Влияние интенсивности ультирафиолетового излучения на ингибирование нативной микрофлоры плодовых тел шампиньонов

Увеличение сроков годности свежей грибной продукции является актуальной задачей пищевой промышленности. Эффективность процессов хранения пищевой продукции характеризуется сохранением микробиологической стабильности, что обеспечивает безопасность пищевой продукции. Свежие шампиньоны относятся к нежным, чувствительным к условиям хранения видам растительного сырья. При нестабильности условий хранения и в процессе переработки шампиньоны легко теряют свой товарный вид. Для сохранения качества и органолептических свойств свежих шампиньонов и увеличения сроков годности требуется разработка технологии обработки и хранения, позволяющая минимизировать поверхностную деформацию плодовых тел шампиньонов и обеспечивающая эффективное снижение микробиологической активности на поверхности плодовых тел.

Ультрафиолетовое излучение достаточно давно зарекомендовало себя, в качестве технологического процесса, позволяющего резко снизить или полностью ингибировать активность нежелательных микроорганизмов, однако, данная технология в основном направлена на обеззараживание поверхностей медицинских и промышленных изделий. Обработка пищевой продукции ультрафиолетовым излучением имеет ряд ограничений, одним из которых является ограниченная глубина проникновения ультрафиолетового излучения. В этой связи обработка УФ-излучением с целью снижения микробиологической обсемененности будет наиболее эффективной для пищевых продуктов, поверхность которых является целостной. Априори, внутри (например, под кожурой) продукт остается стерильным и угрозу возникновения порчи такого продукта могут создавать микроорганизмы, входящие в состав нативной микрофлоры на поверхности продукта [1–3]. Работы по обработке УФ-излучением растительного сырья ведутся в разных направлениях [4–7], в том числе известны работы по поверхностной обработке свежих грибов, являющихся ценным источником белков [8]. Однако подбор оптимального режима обработки свежих шампиньонов вида Agaricus bisporus УФ-излучением, при котором достигается микробиологическая стабильность свежих шампиньонов при минимальном травмировании поверхности грибов и сохранении их органолептических свойств в процессе хранения является актуальной задачей, решение которой было предложено в результате проведенных авторами исследований.

Цель работы – изучить динамику ингибирования нативной микрофлоры плодовых тел шампиньонов при обработке их ультрафиолетовым излучением различными дозами и изменения степени развития остаточной микрофлоры в процессе хранения обработанных УФ-излучением свежих шампиньонов.

Материалы и методы

Объекты исследования: модельные среды, содержащие нативную микрофлору промышленно культивируемого шампиньона двуспорового вида Agaricus bisporus , и непо средственно свежие шампиньоны вида Agaricus bisporus .

Исследования проводили с применением свежих шампиньонов и модельных сред, имитирующих свойства поверхности шампиньонов, исключающие его защитные механизмы и позволяющие выявить истинную динамику ингибирования нативной микрофлоры. Нативная микрофлора грибов представляет собой смесь микроорганизмов. Литературные данные показали возможность присутствия на поверхности шампиньонов таких видов микроорганизмов, как E. coli Salmonella, Candida, Pseudomonas , споровые формы микроорганизмов [9, 10].

Нативную микрофлору свежих шампиньонов получали путем смыва с поверхности грибов. Смывы культивировали при оптимальных условиях (30 °С в течение 72-x часов) с применением грибного бульона, добавлением пептона, глюкозы и хлористого натрия (NaCl). Полученную суспензию наносили на модельную среду, представляющую собой улучшенный грибной бульон с добавлением агар – агара (для получения структуры грибной поверхности). Полученные образцы обрабатывали УФ-излучением в УФ-С (UVC) диапазоне при длине волны 254 нм. Источник излучения – ультрафиолетовая бактерицидная лампа марки Philips TUV 30W Т8 G13.

Режимы обработки проводили при учете двух параметров: расстояние до объекта и накопленная доза УФ-излучения. Режимы обработки представлены в таблице 1.

Плотность потока мощности ультрафиолетового излучения в диапазоне С (дозу УФ-излучения) измеряли комбинированным УФ-радиомером «ТКА – ПКМ».

В процессе разработки эффективной технологии обработки свежих грибов, 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 обработки проводили по методике, изложенной в работе [11].

Таблица 1.

Режимы обработки объектов исследования Table 1.

Modes of processing research objects

Расстояние до объекта Object distance	Накопленная доза излучения Дж/см2 Accumulated radiation dose J/cm2	Время обработки, сек
		Модельные среды	Свежие грибы шампиньоны
		Processing time, sec
		Model environments	Champignons
20	0	0	0
	160		51,61
	200	64,52
	250	80,65
	300	96,77
	320		103,23
	400	129,03
	480		154,84
	500	161,29
	1000	322,58
	1500	483,87
25	0
	160		59,26
	200	74,07
	250	92,59
	300	111,11
	320		118,52
	400	148,15
	480		177,78
	500	185,19
	1000	370,37
	1500	555,56
30	0	0	0
	160		69,57
	200	86,96
	250	108,70
	300	111,11
	320		139,13
	400	148,15
	480		208,7
	500	217,39
	1000	434,78
	1500	652,17

Результаты и обсуждение

Получены данные по эффективности ингибирования нативной микрофлоры в зависимости от расстояния ультрафиолетовой лампы до объекта, при одинаковых значениях накопленной дозы УФ-излучения. Результаты позволили понять закономерности ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред в зависимости от расстояния УФ лампы до объекта исследования и накопленной дозы (таблица 2).

Таблица 2.

Результаты исследования динамик ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред

Table 2.

Results of the study of the dynamics of inhibition of native microflora on the surface of model media

Доза УФ-излучения, Дж/см2 Dose of UV radiation, J/cm2	Расстояние от УФ-лампы до объекта, см Distance from UV lamp to object, cm
	20	25	30
0	7,18 (±0,51)	7,18(±0,65)	7,18(±0,02)
200	7,65(±0,21)	6,28(±0,5)	7,72(±0,5)
250	7,56(±0,15)	6,41(±0,13)	7,30(±0,5)
300	6,69(±0,46)	6,21(±0,5)	7,37(±0,1)
400	6,33(±0,13)	6,16(±0,4)	7,26(±0,61)
500	6,19(±0,4)	6,12(±0,5)	6,97(±0,5)
1000	6,03(±0,5)	6,20(±0,5)	6,97(±0,3)
1500	0	0	0

Исследования показали, что при увеличении расстояния до модельного объекта при одной и той же дозе УФ-излучения, эффективность ингибирования нативной микрофлоры снижается. Также отмечено, что при воздействии УФ-излучением наиболее эффективными для ингибирования микроорганизмов являются режимы с дозами, позволяющими снизить концентрацию микрорганизмов в среднем на 101 от начальной концентрации. Полученные результаты использованы в разработке технологии с двухсторонней обработкой свежих грибов шампиньонов при расстоянии в 25 см, с закладкой их на хранение. Результаты исследования представлены на рисунке 1.

Processing period, day

0             -X— 160                  320                  480

Рисунок 1. Динамика нарастания оставшейся нативной микрофлоры сырья в процессе его хранения

Figure 1. Dynamics of growth of the remaining native microflora of raw materials during its storage

Согласно требованиям нормативных документов показатель общей микробиологической обсемененности (количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов – КМАФАнМ) не должен превышать 5×105 жизнеспособных микроорганизмов на 1 г продукции, что в переводе в логарифмическую шкалу равно значению 5.69 Lg(КОЕ/г). Исходя из этого, можно определить эффективность обработки ультрафиолетовым излучением и определить сроки годности обработанной продукции.

Исследования показали, что обработки дозой 320–480 Дж/см² позволяет сохранить свежие шампиньоны вида Agaricus bisporus до 16 суток с сохранением их органолептических свойств, в то время как контрольные образцы не соответствовали требованиям на 8 сутки. Таким образом, обработка шампиньонов УФ-излучением с дозой 320 и 480 Дж/м² позволили увеличить сроки годности продукции по сравнению с контрольными образцами на 8 суток.

post@vestnik-vsuet.ru Заключение

• 1.    Установлены закономерности ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред и плодовых тел свежих шампиньонов вида Agaricus bisporus в зависимости от расстояния до УФ-лампы и накопленной дозы УФ-излучения.

• 2.    Выявлено, что динамика ингибирования нативной микрофлоры на поверхности модельных сред имеет нелинейный характер, отмечены зоны плато.

• 3.    Обработка свежих грибов шампиньонов дозами 320 и 480 Дж/м² позволяют увеличить сроки годности продукции по сравнению с контрольными образцами на 8 суток.

• 4.    При разработке технологии обработки свежих шампиньонов для промышленного применения рекомендуется использовать расстояние 25 см с накопленной дозой УФ-излучения 480 Дж/м² [12].