Higiena produkcji żywności

/wykład 1/

dr hab. inż. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW

Zakład Biotechnologii Mleka

pokój 28c, tel. [phone]

[e-mail]

Definicja - higiena produkcji

•

Zgodnie z ROZPORZĄDZENIEM (WE) NR 852/2004
PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 29 kwietnia 2004 r.

w sprawie higieny środków spożywczych:

„higiena żywności”

są środki i warunki niezbędne do

kontroli zagrożeń

i

zapewnienia zdatności do

spożycia przez ludzi

środków spożywczych

uwzględniając ich zamierzone

użycie

Rodzaje zanieczyszczeń w przemyśle spożywczym

I sposób podziału:
•

chemiczne

•

fizyczne

•

biologiczne

II sposób podziału:
 białka
 tłuszcze
 węglowodany
 zw. mineralne
 mieszane
 kamień wodny

Są to:
•

resztki surowców, półproduktów lub produktów

•

różne substancje osadzone przypadkowo (kurz, pył)

•

drobnoustroje

Istotne cechy zanieczyszczeń:
•

wielkość cząsteczek

•

lepkość i napięcie powierzchniowe

•

rozpuszczalność

•

reaktywność chemiczna

Właściwości zanieczyszczeń

Drobnoustroje

•

adsorpcji ulegają drobnoustroje żywe

•

im ich więcej tym trudniej je usunąć

•

adsorpcja zachodzi w różnych stanach wzrostu drobnoustrojów
- najsilniej w fazie log i fazie stacjonarnej

•

im temperatura bliższa temperatury pokojowej tym silniejsza adsorpcja

składnik

rozpuszczalność

w wodzie

usuwalność

wpływ ogrzewania

cukry

tak

łatwa

karmelizacja utrudnia

tłuszcze

nie

trudna

polimeryzacja utrudnia

białka

nie

bardzo trudna

denaturacja bardzo

utrudnia

związki

mineralne

różnie

(większość soli w

kwasach)

różna

różny

Środki myjące w przemyśle spożywczym

Środki myjące w przemyśle spożywczym

Każde mycie stanowi kombinację działania:
•

energii mechanicznej

•

środka myjącego

Celem tej operacji jest uzyskanie czystości całkowitej

pod względem wizualnym.

Ogólne reguły mycia:
 poprzedzone dokładnym spłukaniem wodą resztek artykułów spożywczych

i zanieczyszczeń

 po umyciu zabrudzenia nie mogą być widoczne gołym okiem
 przewody instalacji 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

Handlowe preparaty myjące

 Rodzaj (skład, receptura) preparatu myjącego dobierany jest do rodzaju

zabrudzenia, zakażenia oraz rodzaju mytej powierzchni.

 Najczęściej w preparatach myjących jest kilka substancji wzajemnie się

uzupełniających.

Preparat myjący

MOŻE

zawierać:

•

woda

•

alkalia lub kwasy

•

środki powierzchniowo czynne

•

środki kompleksujące (redukujące twardość wody), np. EDTA, glukonian sodowy

•

utleniacze (pomocne przy usuwaniu białek i węglowodanowych, właściwości
wybielające)

•

zapobiegające korozji

•

ścierające (np. w środkach do szorowania) – niepożądane składniki

•

inne: barwniki, kompozycje zapachowe, dodatki konserwujące, modyfikatory
reologiczne itp. – niepożądane składniki

Handlowe preparaty myjące

Pod względem odczynu (pH):
•

kwaśne

•

obojętne

•

alkaliczne

Z uwagi na zdolności pienienia:
•

pianowe

•

niskopieniące

•

niepieniące

Związki powierzchniowo czynne (detergenty)

•

są to substancje syntetyczne o dobrej rozpuszczalności w zimnej i ciepłej wodzie, nie
tworzą nierozpuszczalnych mydeł

•

zachowują skuteczność także w wodzie twardej

•

po rozpuszczeniu w wodzie cząsteczki detergentów gromadzą się na granicy faz,
obniżają napięcie powierzchniowe rozpuszczalnika i tym samym zwiększając
zwilżalność mytej powierzchni

Ze względu na charakter chemiczny grupy polarnej rozróżnia się:
•

detergenty anionowe - aktywny jon w roztworze ma ładunek ujemny. Są najczęściej
stosowane. Mają doskonałe właściwości myjące.

•

detergenty kationowe - mają dodatnie ładunki aktywnych jonów w roztworach
wodnych. Mają właściwości dezynfekujące.

•

detergenty niejonowe - nie dysocjują w roztworach wodnych. Nie pienią się.

Środki alkaliczne (zasady i sole)

• dobra rozpuszczalność w wodzie
• dobre właściwości emulgujące i myjące
• podawane na gorąco działają zabójczo na drobnoustroje (w temperaturze 65-70

o

C

także na przetrwalniki bakteryjne)

• zdolne do rozpuszczania zanieczyszczeń białkowych, zmydlania tłuszczów
• silne działanie korodujące na aluminium, żeliwo, cynk
• działanie drażniące na skórę i układ oddechowy

Są to:
•

Zasada sodowa i węglany sodu (NaOH, Na

2

CO

3

*10 H

2

O, Na

2

CO

3

*H

2

O, Na

2

CO

3

,

NaHCO

3

)

•

Fosforany i pirofosforany (Na

3

PO

4

*12H

2

O, NaPO

3

, (NaPO

3

)

6

, Na

6

P

4

O

13

,

Na

6

P

3

O

10

, Na

4

P

3

O

3

)

•

Krzemiany (Na

2

SiO

5

, Na

2

Si

4

O

9

, Na

2

SiO

3

*5H

2

O, Na

2

SiO

3

*9H

2

O)

Kwasy

•

główne działanie: rozpuszczalnie osadu mineralnego (kamień kotłowy, mleczny).

•

stosowane stężenia: 0,2-2%

•

mają właściwości korodujące, głównie kwasy mineralne

•

stosowane na przemian ze środkami alkalicznymi, z którymi uzupełniają się (np. w
przemyśle mleczarskim)

•

kwasy organiczne - słabsze działanie korodujące niż kwasów nieorganicznych

•

podawane na gorąco działają zabójczo na drobnoustroje (w temperaturze 65-70

o

C

także na przetrwalniki bakteryjne)

UWAGA!!!

woda stosowana do przygotowania roboczego roztworu kwasów powinna

mieć poniżej 50 ppm wolnego chloru ze względu na działanie korodujące Cl

-

Kwasy mineralne

Kwasy organiczne

Azotowy HNO

3

Fosforowy H

3

PO

4

Siarkowy H

2

SO

4

Solny HCl
Fluorowy HF

glukonowy
mlekowy
octowy
winowy
sulfaminowy (amidosulfonowy)
cytrynowy

Zdolność myjąca głównych składników preparatów

myjących

składnik

zabrudzenia

środki pow. czynne

alkalia

kwasy

tłuszcze

bdb

dost

ndst

białka

dost

bdb

dost

zabrudzenia

mineralne

dost

ndst

bdb

węglowodany

dobra

dobra

dobra

Metody dezynfekcji w przemyśle spożywczym

Metody dezynfekcji w przemyśle spożywczym

•

Jest drugim etapem uzyskiwania wysokiego poziomu higieny produkcji w przemyśle
spożywczym.

•

Jest to proces prowadzący do zniszczenia wegetatywnych form drobnoustrojów lub
redukcji ich populacji do poziomu

akceptowanego

w danym procesie

technologicznym.

Metody dezynfekcji:
•

Substancje chemiczne (dezynfektanty)

•

Czynniki fizyczne

Zasady skutecznej dezynfekcji:
•

najskuteczniejsza dezynfekcja - tuż po procesie mycia i tuż przed rozpoczęciem
produkcji

•

po dezynfekcji środkiem chemicznym wypłukanie pozostałości wodą o wysokiej
jakości mikrobiologicznej i wysuszenie powierzchni

Środki chemiczne (dezynfektanty)

•

preparaty chlorowe: np. chloramina T, podchloryn sodu - szerokie spektrum
działania na mikroorganizmy, w wyższej temperaturze - silniejsza aktywność, ale
większa korozyjność

•

preparaty nadtlenowe: np. nadtlenek wodoru,

kwas nadoctowy

- szybkie działanie,

szerokie spektrum działania na mikroorganizmy, szeroki zakres temperatur i pH

•

kwasy: azotowy, siarkowy, o-fosforowy, itp.

•

wodorotlenki: sodu, potasu, itp.

•

jodofory: brak aktywności wobec przetrwalników, aktywne w roztworach o temp.
poniżej 40-50

o

C i w pH 2-4, barwią porowate powierzchnie metalowe, plastik i

organiczne resztki (np. skrobię) –

ograniczone zastosowanie

•

czwartorzędowe związki amoniowe: brak aktywności wobec przetrwalników, są
kationowymi związkami powierzchniowo czynnymi (w połączeniu
z detergentami niejonowymi są doskonałym środkiem myjąco-dezynfekującym)

•

alkohole: np. etylowy, propylowy, izopropylowy

•

aldehydy: np. mrówkowy, glutarowy

•

sole metali ciężkich: np. azotan, cytrynian, mleczan srebra

•

nie stanowi zagrożenia
dla produktów
żywnościowych

•

nie wymaga wypłukania
po użyciu

Sposoby stosowania chemicznych środków

dezynfekujących

•

nanoszenie na powierzchnie za pomocą opryskiwaczy

•

rozpylanie w formie mgły lub aerozolu za pomocą urządzeń rozpylających

•

cyrkulacja w obiegu zamkniętym (w liniach technologicznych)

•

zanurzanie w roztworach (drobny sprzęt)

Metody fizyczne dezynfekcji

Metody fizyczne:

•

Para wodna - temp. np.: 120

o

C /20 min., 115-120

o

C /min. niszczy formy

wegetatywne i przetrwalnikujące bakterii, wymaga urządzeń wytwarzających parę
wodną pod ciśnieniem, ulega kondensacji na zimnych powierzchniach

•

Woda gorąca - temp. >90

o

C/kilka-kilkanaście min. niszczy formy wegetatywne,

nie niszczy przetrwalników, temp. <80

o

C nie niszczy wegetatywnych form bakterii

ciepłoopornych

•

Ultrafiolet - niszczy formy wegetatywne i przetrwalnikujące bakterii, wirusy,
zarodniki grzybów, zastosowanie: dezynfekcja powierzchni płaskich, także do
dezynfekcji wody dla potrzeb przemysłowych

Inne zabiegi higieniczne w przemyśle spożywczym

•

dezynsekcja

(tępienie owadów)

•

deratyzacja

(tępienie gryzoni)

•

przeprowadzane są okresowo przez specjalistyczne ekipy

•

Obowiązkiem pracowników zakładu jest działanie zapobiegawcze i nie dopuszczenie
do przedostania się szkodników do pomieszczeń zakładowych.

•

Dezynsekcja powinna być przeprowadzana co najmniej 2 razy do roku, a szczególnie:

 w okresie wiosennym
 po remoncie pomieszczeń
 w przypadku stwierdzenia obecności szkodników (głównie magazyny)

Ważne:

 nie dopuścić do przedostania się szkodników do pomieszczeń produkcyjnych

i magazynowych oraz regularne usuwać odpady.

Techniki mycia i/lub dezynfekcji

Ręczne:
- na miejscu
- po wymontowaniu (cleaning out of place -

COP

)

 Za pomocą narzędzi typu: szczotki, skrobaczki itp.
 To najbardziej rozpowszechniona metoda mycia
 Usuwa także i te zanieczyszczenia, których nie usuwa

mycie mechaniczne

 To metoda bardzo powolna - w ciągu minuty można oczyścić jedynie 0,1 do 0,2 m

2

Mechaniczne:
-

wysokociśnieniowe i strumieniem pary

-

pianowe

-

w obiegu otwartym

-

w obiegu zamkniętym (cleaning in place -

CIP

)

Techniki wysokociśnieniowe i strumieniem pary

Brud usuwa się gorącą wodą o temp. 40-60

o

C i ciśnieniu 3-6 MPa.

Wadą tej metody jest powstawanie bardzo niekorzystnych

aerozoli

, które po zakończeniu

procesu mycia powtórnie osadzają się na umytych powierzchniach wraz z porwanymi
drobinami mikroorganizmów i brudu.

Przykład urządzeń:
urządzenia wysokociśnieniowe pracujące na zimną lub gorącą wodę (o temp. do 95oC).

Polega na wytworzeniu piany poprzez silne napowietrzenie roztworu środka myjącego

lub dezynfekującego.

Po nałożeniu piany na powierzchnie następuje pękanie pęcherzyków i zwilżanie

powierzchni środkiem myjącym lub dezynfekującym.

Techniki pianowe

Systemy mycia i dezynfekcji

tanków i zbiorników

Podawanie środka myjącego (lub dezynfekującego) pod ciśnieniem (0,2-0,3 MPa)

na

głowice (dysze) rozpryskujące

.

Głowice mogą być nieruchome lub ruchome (zamontowane na stałe lub wprowadzane do

zbiornika), mogą być obrotowe lub nie.

Korodujące działanie środków myjących i

dezynfekujących

• stosowanie drastycznych metod czyszczenia (skrobaczki, druciaki, ostre

szczotki)

• niewłaściwe parametry mycia i dezynfekcji (stężenie środków, temperatura,

czas)

• niedostateczne mycie (środki spożywcze pozostałe na niedomytych

powierzchniach → odcięcie dostępu powietrza → zniszczenie pasywującej
warstewki chromu)

• niewłaściwe środki myjące i dezynfekujące

 kwasy i ługi - głównie mineralne, użyte niewłaściwie
 chlor - roztwory o zbyt dużym stężeniu chloru (> 100 ppm), zbyt

wysoka temperatura działania (> 60

o

C), zbyt długi czas działania,

kwaśne środowisko (uwalniają się wolne jony Cl‾ sprzyjające korozji)

Przeciwdziałanie korozji

• dobór odpowiedniego materiału konstrukcyjnego
• przestrzeganie parametrów mycia i dezynfekcji
• ochrona urządzeń przed wilgocią
• stosowanie inhibitorów (opóźniaczy) korozji - tworzą one na powierzchni

metalu warstewki ochronne hamujące szybkość korozji

• stosowanie powłok ochronnych nieorganicznych (metalowych

i niemetalowych) lub organicznych (farby, lakiery, żywice, tworzywa sztuczne,
smoła i smary)

• działanie czynnikami utleniającymi (wzmocnienie warstwy tlenku metalu)

Dezynfekcja wody w przemyśle spożywczym

Pomimo na ogół wysokiej jakości wody stosowanej do produkcji żywności istnieje

konieczność jej dezynfekcji, stosowane w takich przypadkach chlorowanie
obniża smak wody i wprowadza dodatkowe niekorzystne chlorowe pochodne.

Metody:

- Chlorowanie

- Ozonowanie

- Ditlenek chloru

- Promieniowanie UV

- Ogrzewanie

- Odwrócona osmoza

- Ultradźwięki

UV

Chlor

Ditlenek

chloru

Ozon

Szybkość

Bdb

Dobra

Dobra

Bdb

Skuteczność

Bdb

Dobra

Dobra

Dobra

Stabilność

w wodzie

-

Wysoka

Bardzo

wysoka

-

Koszt

Niski

Bardzo

niski

Wysoki

Wysoki

Tworzenie

produktów

ubocznych

Bardzo

małe

Wysokie

Niewielkie

Niewielkie

Biofilmy w przemyśle spożywczym

Źródłem zanieczyszczenia mikrobiologicznego produktu może być biofilm

tj. cienka błona typu polisacharydowego zawierająca namnażające się
drobnoustroje, tworząca się w urządzeniach produkcyjnych i bardzo trudna
do usunięcia normalnie stosowanymi sposobami mycia i dezynfekcji.

Proces powstawania biofilmu trwa w sprzyjających warunkach ok. 8 godz.

Etapy powstawania biofilmu:

1.

przywarcie bakterii do powierzchni urządzenia,

2.

wytworzenie przez bakterie warstewki polisacharydu o dużej przyczepności o
nazwie glikokaliks,

3.

utwardzenie glikokaliksu jonami wapnia z wody,

4.

nadające błonie odporności mechanicznej i chemicznej

Biofilmy w przemyśle spożywczym

Aby zapobiec powstawaniu biofilmu należy przestrzegać dwóch głównych

zasad:

•

myć i dezynfekować linie produkcyjne bezpośrednio po zakończeniu
produkcji

•

stosować, jeśli to możliwe, wodę uzdatnioną, pozbawioną jonów wapnia