Стерилизация излучением, стерилизация этиленоксидом

Термин «стерилизация», в пищевом значение этого слова, ассоциируется молоко, молочные продукты. Наверное, мало кто из потребителей импортного мяса, птицы, фармацевтических товаров задавал себе вопрос о том, каким образом обрабатываются, стерилизуются эти продукты.


 

И если с термином «стерилизация» в пищевом значении этого слова ассоциируются в первую очередь молоко, молочные продукты или, например, бинты, шприцы, то о стерилизации с помощью гамма-излучения, электронно-лучевого излучения или этиленоксида мало кто имеет понятие. А ведь именно такими способами стерилизуют многие продукты питания, особенно мясные и куриные. Специфичность этих технологий состоит в том, что продукт обрабатывается уже в упаковке, и не только в первичной, которая непосредственно соприкасается с поверхностью продукта, но чаще во вторичной упаковке, т. е. когда продукт полностью упакован в тару и готов к отгрузке. На данном этапе вступают в действие технологии электронной и этиленоксидной стерилизаций.

Газ — этиленоксид (ЭО), особенно эффективный для обработки порционных доз лекарств, заключенных в герметичные упаковки, продуктов, которые обесцвечиваются, деформируются или как-то иначе изменяются при обработке с помощью радиационных методов стерилизации. ЭО-процесс предполагает предварительное помещение продукта в высоковлажную среду на определенное время. Увлажнение продукта необходимо для того, чтобы воздействие стерилизующего агента стало более эффективным. После этого продукт на несколько часов помещают в камеру, где и стерилизуют этиленоксидом. Далее, чтобы удалить из продукта остаточные газы, его кладут в другую камеру; в ней происходит рассеивание газов. Последняя стадия процесса занимает несколько дней. И даже после полного окончания цикла стерилизации продукт еще 3-7 суток остается в лаборатории, пока тест на стерильность не подтвердит полное разрушение и уничтожение микробов. Каждую порцию продуктов, подвергаемых ЭО, снабжают специальными биологически активными индикаторами — полосками «спор», определяющими количественное содержание микробов. Есть и другая специфическая особенность процесса: продукт обязательно должен быть заключен в воздухопроницаемую упаковку, чтобы газы свободно уходили с продукта после того, как его подвергали ЭО-обработке. Такой вид упаковки существует, но стоит он очень дорого. Весь процесс ЭО-стерилизации требует жесткого контроля целого ряда параметров для каждой загружаемой порции продуктов: периода воздействия ЭО-газом, влажности, температуры, давления, концентрации ЭО, вакуума. Если хотя бы один из параметров выходит из-под контроля, эффективность всего процесса может быть поставлена под сомнение. Широкому применению этого метода мешает его потенциальная опасность: считается, что этиленоксид обладает канцерогенными свойствами. В последнее время пристальное внимание «зеленых» сосредоточилось на процессе удаления отработанного газа в окружающую среду. Метода коснулись и жесткие ограничения со стороны правительственных законодательств, в результате которых себестоимость процесса резко увеличилась и невыгодно повысила конечную стоимость стерилизуемых товаров.

Другому методу стерилизации — гамма-излучению — подвергают продукты, находящиеся уже в конечной, готовой к отгрузке упаковке. Источником излучения является радиоактивный изотоп кобальт-60, реже цезий. Радиоактивный изотоп заключают в своеобразный пенал — «карандаш», — затем, уже на заводе, «карандаши» помещают на специальные полки и в таком «обмундировании» вносят в гамма-ячейки. Продукт, упакованный в конечную отгрузочную тару, проходит на конвейере через гамма-ячейку, где и подвергается стерилизации в течение 4-8 часов. Со временем кобальт 60 имеет тенденцию распадаться, его излучение ослабевает. Чтобы постоянно контролировать количество радиоактивного изотопа, необходимо жестко регулировать время каждого цикла. Доза излучения, получаемая продуктом, является функцией длительности (времени) воздействия облучения радиоактивным источником. Наиболее часто применяемые дозы для стерилизации находятся в диапазоне от 25 до 35 кГрей. Однако некоторые продукты требуют меньшей или большей дозы облучения для уничтожения патогенных микробов. Для их стерилизации приходится дожидаться смены установки таймера. Не так-то просто настроить гамма-оборудование на повышение или понижение диапазона доз облучения, поэтому часто, если продукту требуется стерилизация дозой значительно менее 25 кГрей, его приходится облучать этой, максимальной для него, дозой облучения. По мере «истощения» радиоактивного источника, его заменяют новым. На это уходит несколько дней, в течение которых гамма-ячейка остается неоперабельной. Из-за длительности воздействия этим видом стерилизации возможна деградация продукта в форме обесцвечивания (в том числе и упаковки) и/или охруп-чивания, что ограничивает использование этого метода. Несмотря на очевидные неудобства, связанные с гамма-излучением, этот метод остается наиболее применяемым. Десятки упаковочных материалов адаптированы к гамма-излучению (имеются в виду материалы, непосредственно соприкасающиеся с продуктом). Среди них полиэтилен и все его разновидности, поливинилх-лорид, поливинилиденхлорид, нейлон-6, этилвинилацетат. Гамма-излучению подвергаются и бестарные продукты, упакованные навалом или россыпью, например специи, пряности, сухофрукты и т. д.

В последние годы появилась новая безопасная технология стерилизации — электронно-лучевая. В отличие от методов стерилизации гамма-излучением и этиленоксидом, электронно-излучение не использует радиоактивные изотопы.

Коммерческое применение электронно-лучевого способа было ограничено двумя факторами: стоимостью и отсутствием опций упаковочных материалов, адаптация которых была бы подтверждена научно. Джордж Сэдлер, профессор Национального центра технологий пищевой безопасности, Иллинойс, отмечает: «Системы электронно-лучевого излучения появились еще в 50-х годах, но до недавнего времени их эксплуатация обходилась очень дорого. Только одна компания, Cryovac, сумела получить разрешение от американского Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) на использование единственного упаковочного материала для ЭЛ-обработки упакованных пищевых продуктов, — этиленвинилацетата лучевой способ использует высокий уровень энергии электронов в качестве средства стерилизации. Электроны ускоряют до скорости света с помощью линейного ускорителя. Суммарная энергия, складывающаяся из диапазона энергий от 3 до 10 млн электронвольт (эВ), соединяясь с электроэнергией в диапазоне от 1 до 50 кВт, оказывается достаточной для проникновения в продукт, упакованный в готовую к отгрузке тару. Электроны, сканируя продукт, проходят через множество вторичных частиц, включая ионы и свободные радикалы. Вторичные частицы разрывают ДНК-цепочки микроорганизмов и на внутренней поверхности упаковки, и внутри продукта, таким образом блокируя их дальнейшее размножение. Патогенные микробы разрушаются, и продукт стерилизуется.

Отметим, что электронно-лучевое (ЭЛ) излучение не предполагает глубинного проникновения в толщу продукта, как это делает гамма-излучение. ЭЛ проникает в продукт на глубину до 7,5 см от поверхности. Действие ЭЛ-излучения ограничивается несколькими секундами, в отличие от многочасового воздействия на продукт гамма-излучением. Кратковременность воздействия ускоренных электронов снижает возможные эффекты окисления продукта, сводя к минимуму нарушения в структуре как продукта, так и упаковочного материала. Самое главное, ЭЛ- (EVA). Большинство других упаковочных пленок были утверждены и апробированы в 1960-х годах только для гамма-излучения. Со временем и углубленным развитием технологий стоимость ЭЛ-стерилизации понизилась до вполне приемлемого уровня, вызвав интерес со стороны пищевой и упаковочной индустрии. Сейчас пришло время расширить список упаковочных опций для ЭЛ-стерилизации».

Профессор Сэдлер возглавляет рабочую группу, состоящую из представителей 20 компаний, в основном крупных поставщиков и переработчиков пластиков, таких как DuPont, Dow, Cryovac, American National Can, пытающихся получить разрешение от FDA на применение расширенного диапазона упаковочных пленок и некоторых структур на основе полужестких и жестких пластиков. Группа протестировала и разработала документацию на применение таких материалов, как этилвинилалкоголь (EVON), нейлоны, все иономеры. «Интерес к ЭЛ-излучению диктуется прежде всего соображениями безопасности этого метода стерилизации. Мы прогнозируем, что свежее и обработанное мясо, курица станут первыми объектами применения этой технологии. Несколько вопросов остаются нерешенными, особенно касающиеся композитных многослойных упаковочных материалов и того, каким образом на них будет воздействовать электронно-лучевое излучение. Предполагается, что около 80-90% разовых медицинских пластмассовых упаковок будут совместимы с ЭЛ-обработкой», — утверждает Джордж Сэдлер.

Крупнейшие переработчики мяса, такие как IBP, Tyson Foods, Cargill, Emmpak, объявили о планах провести совместные исследования с корпорацией Titan, единственным обладателем комплекса оборудования SureBeam, использующего ЭЛ-излучение и запатентованной технологии, названной электронной технологией холодной пастеризации. Компании — переработчики мяса и курицы предполагают, что холодная пастеризация сможет продлить срок годности замороженных мясных продуктов.

Специалисты склонны полагать, что «если гамма-излучение было первым шагом на пути применения такого рода технологий, ЭЛ-излучение — вторым, то вскоре придет время использования рентгеновских лучей в качестве источника излучения. Последняя технология сочетает в себе быстроту электронно-лучевого метода и глубокое проникновение гамма-излучения»

Марина МОНАХОВА

Обозреватель PakkoGraff

Тема статьи: стерилизация излучением, стерилизация этиленоксидом



06

Задать вопрос

 

00

 

05

Отзывы клиентов

 

00

 

08

О технологии

 

00

 

07

Статьи

Отправить запрос