13Май, 2023
Применение ультрафиолетовой обработки, как средства дезинфекции в пищевой промышленности

Руслан Исаев – руководитель www.либрата.рф
Ксения Рязанцева – кандидат технических наук, научный консультант

Обилие питательных веществ, содержащихся во многих категориях пищевых продуктов, является отличным субстратом для роста патогенных микроорганизмов (1). Для обеспечения микробиологической безопасности и повышения сроков хранения наряду с традиционными методами обработки пищевого сырья, такими как стерилизация, пастеризация или консервирование, значительно вырос интерес к нетермическим процессам обработки (2–5), в частности, к ультрафиолетовому (УФ) облучению, так как оно оказывает высокий бактерицидный эффект, сохраняя исходное качество сырья (6).
В молочной промышленности одной из проблем сырого молока в результате его чрезмерного хранения при низкой температуре часто встречается ослизнение или тягучесть, а также творожистость в результате обсеменения микробами. Кроме того, встречается мыльный или щелочной вкус, обусловленный наличием гнилостных бактерий или близких к флюоресцирющим (Bact. sapolacticum). Во избежание микробиологической порчи в случае длительного вынужденного хранения помимо стандартных процедур по очистке целесообразно подвергать сырое молоко УФ обработке, способствующей снижению на несколько порядков общей микробной нагрузки. Для сохранения питательной ценности молочной сыворотки перед ее переработкой УФ обработку можно использовать как альтернативу пастеризации (6).
Появление все новых положительных данных об особенностях воздействия УФ излучения на составные компоненты и качество молока послужило стимулом того, что в 2016 году Европейское агентство по безопасности продуктов питания (European Food Safety Authority, EFSA) пришло к выводу, что такой продукт является безопасным для всех возрастных групп, за исключением младенцев до одного года (7). Это исследование открыло новые возможности для дальнейшей коммерциализации УФ обработки в технологии молока для продления сроков годности в комбинации с пастеризацией (8,9).
С этой же целью данный метод стал применяться для дезинфекции воды и пастеризации фруктовых соков (10–13), обработки поверхности головок свежего сыра (14–16). Для жидких пищевых сред при этом используют оборудование, предусматривающее возможность их обработки в потоке в канале диаметром от 0,9 до 4 мм (17,18). Для облучения сыра используют камеры, в которых продукт находится на расстоянии от 3 до 13 см от источника излучения (16,19).
УФ облучение также используется для обеззараживания воздуха и поверхностей, что является актуальным в пищевой сфере. Например, среди микробиологических пороков пастеризованного или стерилизованного молока можно встретить горький, фруктовый, тухлый, солодовый привкусы. Перечисленные пороки могут возникнуть в результате некачественной мойки оборудования и емкостей, соприкасающихся с молоком, и последующего обсеменения бактериями, дрожжами, плесневыми грибами. Для предотвращения данных процессов следует тщательно мыть и дезинфицировать пищевое оборудование. Дополнительная УФ обработка будет способствовать более глубокой и качественной дезинфекции. Также широко распространено обеззараживание УФ облучением упаковочных материалов (20,21). Помимо микробиологической безопасности, основными преимуществами данной обработки являются низкая стоимость обслуживания и минимальное потребление энергии (22).
Таким образом, рациональное УФ-облучение не приводит к образованию токсинов и различного рода остатков и не изменяет химического состава, как следствие, вкуса, запаха, кислотности и др. обрабатываемых систем. Это особенно важно для молочной промышленности, где поликомпонентный состав может привести к появлению постороннего привкуса, запаха и изменить химический состав самого продукта даже при относительно непродолжительном хранении (23–26).
Как показал практический опыт использования УФ-оборудования на предприятиях молочной промышленности, в частности обеззараживание тары, упаковки – позволяет уменьшить на 10-15% (от общего объема выпускаемой партии ) преждевременную порчу готовой продукции. Обеззараживание воздуха в производственных помещениях, в которых находится готовый продукт перед его упаковкой – практически полностью исключает возможность его обсеменения за счет контакта с воздушной средой.

  1. Chiozzi V, Agriopoulou S, Varzakas T. Advances, Applications, and Comparison of Thermal (Pasteurization, Sterilization, and Aseptic Packaging) against Non-Thermal (Ultrasounds, UV Radiation, Ozonation, High Hydrostatic Pressure) Technologies in Food Processing. Applied Sciences. 2022 Feb 20;12(4):2202.
  2. Юрова ЕА. Методы контроля показателей качества и безопасности в молочной промышленности. Переработка молока. 2017;5 (211):41–3.
  3. Юрова ЕА. Идентификация молока-сырья подтверждение соответствия требованиям ТР ТС 033/2013. Молочная промышленность. 2017;1:16–8.
  4. Юрова ЕА, Кобзева ТВ, Фильчакова СА. Стандартизация методик измерений показателей качества и безопасности молока и продуктов его переработки. Переработка молока. 2019;6–11.
  5. Юрова ЕА. Особенность контроля молочной продукции по показателям качества и безопасности. Переработка молока. 2019;6–9.
  6. Buhler S, Solari F, Gasparini A, Montanari R, Sforza S, Tedeschi T. UV irradiation as a comparable method to thermal treatment for producing high quality stabilized milk whey. Lwt. 2019;105(July 2018):127–34.
  7. Louis Bresson J, Burlingame B, Dean T, Fairweather-Tait S, Heinonen M, Ildico Hirsch-Ernst K, et al. Safety of UV-treated milk as a novel food pursuant to Regulation (EC) No 258/97 EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA) Panel members. EFSA Journal [Internet]. 2016;14(1):4370. Available from: www.efsa.europa.eu/efsajournal
  8. Chughtai MFJ, Farooq MA, Ashfaq SA, Khan S, Khaliq A, Antipov S, et al. Role of pascalization in milk processing and preservation: A potential alternative towards sustainable food processing. Photonics. 2021;8(11).
  9. Li Z, Liu D, Xu S, Zhang W, Hemar Y, Regenstein JM, et al. Effects of pasteurization, microfiltration, and ultraviolet-c treatments on microorganisms and bioactive proteins in bovine skim milk. Food Biosci. 2021;43(December 2020):101339.
  10. Peng K, Koubaa M, Bals O, Vorobiev E. Recent insights in the impact of emerging technologies on lactic acid bacteria: A review. Food Research International. 2020 Nov 1;137:109544.
  11. Ochoa-Velasco CE, Díaz-Lima MC, Ávila-Sosa R, Ruiz-López II, Corona-Jiménez E, Hernández-Carranza P, et al. Effect of UV-C light on Lactobacillus rhamnosus, Salmonella Typhimurium, and Saccharomyces cerevisiae kinetics in inoculated coconut water: Survival and residual effect. J Food Eng. 2018 Apr 1;223:255–61.
  12. Singh H, Bhardwaj SK, Khatri M, Kim KH, Bhardwaj N. UVC radiation for food safety: An emerging technology for the microbial disinfection of food products. Chemical Engineering Journal. 2021 Aug 1;417:128084.
  13. Yang Y, Shen H, Tian Y, You Z, Guo Y. Effect of thermal pasteurization and ultraviolet treatment on the quality parameters of not-from-concentrate apple juice from different varieties. CyTA — Journal of Food. 2019 Jan 1;17(1):189–98.
  14. Keklik NM, Elik A, Salgin U, Demirci A, Koçer G. Inactivation of Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157:H7 on fresh kashar cheese with pulsed ultraviolet light. Food Science and Technology International [Internet]. 2019 Dec 1 [cited 2022 May 16];25(8):680–91. Available from: https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1082013219860925
  15. Ricciardi FE, Plazzotta S, Conte A, Manzocco L. Effect of pulsed light on microbial inactivation, sensory properties and protein structure of fresh ricotta cheese. Lwt [Internet]. 2021;139(November 2020):110556. Available from: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110556
  16. Ricciardi FE, Pedros-Garrido S, Papoutsis K, Lyng JG, Conte A, Nobile MA Del. Novel Technologies for Preserving Ricotta Cheese: Effects of Ultraviolet and Near-Ultraviolet-Visible Light [Internet]. Vol. 9, Foods. 2020. p. 580. Available from: www.mdpi.com/journal/foods
  17. Ansari JA, Ismail M, Farid M. Investigate the efficacy of UV pretreatment on thermal inactivation of Bacillus subtilis spores in different types of milk. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2019;52(July 2018):387–93.
  18. Hariono B, Wijaya R, Bakri A. Comparative study on the chemical and microbiological properties of goat milk pasteurization through serial and circulation systems of ultraviolet method. J Phys Conf Ser. 2020;1450(1):012005.
  19. Keklik NM, Elik A, Salgin U, Demirci A, Koçer G. Inactivation of Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157:H7 on fresh kashar cheese with pulsed ultraviolet light: Food Science and Technology International. 2019 Jul 4;25(8):680–91.
  20. Мяленко ДМ, Головань НС. Влияние ультрафиолетового излучения на санитарно-гигиенические показатели полиэтиленовой пленки, наполненной неорганическими компонентами, для молочной продукции. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2020;(11(164)):205–12.
  21. Федотова ОБ, Мяленко ДМ. Исследование физико-механических показателей наполненной пищевой сажей полиэтиленовой пленки для молочной и пищевой продукции после воздействия на нее импульсным ультрафиолетовым излучением. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2020;(7(160)):166–72.
  22. Ward DM, Patras A, Kilonzo-Nthenge A, Yannam SK, Pan C, Xiao H, et al. UV-C treatment on the safety of skim milk: Effect on microbial inactivation and cytotoxicity evaluation. J Food Process Eng [Internet]. 2019 Jun 1 [cited 2022 May 25];42(4):e12944. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jfpe.12944
  23. Barach, J.T., Adams, D.M. and Speck MD. Aceptic. J Dairy Sci. 1976;59:391.
  24. Дэвид Д. Грейвз Р Шемпленски Т. Ассептическое производство пищевых продуктов. Переработка, фасование, розлив, упаковка. Профессия; 2014. 292 p.
  25. Chavan RS, Ansari MIA, Bhatt S. Packaging: Aseptic Filling. Encyclopedia of Food and Health. 2016 Jan 1;191–8.
  26. Götz A, Wani AA, Langowski HC, Wunderlich J. Food Technologies: Aseptic Packaging. Encyclopedia of Food Safety. 2014 Jan 1;3:124–34.