Изучение закономерностей ингибирования нативной микрофлоры сырья под воздействием ультрафиолетового излучения с различной интенсивностью обработки

Увеличение сроков годности свежей грибной продукции является актуальной задачей пищевой промышленности. Процессы хранения пищевой продукции включают в себя микробиологическую стабильность и безопасность пищевой продукции [1]. Свежие грибы шампиньоны относятся к нежным продуктам, которые Для цитирования

Колоколова А.Ю., Илюхина Н.В. Изучение закономерностей ингибирования нативной микрофлоры сырья под воздействием ультрафиолетового излучения с различной интенсивностью обработки // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82.  № 4. С. 84–87.

в процессе переработки легко теряют свой товарный вид и качество [2]. Для увеличения срока годности и обеспечения безопасности свежих грибов требуются технологии, позволяющие минимизировать поверхностную деформацию сырья, обеспечивая при этом эффективное снижение микробиологической обсемененно-сти продукта.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Ультрафиолетовое излучение достаточно давно зарекомендовало себя, в качестве технологического процесса позволяющего резко снизить или полностью ингибировать нежелательные микроорганизмы, однако, данная технология в основном направлена на обеззараживание воздуха и поверхностей на промышленных предприятиях [3]. Обработка пищевой продукции ультрафиолетовым излучением недостаточно изучена, это обусловлено рядом ограничений, одним из которых является небольшая глубина проникновения ультрафиолетового излучения. Данное обстоятельство вводит ряд ограничений и требует дополнительных доработок для активного внедрения ультрафиолетовой обработки продуктов в пищевой промышленности. Так в ряде работ [4–6] посвященных обработке ультрафиолетовым излучением жидких продуктов, предлагается обрадовать жидкость тонким слоем, что позволяет полностью обработать весь объем продукции. Возможность поверхностной обработки пищевой продукции имеет перспективу для ряда продукции, которая является целостной, так как большинство продукции, в основном обсеменена микроорганизмами на поверхности. Работы по обработке пищевой продукции ведутся в разных направлениях, однако поверхностная обработка свежих грибов, являющихся ценным источником белков, не изучена в полной мере.

Цель работы: изучить динамику ингибирования нативной микрофлоры свежего сырья при обработке ультрафиолетовым излучением различными дозами и установить степень развития остаточной микрофлоры в процессе хранения обработанных УФ свежих грибов шампиньонов.

Материалы и методы

Объект исследования: модельные среды, содержащие нативную бактериальную микрофлору сырья и свежие грибы шампиньоны.

Исследования проводили с применением свежего сырья и модельных сред, эмитирующих свойства поверхности сырья, исключающие его защитные механизмы и позволяющие выявить истинную динамику ингибирования нативной бактериальной микрофлоры. Нативная микрофлора грибов подразумевает несколько микроорганизмов. Литературные источники показали возможность присутствия на поверхности сырья таких видов микроорганизмов как E. coli Salmonella, Candida, Pseudomonas , споровые формы бактерий [7].

Нативную микрофлору сырья получали путем смыва пептонным буфером микроорганизмов с поверхности свежих грибов шампиньонов. Смывы добавляли в питательную среду и культивировали при оптимальных условиях (30ºС в течение 72 часов) с применением грибного бульона с добавлением 1 % пептона, глюкозы и NaCl. Полученную суспензию микроорганизмов с концентрацией микроорганизмов 108 наносили на модельную среду, представляющую собой агаризованную среду, состоящую из грибного бульона с добавлением агара и эмитирующую поверхность свежих грибов. Обработку полученных образцов модельных сред проводили с использованием ультрафиолетового облучателя с бактерицидной лампой (Philips TUV 30W T8 G13).

Режимы обработки проводили при учете двух параметров: расстояние до объекта и накопленной дозы излучения. Режимы обработки представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Режимы обработки объектов исследования

Table 1.

Modes of processing research objects

Расстояние до объекта, см Distance to the object, cm	Доза излучения Дж/м 2 Radiation dose J/m 2
	Модельные среды Model environments	Свежие грибы шампиньоны Fresh mushrooms champignons
20, 25, 30	0–200–250– 500–1000	0–150–200–450

Дозу облучения определяли с применением прибора УФ радиометра ТКА-ПКМ (12) по ГОСТ 28369–89 [8].

В процессе разработки эффективной технологии обработки свежих грибов УФ излучением, потребовалось усовершенствовать режим и метод обработки. В связи с тем, что обработка ультрафиолетом имеет поверхностный характер, была применена технология двухсторонней обработки свежих грибов шампиньонов. Эффективность облучения определяли путем определения количества остаточной микрофлоры в образцах, подвергшиеся воздействию излучению с различной интенсивностью. Микробиологический анализ остаточной микрофлоры образцов проводили согласно действующей нормативной документации по определению количества мезофильно-аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 10444.15–95 [9]. Обработку результатов, полученных на плотных питательных средах, проводили по ГОСТ ISO 7218–2011 [10].

При этом рассчитывали число микроорганизмов, присутствующих в пробе, как средневзвешенное значение из двух подсчетов последовательных разведений по следующей формуле:

N = E C , 1.1V x d где: N – число микроорганизмов, КОЕ/г, ∑ C – сумма колоний, подсчитанных на двух чашках, выбранных для подсчета из двух последовательных разведений, V – объем посевного материала, внесенного в каждую чашку, см3, d – коэффициент разведения, соответствующий первому выбранному разведению (если без разведения d =1).

Результаты и обсуждение

Результаты позволили понять закономерности ингибирования нативной бактериальной микрофлоры на поверхности модельных сред от расстояния УФ облучателя до объекта исследования и накопленной дозы. Результаты исследования представлены на рисунке 1.

Исследования показали, что при увеличении расстояния до модельного объекта, эффективность ингибирования нативной бактериальной микрофлоры снижается на два порядка. Так же отмечено, что при обработке наиболее эффективными являются дозы от 500 Дж/м2. Динамика ингибирования нативной микрофлоры на модельных средах имеет две зоны «Плато». Данное явление так же отмечается при обработке чистых культур на поверхности модельных сред, релятивискими электронами и гамма излучением [11–15]. Полученные результаты использованы в разработке технологии двухсторонней обработки УФ свежих грибов шампиньонов при расстоянии в 25 см до УФ источника, с закладкой их на хранение при температуре 6–8ºС в течение 25 суток.

Таблица 2.

Результаты ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред под воздействием ультрафиолетового излучения при сочетании различного расстояния до объекта и наколенной дозы облучения

Table 2.

Results of inhibition of native microflora on the surface of model media under the influence of ultraviolet radiation with a combination of different distances to the object and the knee radiation dose

20 см (cm)				25 см (cm)				30 см (cm)
Доза | Dose Дж/м2 | Dg/m2	N Log (КОЕ/г), Log (CFU/g)			Доза | Dose Дж/м2 | Dg/m2	N Log (КОЕ/г), Log (CFU/g)			Доза | Dose Дж/м2 | Dg/m2	N Log (КОЕ/г), Log (CFU/g)
	N	+δ	-δ		N	+δ	-δ		N	+δ	-δ
0	7,183	0,076	0,092	0	7,183	0,076	0,092	0	7,183	0,076	0,092
100,81	7,268	0,069	0,082	101,04	6,542	0,051	0,058	101,48	6,88	0,103	0,136
151,22	7,653	0,130	0,187	152,5	6,283	0,068	0,080	150,75	7,125	0,121	0,169
200,69	7,563	0,142	0,214	199,94	6,412	0,059	0,068	207,31	7,203	0,183	0,323
250,94	6,694	0,043	0,048	248,23	6,210	0,073	0,088	251,03	7,175	0,171	0,287
501,88	6,331	0,064	0,076	496,35	6,161	0,07	0,094	501,94	7,269	0,189	0,343
1003,89	6,197	0,074	0,090	992,71	6,127	0,080	0,098	1003,72	6,975	0,032	0,034
1505,62	6,03	0,088	0,111	1488,96	6,20	0,073	0,088	1505,6	6,978	0,031	0,034
2007,66	0	0	0	1985,28	0	0	0	2007,45	0	0	0

Заключение

Усовершенствован метод обработки свежих грибов шампиньонов позволяющий, снизить травмирование поверхности грибов, сократить время обработки и обеспечить их микробиологическую стабильность.

Результаты позволили получить закономерности ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред и свежих грибов шампиньонов в зависимости от расстояния от объекта до УФ облучателя и накопленной дозы. Отмечено, что динамика ингибирования нативной бактериальной микрофлоры на поверхности модельных сред имеет не линейный характер, отмечены зоны Плато. При разработке технологии обработки свежих грибов шампиньонов рекомендуется использовать УФ облучатели при расстоянии в 25 см до источника от поверхности продукта и с накопленной дозой 500 Дж/м2.