tej grupy kwas nadoctowy (PAA) nie stanowi zagrożenia dla produktów żywnościowych, z tego względu nie wymaga wypłukiwania po procesie dezynfekcji, co jest bardzo praktyczne, a zarazem oszczędne przy zastosowaniu do dużych powierzchni.

Sposoby stosowania chemicznych środków dezynfekujących

Środki dezynfekcyjne można nanosić na powierzchnie za pomocą opryskiwaczy, rozpylać w formie mgły lub aerozolu za pomocą urządzeń rozpylających. Przy dezynfekcji linii technologicznej można również stosować cyrkulację w obiegu zamkniętym, a przy dezynfekcji drobnego sprzętu – stosować zanurzanie w roztworach.

Skuteczność dezynfekcji zależy od zastosowania właściwej metody dezynfekcji, każdy ze sposobów jest dostosowany do przedmiotów poddawanych dezynfekcji. Obecności substancji organicznych powoduje znaczące obniżenie skuteczność przeprowadzanej dezynfekcji. W dużej mierze jej skuteczność uzależniona jest od czasu działania środka dezynfekującego, im dłuższy jest czas oddziaływania, tym lepsze efekty się uzyskuje, ze względów ekonomicznych stosuje się czas od kilku do kilkunastu minut. Temperatura, która jest kolejnym czynnikiem wpływającym na skuteczność działania środków dezynfekujących. Wyższa temperatura podnosi tę skuteczność, ale jednocześnie może wzmagać procesy korozji, co jest zjawiskiem niekorzystnym. Ważny dla efektów działania jest także dobry kontakt ze wszystkimi dezynfekowanymi powierzchniami, oddziaływanie środków dezynfekujących w każdym miejscu maszyny, urządzenia czy powierzchni. Na efekt przeprowadzanego procesu dezynfekcji ma również wpływ stężenia stosowanego środka chemicznego oraz jego aktywność.

Inne zabiegi higieniczne w przemyśle spożywczym

W zakładach przemysłu spożywczego, poza procesem dezynfekcji (niszczenie drobnoustrojów), przeprowadza się również dezynsekcję (tępienie owadów) oraz deratyzację (tępienie gryzoni). Dezynsekcję i deratyzację przeprowadza się okresowo przez specjalistyczne ekipy. Obowiązkiem pracowników zakładu jest działanie zapobiegawcze i niedopuszczenie do przedostania się szkodników do pomieszczeń zakładowych. Dezynsekcja powinna być przeprowadzana co najmniej dwa razy w roku, a szczególnie w okresie wiosennym; dodatkowo powinna być wykonywana po remoncie pomieszczeń, jak również każdorazowo w przypadku stwierdzenia obecności szkodników (głównie w magazynach). Deratyzacja powinna być przeprowadzana systematycznie jako środek zapobiegawczy. Bardzo ważne jest również nie dopuścić do przedostania się szkodników do pomieszczeń oraz regularne usuwać odpady [Kołożyn-Krajewska, 2011].
 

Cały artykuł został opublikowany w nr 3/2018 magazynu Kierunek Spożywczy.