پیشگیری از تشکیل بیوفیلم در فرآورده های لبنی با پراستیک اسید

محققان مطالعات گسترده‌ای درباره تأثیر بیوفیلم یا زیست‌لایه بر فرآیند تولید لبنیات انجام داده‌اند. در این مطالعات، تأثیر تولید آنزیم‌های میکروبی در حین حمل‌ونقل شیر خام، مکانیسم‌های تشکیل بیوفیلم توسط باکتری‌های گرمادوست و راهکارهای کنترل آلودگی‌های میکروبی بررسی شده است. امروزه صنعت لبنیات اطلاعات دقیق‌تری درباره تشکیل زیست‌لایه و روش‌های کاهش اثرات آن بر کارایی تولید، بهداشت تجهیزات و کیفیت محصولات لبنی در اختیار دارد.

یکی از راهکارهای مهم برای کنترل میکروارگانیسم‌ها و کاهش خطر تشکیل مجدد بیوفیلم، اجرای صحیح برنامه شست‌وشو و ضدعفونی است. در این زمینه، استفاده اصولی از محلول‌های گندزدای حاوی پراستیک اسید، از جمله پراستیک اسید ۱۵ درصد با نام تجاری فوداسیب، می‌تواند بخشی از برنامه بهداشتی صنایع لبنی باشد. البته اثربخشی این ترکیبات به غلظت مصرف، زمان تماس، نوع سطح، میزان آلودگی و دستورالعمل کاربرد محصول بستگی دارد. پراستیک اسید جایگزین حذف اولیه رسوبات و شست‌وشوی مناسب نیست و باید در چارچوب برنامه تأییدشده بهداشتی کارخانه استفاده شود.

بیشتر بدانیم:

♣ بیوفیلم چیست؟

♣ راهنمای جامع جلوگیری از آلودگی متقاطع و کنترل لیستریا در لبنیات

بیوفیلم در صنعت لبنیات چیست؟

تشکیل زیست‌لایه در صنعت فرآوری لبنیات یکی از چالش‌های مهم بهداشتی است. بیوفیلم‌ها از اجتماعات میکروبی تشکیل می‌شوند که به سطوح متصل شده و درون ماتریکسی از مواد خارج‌سلولی قرار می‌گیرند. این ماتریکس می‌تواند حاوی پلی‌ساکاریدها، پروتئین‌ها، DNA خارج‌سلولی و سایر ترکیبات آلی باشد.

در تجهیزات فرآوری لبنیات، رسوبات حاصل از شیر، از جمله پروتئین‌ها، چربی‌ها و مواد معدنی مانند ترکیبات کلسیم، می‌توانند به سطح تجهیزات بچسبند و شرایط مناسبی برای اتصال و استقرار میکروارگانیسم‌ها فراهم کنند. فولاد ضدزنگ که به‌طور گسترده در مخازن، لوله‌ها و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود، در صورت شست‌وشوی ناکافی می‌تواند محل تشکیل بیوفیلم باشد. پلاستیک، لاستیک، واشرها، اتصالات و سایر سطوح در تماس با محصول نیز ممکن است درگیر این مشکل شوند.

باکتری‌های مستقر در بیوفیلم با کمک ماتریکس خارج‌سلولی در برابر برخی تنش‌های محیطی و عملیات ضدعفونی مقاومت بیشتری نسبت به سلول‌های آزاد نشان می‌دهند. این وضعیت می‌تواند به ماندگاری آلودگی، کاهش کارایی تجهیزات و انتقال میکروارگانیسم‌ها به محصولات تولیدی منجر شود.

بیوفیلم چگونه تشکیل می شود؟

باکتری‌ها در محیط به دو شکل عمده شناور یا آزاد و متصل به سطوح وجود دارند. شکل متصل می‌تواند به تشکیل بیوفیلم منجر شود؛ لایه‌ای که روی جداره مخازن، لوله‌ها و تجهیزات مرطوب شکل می‌گیرد. سلول‌های باکتریایی ممکن است به سطوح فلزی و غیرفلزی که در معرض آب، شیر، رطوبت یا مایعات دیگر قرار دارند، متصل شوند و به‌تدریج اجتماع میکروبی ایجاد کنند.

تشکیل بیوفیلم معمولاً طی مراحل زیر اتفاق می‌افتد:

۱. چسبندگی برگشت‌پذیر: در این مرحله، باکتری‌ها به سطح متصل می‌شوند، اما اتصال آن‌ها هنوز نسبتاً ضعیف است و امکان جدا شدن وجود دارد.

۲. چسبندگی پایدار: باکتری‌ها اتصال محکم‌تری با سطح برقرار می‌کنند و شروع به تولید مواد ماتریکس خارج‌سلولی می‌کنند.

۳. تشکیل کلنی و بلوغ بیوفیلم: سلول‌ها تکثیر می‌شوند و اجتماعات میکروبی پیچیده‌تری شکل می‌گیرند. ماتریکس زیستی به تثبیت اجتماع کمک می‌کند.

۴. پراکندگی سلول‌ها: بخشی از سلول‌ها یا قطعات بیوفیلم ممکن است جدا شده و به نقاط دیگر سیستم منتقل شوند و زمینه آلودگی مجدد را فراهم کنند.

شناخت این مراحل برای انتخاب روش مناسب کنترل ضروری است؛ زیرا جلوگیری از چسبندگی اولیه با حذف یک بیوفیلم بالغ تفاوت دارد.

بیوفیلم در دامداری

تشکیل بیوفیلم در لوله‌های آبخوری سالن‌های پرورش طیور، خطوط انتقال آب و تجهیزات شیردوشی می‌تواند مشکلات بهداشتی و عملیاتی ایجاد کند. تجمع میکروبی و رسوبات ممکن است به گرفتگی لوله‌ها، کاهش جریان آب و دشوار شدن نظافت تجهیزات منجر شود.

بیوفیلم همچنین می‌تواند به‌عنوان مخزنی برای ماندگاری میکروارگانیسم‌ها عمل کند و خطر آلودگی آب آشامیدنی دام، آب فرآیندی و شیر خام را افزایش دهد. برخی میکروارگانیسم‌ها نیز ممکن است با تولید مواد اسیدی یا سایر متابولیت‌ها در تخریب سطوح یا خوردگی تجهیزات نقش داشته باشند؛ هرچند خوردگی به جنس سطح، شرایط شیمیایی و عوامل دیگری نیز وابسته است.

بنابراین، کنترل بیوفیلم در دامداری باید بر پایه طراحی بهداشتی تجهیزات، شست‌وشوی منظم، ضدعفونی متناسب با کاربرد و پایش کیفیت آب و شیر انجام شود.

4 مورد از معایب تشکیل بیوفیلم

تولید زیست‌لایه در دامداری‌ها و واحدهای فرآوری لبنی می‌تواند پیامدهای مختلفی داشته باشد که از جمله آن‌ها عبارت‌اند از:

• کاهش اثربخشی برخی اقدامات بهداشتی و واکسیناسیون: آلودگی میکروبی آب و شرایط نامناسب بهداشتی می‌توانند سلامت دام را تحت تأثیر قرار دهند و مدیریت بیماری‌ها را دشوار کنند. بااین‌حال، بیوفیلم به‌تنهایی علت مستقیم کاهش اثربخشی واکسن نیست.
• تغییر در دسترسی به برخی مواد مغذی: میکروارگانیسم‌های موجود در بیوفیلم ممکن است برخی ترکیبات محلول را مصرف کنند یا بر کیفیت آب تأثیر بگذارند؛ اما میزان تأثیر آن بر ویتامین‌های موردنیاز دام و طیور به شرایط سیستم بستگی دارد.
• ایجاد طعم و بوی نامطبوع: فعالیت میکروبی و تولید متابولیت‌ها می‌تواند کیفیت حسی آب و شیر را تغییر دهد.
• کاهش تمایل دام و طیور به نوشیدن آب آلوده: تغییر بو، طعم و کیفیت آب ممکن است مصرف آن را کاهش دهد و در کنار سایر عوامل مدیریتی، خطر بروز مشکلات سلامت را افزایش دهد.

در صنعت لبنیات، از دیگر پیامدهای مهم بیوفیلم می‌توان به آلودگی مجدد محصول، کاهش ماندگاری، افزایش ضایعات، اختلال در انتقال حرارت و افزایش هزینه‌های شست‌وشو و نگهداری اشاره کرد.

عوامل موثر در سرعت تشکیل بیوفیلم

تشکیل بیوفیلم توسط باکتری‌ها یکی از عوامل مهم آلودگی پایدار در صنایع لبنی است. میکروارگانیسم‌های موجود در آب، هوا، خاک، مواد اولیه و محیط کارخانه می‌توانند در شرایط مناسب به تجهیزات متصل شوند.

برای مثال، باکتری Bacillus subtilis توانایی تشکیل اسپور دارد و برخی سویه‌های آن متحرک هستند. بااین‌حال، میزان چسبندگی و تشکیل بیوفیلم به ویژگی‌های سویه، شرایط محیطی و جنس سطح بستگی دارد و نمی‌توان آن را صرفاً بر اساس تحرک باکتری پیش‌بینی کرد.

برخی از فاکتورهای موثر در تولید زیست لایه عبارتند از:

• ویژگی های میکروب غالب در بیوفیلم
• ساختار سطحی که بیوفیلم بر روی آن مستقر است.
• ترکیب و شرایط محیطی مثل دما و مواد مغذی موجود در سیستم

روش های مبارزه با تولید زیست لایه در صنایع لبنی

در صنایع لبنی، روش‌های مختلفی برای کنترل تشکیل بیوفیلم وجود دارد. مهم‌ترین راهبرد، ترکیب تمیزکاری مؤثر، ضدعفونی مناسب، طراحی بهداشتی تجهیزات و پایش مستمر است.

یکی از روش‌های پیشگیری، کاهش چسبندگی باکتری‌ها به سطوح است. این راهبرد می‌تواند شامل کاهش زبری سطح، تعمیر سطوح آسیب‌دیده، استفاده از تجهیزات با طراحی بهداشتی و بررسی پوشش‌های ضدمیکروبی یا ضدچسب باشد. پوشش‌های ضدچسب در پژوهش‌های مرتبط مورد توجه قرار گرفته‌اند؛ بااین‌حال، اثربخشی و ایمنی آن‌ها باید برای کاربرد مشخص در صنایع غذایی ارزیابی شود و نمی‌توان همه پوشش‌ها را به‌طور یکسان مناسب دانست.

از دیگر روش‌های مبارزه با بیوفیلم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از مواد شوینده مناسب برای حذف رسوبات آلی و معدنی.
• بهینه‌سازی برنامه شست‌وشوی در محل یا CIP.
• استفاده از ضدعفونی‌کننده‌های مناسب پس از تمیزکاری.
• بررسی منظم نقاط دشوار برای نظافت، مانند واشرها، شیرها، اتصالات و مبدل‌های حرارتی.
• نمونه‌برداری میکروبی از سطوح و ارزیابی اثربخشی برنامه نظافت.
• بررسی روش‌های آنزیمی برای تجزیه برخی اجزای ماتریکس بیوفیلم، در صورت سازگاری با فرآیند.

مطالعات جدید نیز نشان می‌دهند که برنامه‌های متداول CIP همیشه قادر به حذف کامل همه بیوفیلم‌ها نیستند و ترکیب مناسب مراحل پاک‌سازی و ضدعفونی، همراه با ارزیابی نتایج، اهمیت زیادی دارد.

روش های پیشگیری از تشکیل بیوفیلم در صنایع لبنی

تمیز کردن و ضدعفونی، از مهم‌ترین اقدامات برای کنترل بیوفیلم در کارخانه‌های لبنی هستند. انتخاب روش مناسب باید با توجه به طراحی کارخانه، نوع تجهیزات، جنس سطوح، ترکیب آلودگی‌ها و شرایط عملیاتی انجام شود.

چهار مرحله حیاتی برای تمیز کردن و ضدعفونی بهینه عبارت‌اند از:

۱. پیش‌شست‌وشو: آلودگی‌های قابل مشاهده و باقی‌مانده مواد غذایی را با روش و دمای مناسب حذف کنید. دمای آب باید با نوع آلودگی سازگار باشد؛ برای مثال، گرمای نامناسب ممکن است باعث تثبیت برخی رسوبات پروتئینی شود.

۲. شست‌وشوی شیمیایی: برای حذف پروتئین‌ها، چربی‌ها و رسوبات معدنی، از مواد شوینده مناسب استفاده کنید. در بسیاری از خطوط لبنی، شوینده‌های قلیایی برای آلودگی‌های آلی و شوینده‌های اسیدی برای برخی رسوبات معدنی به کار می‌روند. انتخاب ترتیب و شرایط مصرف باید بر اساس برنامه تأییدشده CIP باشد.

۳. آبکشی: باقی‌مانده مواد شوینده را طبق دستورالعمل فرآیند و الزامات بهداشتی حذف کنید تا با مرحله ضدعفونی تداخل ایجاد نشود.

۴. ضدعفونی: پس از تمیزکاری مؤثر، از ضدعفونی‌کننده مناسب با غلظت و زمان تماس تأییدشده استفاده کنید تا بار میکروبی باقی‌مانده کاهش یابد.

ضدعفونی به‌تنهایی لزوماً ماتریکس بیوفیلم بالغ را حذف نمی‌کند. بنابراین، اگر بیوفیلم ماندگار باشد، باید علت ناکارآمدی شست‌وشو بررسی شود و در صورت لزوم، برنامه پاک‌سازی اصلاح گردد.

نقش سیستم CIP در کنترل بیوفیلم

سیستم CIP امکان گردش محلول‌های شوینده و آب شست‌وشو در تجهیزات بسته، لوله‌ها و مخازن را بدون نیاز به جداسازی کامل همه قطعات فراهم می‌کند.

اثربخشی CIP به عواملی مانند غلظت مواد شیمیایی، دما، زمان تماس، سرعت جریان و دسترسی محلول به تمام سطوح وابسته است. وجود نقاط مرده، جریان ناکافی یا واشرهای آسیب‌دیده می‌تواند موجب باقی ماندن آلودگی شود.

برنامه CIP باید برای تجهیزات و فرآیند مشخص طراحی و اعتبارسنجی شود. کنترل پارامترهای شست‌وشو و ثبت نتایج، در کنار نمونه‌برداری میکروبی یا روش‌های پایش مناسب، به شناسایی نقاط ضعف برنامه کمک می‌کند.

ضدعفونی صنایع لبنی با پراستیک اسید 15%

پراستیک اسید یا (PAA)، یک محلول ضدعفونی رایج است که در صنایع لبنی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محلول دارای طیف  اثربخشی گسترده ای است که به مواد زائد ایمن اجازه تجزیه‌پذیری می‌دهد. نتایج تحقیقات مختلف نشان می‌دهد که PAA به خوبی سلول‌های چسبناک لیستریا مونوسیتوژنز (L. monocytogenes) را از بین می‌برد. مطالعات نشان می دهد که PAA با غلظت 0.5 درصد قادر به غیرفعال کردن بیوفیلم‌های سویه‌های L. monocytogenes رهایشی از آب نمک روی فولاد ضدزنگ است.

کلام آخر:

بیوفیلم‌ها در صنعت فرآوری لبنیات یکی از چالش‌های مهم بهداشت و ایمنی مواد غذایی هستند؛ زیرا می‌توانند موجب ماندگاری آلودگی میکروبی، افت کیفیت محصولات، افزایش ضایعات و اختلال در عملکرد تجهیزات شوند. باکتری‌ها قادرند روی سطوح مختلف، از جمله لوله‌های انتقال شیر، مخازن و مبدل‌های حرارتی، بیوفیلم تشکیل دهند. بنابراین، شناسایی نقاط آلوده، انتخاب روش مناسب شست‌وشو و ضدعفونی و ارزیابی اثربخشی برنامه بهداشتی، نقش کلیدی در کنترل این مشکل دارد.

پراستیک اسید یکی از گزینه‌های ضدعفونی در صنایع غذایی و لبنی است، اما عملکرد آن به شرایط مصرف و میزان آلودگی بستگی دارد و برای حذف بیوفیلم‌های بالغ، تمیزکاری مناسب همچنان ضروری است. استفاده از مجلول ضدعفونی کننده فوداسیب صنایع آرال شیمیبر پایه پراستیک اسید ۱۵ درصد و سیلور پراکسیدین آکوابر پایه یون نقره می تواند بخشی از یک برنامه جامع و قابل ارزیابی برای بهداشت تجهیزات و کنترل آلودگی میکروبی باشد.

⇐به روز رسانی شده در مهر ۱۴۰۵