Государственный аграрный университет Северного Зауралья
Экологичная система микробиологической очистки в животноводстве
Ковалева О.В., Санникова Н.В., Шулепова О.В.
Аннотация
Качество молока и молочных продуктов, получаемых в хозяйствах, зависит от условий его получения. Экологически чистыми в настоящее время считаются пищевые продукты, которые вырабатываются из растительного и животного сырья, производимого в условиях, при которых на всех этапах получения, хранения и транспортировки в них не попадают вредные компоненты из окружающей среды. Насколько ни была бы совершенна современная технология переработки, из молока низкого качества с высокой кислотностью, большой механической загрязненностью и бактериальной обсемененностью невозможно изготовить безопасные, высококачественные молочные продукты. Помимо технологических аспектов, чистота молока-сырья зависит от уровня санитарно-гигиенического состояния производственного оборудования и производства в целом. Поэтому особую актуальность приобретают исследовательские работы по разработке новых современных способов, которые способны повысить качество промывки и дезинфекции производственного оборудования и при этом исключить воздействие агрессивных моющих, дезинфицирующих средств на окружающую среду и организм человека. Очистка с использованием пробиотических средств сильно превосходит другие доступные средства, она обеспечивает доказанный устойчивый результат и не имеет отрицательных последствий, которые характерны для дезинфекции обычными кислотными и щелочными средствами. По данным производственных испытаний, была разработана Система МикроБиологической Очистки оборудования и трубопроводов, в зависимости от их назначения и условий эксплуатации, с помощью пробиотического средства, применение которого предупреждает образование на поверхности оборудования минерализовавшегося осадка из молочного белка и жира, что позволяет исключить дополнительную стадию обработки кислотным раствором и последующую промывку от его остатков.
Ключевые слова: СИСТЕМА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ, ПРОБИОТИК, ДОИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, САНИТАРНАЯ ОБРАБОТКА, БАКТЕРИАЛЬНАЯ ОБСЕМЕНЕННОСТЬ
Основная часть
микробиологический пробиотический молочный осадок
В связи с достаточно сложной внешнеэкономической обстановкой, особую актуальность приобрел вопрос обеспечения населения России качественными молочными и мясными продуктами, а также увеличения мощностей существующих производственных предприятий путём модернизации и интенсификации производства. Не менее актуальным стоит признать необходимость повышения качества и увеличения объёма перерабатывающего производства.
Современный этап развития сельского хозяйства [1] связан с оснащением его новейшими инновационными технологиями, которые экономически эффективны. Поэтому требуется разработка стратегии дальнейшего развития необходимых технологических мер для перехода к освоению новых знаний, технологических решений, которые необходимы для обслуживания внедряемых технологий. В таких условиях эффективно функционировать смогут только те предприятия, которые будут развивать свое производство и смогут производить высококачественную продукцию нужного ассортимента и объёма, достаточного для дальнейшего развития.
На сегодняшний день со стороны надзорных органов - Россельхознадзора, Роспотребнадзора и других ведомств постоянно ужесточается контроль качества и безопасности производимой сельхозпродукции, в особенности цельного молока и молочных продуктов [2]. Достаточно часто большие партии продукции не соответствуют установленным требованиям безопасности, в том числе и требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции», в связи с обнаружением антибиотика, за что производители несут административную ответственность.
На безопасность и качество существенное влияние оказывают следующие показатели: ветеринарно-санитарное состояние животноводческих зданий и сооружений; конструкция помещений, состояние и функционирование доильного оборудования; качество кормов; соблюдение режима кормления и содержания животных; состояние здоровья стада. Поэтому в соответствии с международными стандартами для производителей молока-сырья установлены определенные требования и правила, позволяющие гарантированно получать продукцию надлежащего качества.
Значительное влияние на качество молока и молочных продуктов оказывают условия его получения. Экологически чистыми считаются пищевые продукты, которые вырабатываются из растительного и животного сырья, производимого в условиях, при которых на всех этапах получения, хранения и транспортировки в них не попадают вредные компоненты из окружающей среды. Насколько ни была бы совершенна современная технология переработки, из молока низкого качества с высокой кислотностью, большой механической загрязненностью и бактериальной обсемененностью невозможно изготовить безопасные, высококачественные молочные продукты.
Большинство хозяйств не придают достаточного значения лабораториям на производстве, экономя тем самым незначительные средства на их содержании и оборудовании, при этом работу по определению качества произведенного сырья передоверяют лабораториям молокозаводов. Это не дает возможности проводить ежедневный оперативный контроль состояния молочного производства, что сказывается на качестве производимого продукта. Наряду с этим создается возможность для злоупотреблений со стороны предприятий-переработчиков за счет занижения фактической сортности и жирности реализуемого поставщиком молока и, соответственно, его стоимости.
Молоко-сырье - это прекрасная питательная среда для размножения различной микрофлоры, в том числе и патогенной. Кроме технологических аспектов, чистота молока зависит от степени обеспечения санитарно-гигиенического состояния технологического оборудования и производства в целом (рис. 1).
Молоко имеет низкое поверхностное натяжение, это обеспечивает хорошее смачивание металлических поверхностей и, соответственно, адсорбцию на них белков молока за счет их гидрофильности. А поскольку шарики молочного жира окружены белковой оболочкой, они также имеют тенденцию к отложению на металлической поверхности. Поэтому отложения на внутренней поверхности оборудования при несоблюдении этапов промывки имеют вид сложно удаляемых пленок, содержащих жир, белок и плазму. Для достижения требуемых санитарно-гигиенических показателей чистоты поверхностей оборудования необходимо, чтобы моющее вещество обладало достаточной смачиваемостью, эмульгирующим действием по отношению к жировой фракции молока и способностью к полному гидролизу белковых фракций молока.
Рис. 1 Факторы, влияющие на качество молока, %
Для мойки доильного и молочного оборудования широко применяются моющие и дезинфицирующие средства, которые содержат в своем составе достаточно активные добавки в виде комплексообразователей и поверхностно-активных веществ (ПАВ). Они не только наносят вред экосистеме, попадая в окружающую среду, но и достаточно пагубно влияют на здоровье человека, постепенно приводя к возникновению хронических заболеваний [3].
Поэтому особую актуальную роль приобретают исследования по разработке новых современных способов [4], которые могут повысить качество промывки и дезинфекции производственного оборудования и при этом исключить воздействие агрессивных моющих, дезинфицирующих средств на окружающую среду и организм человека.
В связи с возникающими проблемами производства нами была поставлена цель разработать новый способ санитарной обработки доильного и молочного оборудования с применением Системы МикроБиологической Очистки (СМБО) посредством использования веществ на основе органических солей и пробиотических средств.
В качестве моюще-дезинфицирующих средств были использованы Organic Descaler и CMF-240. Эти продукты обладают хорошими очищающими и дезинфицирующими свойствами, к тому же бактерии, содержащиеся в них, колонизируют поверхность и тем самым поддерживают колонии полезных микробов, а это существенно снижает риск размножения патогенов. Очистка с использованием пробиотических средств имеет преимущества перед другими доступными средствами. Она обеспечивает высокий результат и не имеет отрицательных последствий, которые свойственны дезинфекции обычными кислотными и щелочными средствами (резистентность, повреждение обрабатываемых поверхностей, небезопасность, неблагоприятное экологическое воздействие и т.д.). Пробиотические средства отличаются от реагентов тем, что содержат в себе культуры пробиотических бактерий, которые по определению являются непатогенными и нетоксичными, поэтому их использование безопасно, экологично и не приводит к загрязнению образующихся стоков.
К тому же работа пробиотиков методом «конкурентного вытеснения» такова, что бактерии вносятся в изучаемую среду, и это приводит к немедленному их размножению. Они быстро потребляют всю оставшуюся пищу, не оставляя ничего патогенам, которые, в свою очередь, пытаются найти пространство для обитания и пищу. Кроме конкурентного вытеснения [5], действует «чувство кворума», которое представляет собой быстрый способ группирования бактерий друг с другом за счёт сигнальных молекул [6-8]. Как только пробиотические бактерии появляются на поверхности, патогенные организмы, обладая способностью к «чувству кворума», сигнализируют о наступлении неблагоприятных условий, погружающих их в состояние пассивного метаболизма.
Научно-хозяйственный опыт по разработке способа последовательной санитарной обработки доильного молочного оборудования проводили на базе АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья».
Разработанная схема промывки доильного молочного оборудования состояла из двух этапов:
- 1 этап - Циркуляция с Organic Descaler; для этого приготавливали маточный раствор из расчета 700 мл теплой воды + 300 мл концентрата (получался 30%-ный раствор); далее раствор вводился в систему молокопровода (объём системы - 180 л) и находился в системе в течение 3 часов с периодической циркуляцией раствора; далее - 1 час - непрерывная циркуляция раствора в системе и промывка чистой водой + 35С;
- 2 этап - Использование CMF-240; для этого приготавливался маточный раствор из расчета 920 мл теплой воды + 80 мл концентрата (8%-ный раствор); вводили маточный раствор в молокопровод (объём системы - 180 л) и оставляли в системе на 3 часа; далее - 1 час - циркуляция раствора в системе; промывка чистой водой + 35С.
Данная схема промывки проводится 1 раз в год с целью устранения накопившейся накипи, налета и вскрытия патогенных биопленок.
В дальнейшем циркуляционная промывка доильно-молочного оборудования осуществлялась только с использованием CMF-240 (8%-ный маточный раствор) ежедневно 3 раза в день после утренней, обеденной и вечерней дойки в течение 25-40 минут.
Цикличность и температурный режим соответствовали технологии промывки, используемой в хозяйстве. Контроль санитарного доильно-молочного оборудования проводили путем визуального осмотра рабочих поверхностей молокопроводящих путей и бактериологических исследований смывов с рабочих поверхностей оборудования. В это же время отбирали из танков-охладителей пробы молока, полученного из контрольной и опытной линий.
Помимо изменений количественного состава микроорганизмов, пробиотические средства способны устранять биопленку (композицию из резистентных патогенных микроорганизмов и матрицы, содержащей органические компоненты - экзополисахариды и белки, и выполняющей функцию своего рода экрана, защищающего микроорганизмы от воздействия биоцидов). Так называемая вторая составляющая пробиотиков - это энзимы, которые быстро перерабатывают органическую грязь и разделяют по типу биологических ножниц сложные молекулярные цепочки на небольшие фрагменты, способствуют деструкции биопленки и готовят почву для превращения нанесенных спор в бациллы. В живой природе процесс очистки происходит за счет отделения грязи водой и последующей переработки ее бактериями. Именно этот принцип лежит в основе действия моющего пробиотика. Третьим компонентом являются экологически безвредные моющие вещества, которые отделяют грязь от поверхности и подобраны в соответствии с решением определенных задач и зон обработки.
Отклонения в составе молока, вызванные некачественной промывкой доильно-молочного оборудования, существенно влияют на показатель титруемой кислотности молока, а, следовательно, и на его термоустойчивость [9].
По данным лабораторных исследований образцов молока, взятых из танков-охладителей, кислотность в течение месяца в среднем увеличилась в опыте с 17 до 18,5 Т, в контроле - с 15,5 до 18 Т, то есть увеличение в опытной группе произошло на 1,5Т, а в контрольной оно было более значительным и составило 2,5Т.
Увеличение естественной (нативной) кислотности молока в контроле и опыте в нашем случае связано с нарушением условий содержания (микроклимата, особенно в зимний период) и рационов кормления, и, в частности, является следствием нарушения минерального обмена в организме животных. Такие случаи возникают при скармливании животным больших количеств кислых кормов, бедных солями кальция, что было выявлено при более глубоком изучении технологических процессов предприятия и не связано с качеством промывки оборудования.
Наиболее важной операцией ежедневного технического обслуживания доильного оборудования является его промывка. Если доильное оборудование промыть недостаточно тщательно, то число бактерий в нем будет стремительно расти, и молоко после следующего доения будет сильно загрязнено. Санитарная обработка включает комплекс мероприятий, направленных на уничтожение патогенных и снижение количества непатогенных микроорганизмов до такого уровня, когда они не оказывают существенного влияния на качество молока.