Физические способы дебактеризации какао-бобов и какао-порошка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физические способы дебактеризации какао-бобов и какао-порошка

Введение

Качество какао-бобов и какао-порошка зависит от микробного заражения данной продукции. При исследовании какао-порошка и изделий из какао были обнаружены, колиформные бактерии, плесневые грибы, бациллы (аэробные спорообразуюшие), сальмонеллы [1].

Основным источником вредных микроорганизмов является сырье (какао-бобы), в значительно меньшей степени - аппаратура и оборудование, а также нарушение санитарных требований и правил обслуживающим персоналом. Помимо термических и химических методов для понижения заселенности бактериями могут быть использованы: гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое воздействие, электрическое поле высокого напряжения, коронный разряд, градиентное магнитное поле, озон, СВЧ электромагнитное поле [2-6].

Целью нашей работы являлось изучение воздействия различных физических факторов на микрофлору сельхозпродукции.

Задачи исследования:

Ш Подготовить две экспериментальные установки (магнитоплазменная установка УМПО-2 и исследовательский СВЧ-комплекс на частотах от 8 до 12 ГГц).

Ш Осуществить внешнее физическое воздействие на микрофлору какао-бобов и какао-порошка.

Экспериментальная часть

Была подготовлена магнитоплазменная установка УМПО-2 и осуществлено воздействие на какао-порошок в течение 1, 10 и 30 минут. Перед исследованием был осуществлен посев микрофлоры какао-порошка, а также после каждого времени экспозиции. Были обнаружены мезофильные аэробные и факультативные анаэробные микроорганизмы (МАФАнМ) и плесневые грибы.

После проводили воздействие СВЧ электромагнитного поля в трехсантиметровом диапазоне частот 7.8-12.5 ГГц в течение 1.5 и 10 минут. Аналогично проводили посев микрофлоры какао-порошка. Магнитоплазменная установка УМПО-2 состоит из индуктора, создающего градиентное магнитное поле в зоне прохождения продукта, мощный ультрафиолетовый излучатель и специальный источник электропитания и управления.

Кроме того, установка содержит устройство для перемешивания обрабатываемого сыпучего материала вокруг источника излучения. Вокруг установки под действием ультрафиолета из воздуха образуется озон, концентрация которого достигает 100 кратной предельной санитарной нормы (10 мкг/л). Таким образом, установка оказывает комплексное воздействие тремя физическими факторами: ультрафиолетовым излучением, озоном, градиентным полем. Каждое из этих воздействий обладает сильным бактерицидным действием.

Исследование воздействия СВЧ электромагнитного поля поводили в трехсантиметровом диапазоне частот (7.8-12.5 ГГц).

В эксперименте использовали приборы:

Ш панорамный измеритель коэффициента стоячей волны напряжения (КСВН) и ослаблений группы Р2 (далее - «измеритель»);

Ш ваттметр микроволновых сигналов типа МЗ-51.

Испытуемые образцы - цилиндрические полиэтиленовые трубки, заполненные порошком какао, с фиксированным для каждого частотного диапазона размерами: длиной l = 190 мм, диаметром d = 10 мм, толщиной стенок t = 0.5 мм.

Результаты и их обсуждение

При воздействии ультрафиолета и озона количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов в какао-порошке снизилось в 2 раза уже после 1 минуты облучения и оставалось стабильным следующее время (рис. 1). Влияние ультрафиолета и озона на плесневые грибы, наоборот, через 1 минуту стимулировало их рост на 10%. Затем при увеличении времени экспозиции до 30 минут снизило рост плесневых грибов до минимума.

При выдержке какао-бобов в магнитоплазменной установке под воздействием ультрафиолета в течение 60 минут заселенность бактериями уменьшилась в 100 раз, содержание плесени сократилось в 10000 раз.

При воздействии электромагнитных полей СВЧ трехсантиметрового диапазона изменение количества мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов в какао-порошке в течение 10 мин зависело от частоты волны (рис. 2).

На частотах 8 и 9 ГГц количество бактерий снизилось почти в 2 раза через 10 минут. А при частотах 10, 11 и 12 ГГц мы наблюдали скачкообразные сдвиги в изменении количества мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов в какао-порошке в течение 10 мин.

Аналогичны изменения при воздействии электромагнитных полей СВЧ диапазона 8-12 ГГц на плесневые грибы какао-порошка (рис. 3). Только при частотах 8 и 9 ГГц наблюдалось значительное уменьшение роста плесневых грибов. А при остальных частотах после значительного снижения количества грибов, наблюдались резкие скачки вверх.

Такие скачкообразные изменения можно объяснить совпадением частот внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем, излучающим самими клетками. Таким образом, воздействие внешнего высокочастотного электромагнитного поля на исследуемые объекты реализуется на уровне клетки, когда с помощью электромагнитного управления обменными процессами, через мембрану клетки микроорганизмов достигается возможность их разрушения или, наоборот, усиления развития.

Исследовать СВЧ-воздействие на какао-бобы не удалось из-за малых размеров волноводов. Для эффективной бактерицидной обработки какао-бобов с помощью СВЧ-излучения требуется изготовление специальной дорогостоящей установки и проведение дополнительных исследований.

Выводы

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что воздействие магнитоплазменной установки УМПО-2 сейчас может быть с успехом использовано в технологическом процессе производства какао-порошка. Это позволит существенно понизить содержание микроорганизмов и поддерживать их концентрацию на минимальном уровне: 1000-2000 КОЕ/г, то есть в 5-10 раз ниже допустимых значений.

Литература

магнитоплазменный установка какао порошок

1. Скокан Л.Е., Жарикова Г.Г. Микробиология основных видов сырья и полуфабрикатов в производстве кондитерских изделий. М.: ДеЛи принт. 2006. 148с.

2. Путько В.Ф., Исаков А.И., Калимуллин А.Н. Устройство для предпосевной обработки семян. Патент РФ 5037307/15. 1994. Бюл. №1. 10.01.96.

3. Потапенко И.А. и др. Способ обработки семян. Патент РФ от 28.03.2000.

4. Ляхова Р.Н., Свирщенко Е.А., Ляхов А.В. Использование поточной линии зерноочистительно-сушильного комплекса для предпосевной обработки семян в электрических полях. Электрификация и автоматизация сельхоз. производства: Сб. научных трудов. Ставрополь. 1984.

5. Андреев С.В. Биофизические методы в защите растений от вредителей и болезней. Л.: Колос. 1976. 168с.

6. Никулин Р.Н. Физические механизмы воздействия СВЧ-излучения низкой интенсивности на биологические объекты. Дис. … канд. физ.-мат. наук: Волгоград. 2004. 129с.

Размещено на Allbest.ru