Определение микробиологической активности при производстве сахара

Производство сахара – это сложный технологичный процесс, состоящий из различных этапов, требующий задействования специального оборудования, направленный на получение качественного сахара из соответствующего сырья. Он предвидит наличие 3-х отделений на сахарном заводе:

- свеклопереработка (очищение, размельчение свеклы, диффузное изъятие сока из стружки);

- сокоочищение (создание сиропа из чистого сока + его очищение и выпарка);

- продуктовый отсек (трансформация сиропа в утфель с дальнейшими кристаллизированием, фуговкой и пробеливанием, высушивание и упаковывание готового сахара).

В нашей стране основу сырьевой базы для сахаропроизводящих предприятий составляет сахарная свекла. Она должна поддаваться тщательному контролю на предмет наличия/отсутствия микроорганизмов. Если систематически контролировать микробиологическую активность свеклы при изготовлении сахара, можно своевременно установить инфекционные источники и очаги, после принять меры по их устранению, а также исправить отклонения, которые возникли в технологическом процессе в ходе жизнедеятельности организмов.

Здесь важно понимать, что сырье – главный источник вредных микробов, но не единственный. Также они могут возникнуть на оборудовании (в значительно меньшей степени, но все же). Плюс их появление способны спровоцировать нарушения санитарных норм и требований сотрудниками предприятия.

Сахарная свекла: возможные поражения

Сахарная свекла – это не только главное сырье для свеклосахарного направления промышленности, но еще и ключевой фактор, который формирует микробиологическую безопасность деятельности, вообще, и качественный уровень конечной продукции (кристаллического сахара), в частности.

По хим. составу сахарная свекла – это 20-25 % сухих компонентов и 75-80 % воды. Центральный технологичный параметр данного корнеплода – содержание в нем сахарозы, которое в дозревшей здоровой свекле равно 18 % и больше. Это натуральный субстрат, являющийся удачной средой для жизнедеятельности микроорганизмов, провоцирующих негативные воздействия.

Если наблюдается микробное поражение сахарной свеклы, в ней накапливаются биологические массы всяческих видов микроорганизмов в ходе хранения и переработки. В результате сахарное производство сопровождается множеством проблем. Плесневые грибы-сапрофиты действуют разрушающе на структуру корня, тем самым создавая хорошую обстановку для развития бактерий, которые, в свою очередь, заканчивают процесс порчи, свекла теряет пригодность для переработки. Бактерии разных групп и видов имеют решающее влияние на состав конечных продуктов обмена. Гетероферментативные молочнокислые бактерии приводят к образованию полисахарида декстрана. Гнилостные разрушают белковые компоненты корнеплода, а следовательно способствуют появлению нитрида водорода, диметилкетона и метилформальдегида. В спектре функционального действия маслянокислых бактерий – влияние на крахмал, пектины и сахара с формированием диметилкетона, спиртовых, газовых и кислотных сред (в частности, бутановой и этановой кислот). К слову, значительное накопление газов опасно взрывом диффузионной установки.

В целом, заболевания свеклы можно разделить на 2 группы:

- возникшие в ходе вегетации (черная пятнистость, вилт, хвостовая гниль, дуплистость, парша, рак, корнеедные поражения и т.д.). Их провоцируют фитопатогенные грибы-паразиты для культуры, живущие за счет питания структурами растения-хозяина. Как результат, ухудшается углеводный метаболизм, интенсифицируются дыхательные процессы, повышенно расходуется сахароза и накапливаются продукты обмена, угнетающие развитие корня. Насколько сильны такие поражения, их биохим. строение и глубина, зависит от стойкости насаждений, внешних факторов и вирулентности паразитирующей микрофлоры. Важно: если свекла заболела в вегетационный отрезок, ее природная сопротивляемость к заболеваниям резко уменьшается. Поэтому риск поражения при хранении увеличивается;

- поразившие корень при хранении в кагатах (в частности, ботритиоз и ризопусное гниение). Это специфический перечень болезней, провоцируемый различными микроорганизмами. Кагатную гниль вызывают плесневые грибы (и сапрофиты, и полупаразиты). Детонаторы бактериоза – бактерии с активными пектолитосвойствами. Они сбраживают сахар, в итоге формируются кислоты, спирт и прочие вещества. Максимальную опасность несет слизистый бактериоз. Бактерии, которые его вызывают, характеризуются отличным развитием, независимо от присутствия кислородной части в среде. Попадая во внутритканевое пространство, они совершают ослизнение содержимого клеток, из-за чего растворяются пектины. Корень становится мягким. Если на него надавить, появится слизь (может быть мутной и прозрачной). Кроме того, возникает неприятный запах. Дрожжи, которые образуются в процессе, ведут к расщеплению сахарозы, появлению этанола и двуокиси углерода. Чаще всего слизистый бактериоз поражает подвяленную свеклу и ту, которая была подморожена.

Также много микроорганизмов попадает на сахарное производство вместе с водой. Речная или прудовая, транспортно-моечная и ненадлежащим образом обработанная жомопрессовая – все эти воды способны выступать инфекциоисточниками.

Определение микробиологической активности сахарной свеклы: значение для предприятий по производству сахара

Чтобы санитарно-гигиеническое состояние производства было обеспечено надлежащим образом, чтобы все аспекты соответствовали нормативной документации, важно следить за активной микрофлорой и подавлять ее еще в начале перерабатывающих мероприятий. Если этого не сделать, не только сама свекла будет непригодной для работы, но и реализуется содействие развитию микроорганизмов в свеклоперерабатывающем отделении завода, а также их последующее накопление на оборудовании.

Изначальный контроль сырья, находящегося в кагатах и поступающего на предприятие, выглядит как визуальный осмотр. Если порча присутствует, становится актуальным определение характера микрофлоры.

Наибольшее внимание следует уделять активным грибкам, которые разрушают корни. Стандартное место их расположения – внутренняя часть свеклы. Понятно, что визуально установить, есть проблема или нет, не получится. В данном случае необходимо сделать посев из внутреннего участка пораженного корнеплода в агаризованную питательную среду и сразу после этого, если есть такая возможность, установить разновидность грибка. Если в кагате обнаружено много корней с активными полупаразитирующими грибами, вся свекла должна быть переработана вне очереди. Плюс должны быть приняты меры по усилению борьбы с инфекционным поражением в производственном процессе, поскольку спутником такой свеклы является немало сопутствующих микроорганизмов.

Если говорить о кагатной гнили, то наилучшее решение этого вопроса – надлежащая профилактика. Когда на хранение закладывать зрелую неповрежденную здоровую свеклу без поражений грибами-паразитами, тогда бояться этого недуга не придется. Повреждения, подморожения, вялость – явные признаки того, что проблем не избежать. Свекла не будет иметь достаточно жизненных ресурсов, чтобы сопротивляться инфекции, ничто не помешает ей портиться. И тут внимание: если кагатная гниль начала распространяться, бороться с ней очень сложно. Классические антисептики для такого случая (известковое молоко и сухой дефекат) формируют отрицательные условия (щелочную реакцию) для развития грибков, но, к сожалению, бактерий это не касается. Их развитие не то что не останавливается, а еще и интенсифицируется. Следовательно, порча свеклы беспрепятственно продолжается.

Что нужно четко понимать, так это то, что в процессе производства сахара из свеклы, микробам отведена исключительно отрицательная роль. А попадать на предприятие они могут не только вместе с некачественными корнеплодами, не только с остатками почвы на них, с техническими и прочими объектами (первичное инфицирование). Если в работу будут браться оборотные воды с изобилием микроорганизмов, неизбежна и вторичная инфекция. Поэтому тщательный контроль всех аспектов обязателен. Свекла должна быть хорошо вымыта, а свекольная стружка – очищена от микробов. Ввиду значительной поверхности измельченной стружки, ее инфицирование легко происходит из воздуха, оборудования и иных источников. Контролировать все составляющие рабочего процесса – задача №1.

Методы установления и борьбы с патогенной микрофлорой на сахарном производстве

Борьба с вредными микроорганизмами должна вестись на всех этапах. Лучше всего, изначально предотвращать их появление, осуществляя профилактические мероприятия, соблюдая нормы, касающиеся каждого производственного процесса. Именно по этой причине сахарная свекла не подлежит длительным транспортировкам, изъятие сока из стружки требует безошибочного выдерживания температурного режима, транспортерно-моечная вода поддается хлорированию, а жомпрессовая – пятиминутному прогреванию при t 90 °C с дополнительным хлорированием/обработкой сернистым ангидридом. Чтобы выщелочить свекловичную стружку, как правило, используют барометрическую воду, рециркулирование которой увеличивает ее обсемененность микробами. Поэтому актуальна дезинфекционная обработка барометрической воды метаналем либо способом сульфатации.

Общий объем микробов в диффузионном соке пребывает в широчайших пределах. Если говорить о технике непрерывного действия, где предвидится более высокая t, то здесь микроорганизмов меньше, по сравнению с периодическими диффузорами. Негативы, которыми чреваты большие количества микрофлоры, не концентрируются лишь на потерях сахара. Сюда также относятся накопление в диффузионном соке продуктов метаболизма микробов, нарушение технологии дальнейших этапов, ухудшение фильтрационных и кристаллизационных процессов, повышение обсемененности готового продукта микроорганизмами и т.д. Если используется аппарат непрерывного действия, а не периодическая диффузионная батарея, это является залогом минимизации потерь сахара, провоцируемых микрофлорой. Однако это плохо отражается на стерильности диффузионного сока и требует дополнительных профилактических мер: контроля качества стружки, соблюдения оптимального режима температур, своевременного задействования антисептиков.

Для большей доступности информации можно систематизировать определение микробиологической активности в сахарной промышленности. Контролю должно поддаваться следующее:

- сырье;

- вода, поступающая в диффузионные аппараты;

- степень обсемененности свекловичной стружки;

- диффузионный процесс;

- сок в преддефекаторах;

- оборудование и помещения;

- готовый кристаллический сахар.

Один из наиболее употребляемых и оперативных – метод установления активного кислотного уровня сока. При оптимальной диффузии этот показатель равен 6,2-6,4 рН. Если цифра больше, значит присутствуют кислотообразующие бактерии. Пробы берутся в стерильной обстановке из различных отсеков по всей продолжительности непрерывно функционирующих устройств. В случае с периодической диффузией – отдельно из всех диффузоров. Перед отбором проб фиксируется общая t установки. Кислотность измеряется через каждые 120 минут. Данные выводятся на график. Прямая линия – это отсутствие изменений рН. Если же кислоты накапливаются, то на графике появляется кривая, позволяющая анализировать наличие микроорганизмов. Наименьшее значение рН среды в соке говорит о том, что бактерий – наибольшие объемы. К слову, следить нужно не только за величиной рН сока, но и за увеличением общей кислотности.

Чтобы установить поражение стружки инфекцией, реализуют самопроизвольное брожение и прибегают к методу смывания микробов со стружки. Таким же образом анализируют воду, которая поступает на диффузию. Определение числа и вида микробов в измельченной свекле происходит методом смывания обеззараженной водой конкретной порции стружки. После этого происходит посев на различные избирательные питательные среды.

Диффузный сок поддают изучению методом микроскопирования. При 400-900-кратном увеличении микроскопа бактерий в поле зрения должно находиться не больше одной-двух. Таким способом, к тому же, можно установить, какая секция или диффузор – вместилище наиболее инфицированного сока.

Как определяют число бактерий на миллилитр диффузного сока? Для этого есть простой метод, именуемый прямым счетом бактериальных единиц в счетной камере. Если на каком-то участке техники обнаружено повышенное количество бактерий, это сигнализирует о том, что инфекция развивается.

Кроме того, диффузный сок рекомендовано изучать на предмет инвертного сахара общепринятым производственным методом микробиологического контроля. Если объемы инвертного сахара увеличиваются, процветает жизнедеятельность кислотообразующих бактерий. В таком случае необходимо решать проблему с помощью формалина, добавляя его к барометрической воде. Если речь идет о термофильных бактериях, формалина нужно взять в два раза больше, чем обычно.

Стоит отметить, что анализы, направленные на осуществление контроля диффузионного сока, могут применяться для изучения всех видов оборотной воды. Эти среды нужно анализировать разово каждую смену, причем в соответствующее время: жомопрессовую и барометрическую воду – перед введением в диффузные установки, транспортерно-моечную – после прохождения отстойников.

Сокоочистительный участок характеризуется узким развитием микрофлоры, поскольку здесь задействуются значительные t. Сок становится свободным от микроорганизмов после таких процессов, как сатурация и фильтрование. Но не стоит сразу же выдыхать с облегчением, никто не отменял вторичное инфицирование, которому в продуктовом отделении поддаются полупродукты, в частности утфель, клеровка, сахар-сырец. Для развития бактерий нет преград при замедленном фильтровании сахарного сока. Наиболее часто здесь догорает сахарный клеек, из-за которого поры заполняются слизью, фильтрационные прессы ломаются, если их своевременно не чистить и не стерилизовать.

Сахарный сироп может стать местом для скопления бацилл. В полупродуктах могут присутствовать не только бактерии, но и осмотолерантные дрожжи и плесень. Оттеки и клеровка обсеменяются микроорганизмами больше, по сравнению с сиропом. Поэтому их повторное участие в производственных процессах повышает риск инфицирования. Чтобы уменьшить опасность, подаче оттеков и клеровки в сироп должно предшествовать прогревание до t 80-90 °С. Если сравнить все полупродукты сахарного производства, то наибольшая обсемененность характерна утфелю. В нем могут находиться термофилы, осмотолерантные дрожжи и плесень.

Могут ли микроорганизмы присутствовать в готовом сахаре? Да. Обычно, они заносятся в него в ходе отбеливания, сушения, упаковывания и хранения. Когда сахар промывают при центрифугировании, микробов в нем по минимуму. Трясучки и силосы – участки, на которых микрофлора увеличивается. Микробы попадают из воздушных масс вместе с сахарной пылью.

Их контроль заключается в отборе около 300 г кристаллического сахара из каждого пятого мешка. Чтобы определить, сколько микроорганизмов присутствует в одном грамме сахара, осуществляют высевание некоторого перечня разведений на элективные среды из проб (одни прогреты на протяжении пяти минут, вторые непрогретые). Исследования сахара-песка направлены на определение следующей микрофлоры:

- термофилы (кислотообразующие аэробы, формирующие и неформирующие сернистый водород анаэробы);

- мезофилы (слизеобразующие бактерии, осмотолерантные дрожжи, мицелиальные грибы).

Чтобы сахар оградить от негативных влияний максимально, важно соблюдать правильные условия хранения. Держать его нужно в сухих помещениях с относительной влажностью воздуха 50-65 % и t 15-20 °С. Поверхности силосов и помещений следует поддавать дезинфекционной обработке с помощью 0,8 %-го раствора химической совокупности крезол + серная кислота. Воздух и технику дезинфицировать стоит посредством УФ-излучения.

Микробиологический анализ – важнейший сегмент сахарного производства. Он позволяет своевременно выявлять бактериальную микрофлору, опасную не только для производящего сахар предприятия, но и для различных сфер пищевой промышленности, которые сахар используют. Загрязненный микроорганизмами сахар опасен для безалкогольных напитков, кондитерской промышленности, консервного производства и др. Поэтому знать и использовать методы определения микробиологической активности и эффективной борьбы с ней очень важно.