ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ПРЕПАРАТІВ Р3-ОКСОНІЯ АКТИВ® ТА Р3-ОКСОНІЯ АКТИВ 150® ДЛЯ ОБРОБКИ ОБЛАДНАННЯ ПІДПРИЄМСТВ ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ "NO RINSE APPLICATION"

В.Г. Герасимова, канд.мед.наук. С.С. Світлий, канд.мед. наук,В.Є. Кривенчук, докт.фар.наук, Р.Ю. Сова, докт.мед.наук,А.М. Кiндибалюк*, канд.мед. наук, Г.В. Головащенко, Л.О. Любінська, Л.І. Назаренко, О.І. Корнієць

Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя МОЗ України, м. Київ
*Фірма "Еколаб ТзОВ", м. Київ

РЕЗЮМЕ. Технология "no rinse application" — это применение дезинфицирующих средств для оборудования пищевой промышленности без заключительного промывания водой. Проведена серия исследований по определению возможности использования этой технологии с препаратами Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® для оборудования пивоваренной и молочной промышленности. Дана токсикологическая характеристика препаратов. Определены виды оборудования, для которого может быть применена технология "no rinse application".

SUMMARY. "No Rinse Application" technology allows to disinfect food processing industry equipment without final water rinsing. A series of studies was performed to determine the possibility of using chemicals Р-3 Oxonia Active® and Р-3 Oxonia Active 150® in this technology with beer brewing and dairy processing equipment. Toxicological characteristics of these chemicals are presented. Types of equipment to which "No Rinse Application" technology can be applied are determined.

Препарати Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® розроблені фірмою ECOLAB (Дюсельдорф, Німеччина). Підприємства цієї фірми сертифіковані згідно вимог ISO 9001:2001 (щодо якості продукції) та ISO 14001:1996 (щодо екологічної безпечності виробництва). Дезінфектанти Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® — це рідкі засоби на основі перекису водню та надоцтової кислоти, які застосовуються для обробки обладнання харчової промисловості. Традиційна схема застосування препаратів передбачає промивання обладнання після дії засобів. В той же час в деяких країнах Західної Європи і в США змінена технологія використання цих препаратів — вони застосовуються без остаточного промивання водою ("no rinse application"). Так, у США технологія "no rinse application" офіційно дозволена для пиво-безалкогольної і молочної промисловості, точніше, заборонено здійснювати остаточне змивання цих препаратів водою. Р3-оксонія актив має дозвіл Департаменту харчових продуктів і лікарських засобів США для обробки поверхонь, що контактують з їжею, і включений до реєстру Агенства з охорони навколишнього середовища як препарат, застосування якого не завжди потребує подальшого промивання. Ряд підприємств України закупили великі вертикальні циліндро-конічні резервуари та автоматичні станції миття, в програму миття яких вже закладена можливість використання таких препаратів за технологією "no rinse application".

Нами була проведена серія досліджень для вирішення питання можливості застосування препаратів Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® для обробки обладнання пивоварної та молочної промисловості без подальшого промивання його водою. Задачами дослідження були: аналіз токсичних властивостей препаратів; визначення рівнів залишкових кількостей препаратів на поверхнях, що підлягали обробці; встановлення швидкості та повноти розкладання препаратів у воді та харчових продуктах (пиві та молоці); встановлення концентрації препаратів, що можуть впливати на якісні показники харчових продуктів; оцінка ризику застосування препаратів за органолептичними та токсикологічними показниками.

Токсикологічна характеристика дезінфекційних засобів та їх діючих речовин

Представлені виробником матеріали не містять всіх необхідних даних щодо оцінки токсикологічних властивостей дезінфекційних засобів, вони не класифіковані за ступенем небезпечності. У зв'язку з цим нами проведений аналіз токсикологічних властивостей дезінфекційних засобів Р3-оксонія актив® і Р3-оксонія актив 150®, визначений ступінь і характер їх токсичної дії на організм, встановлені параметри гострої токсичності при різних шляхах надходження до організму, досліджені резорбтивно-токсична, місцево-подразнююча дія та сенсибілізуючі властивості препаратів. Також дана оцінка небезпечності діючих речовин цих засобів: надоцтової, оцтової кислот, пероксиду водню. За даними різних авторів середньосмертельна доза (LD₅₀) надоцтової кислоти при пероральному введенні щурам знаходиться в межах 0,2–1,5 г/кг [1, 2, 3]. Для перекису водню середньосмертельна концентрація (СL₅₀) становить 2000 мг/м³, а LD₅₀ при нанесенні на шкіру — 4060 мг/кг [1]. При вивченні хронічної інгаляційної токсичності надоцтової кислоти в концентрації 4,6 мг/м³ не була зареєстрована дія на людей [4]. Мутагенна активність у надоцтової кислоти та перекису водню не встановлені [5, 6]. Межа сумісності надоцтової кислоти і шкіри людини, як вважають, знаходиться на рівні 0,4% [3], що значно вище за концентрації цього компоненту, які використовуються для обробки обладнання харчової промисловості. LD₅₀ для Р3-оксонія актив 150® становить 3,4 г/кг [7]. Під час контакту з органічними речовинами перекис водню розкладається на воду та кисень, а надоцтова кислота — з утворенням кисню і оцтової кислоти або її солей. Оцтова кислота є загальновживаною харчовою добавкою, за поданням ФАО/ВООЗ її допустима добова доза не лімітується [8].

Таким чином, узагальнюючи результати даних літератури та власних досліджень з вивчення токсикологічних властивостей дезінфекційних засобів Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150®, які містять оцтову, надоцтову кислоти та пероксид водню, можна зробити висновок, що вони:
- при одноразовому внутрішньо-шлунковому введенні відносяться до малонебезпечних речовин згідно ГОСТ 12.1.007-76;
- не мають резорбтивних властивостей при нанесенні на шкіру;
- при інгаляційному шляху надходження відносяться до речовин 2 класу небезпеки у відповідності до ГОСТ 12.1.007-76;
- не проявляють подразнюючої дії на непошкоджені шкіряні покрови;
- мають виразні подразнюючі властивості при надходженні на слизові оболонки очей;
- не спричиняють сенсибілізуючої дії.

Встановлення залишкових кількостей Р3-оксонія актив 150® на поверхнях, що підлягали обробці

Дезінфекційні засоби Р3-оксонія актив® і Р3-оксонія актив 150® мають корозійні та окислюючі властивості. Однак препарати сумісні з нержавіючою сталлю, алюмінієм, пластмасами РР, РЕ, склом та керамікою. Робочі концентрації препаратів при використанні в харчовій промисловості для технологічних резервуарів об'ємом від 9000 л до 400000 л становлять 0,15%–0,4%.

Процес обробки поверхні і видалення розчину препарату Р3-оксонія актив 150® моделювався на лабораторній скляній ділильній воронці ємністю 1 л. При цьому використана концентрація препарату 0,3%, яка забезпечує значну агравацію умов застосування, виходячи з малого об'єму модельного резервуару. Залишки препарату визначали титрометричним методом. Вміст перекису водню розраховували за витратами розчину перманганату калію, а вміст надоцтової кислоти — тіосульфату натрію.

Проведені дослідження дозволили визначити залишкові кількості перекису водню на поверхні на рівні біля 11 мг/м², а надоцтової кислоти — біля 14 мг/м². Виходячи з рецептурного складу препаратів (у співвідношенні ~1:1), їх залишкова кількість на поверхні резервуару після обробки 0,3% розчином буде становити приблизно 25 мг/м². Знаючи характеристики поверхні модельного резервуару, можна припустити, що такі самі величини залишкових кількостей речовин можуть бути виявлені на поверхні резервуарів з полірованої нержавіючої сталі та на емальованій поверхні.

Встановлення швидкості та повноти розкладання Р3-оксонія актив 150® у воді та харчових продуктах (пиві та молоці)

В цій серії досліджень проведено визначення та порівняння динаміки розкладання засобу Р3-оксонія актив 150® у воді, пиві та молоці.

1. Визначення залишків препарату у воді.
В 500 мл дистильованої води внесли 50 мл 0,3% розчину Р3-оксонія актив 150. Такий розчин повинен містити приблизно 300 мг/л препарату. Надалі проводили визначення вмісту засобу у воді зразу після приготування і через певні проміжки часу. Результати дослідження наведені у таблиці 1.

Як видно із наведених даних, розклад препарату іде дуже повільно. Ці результати відрізняються від даних літератури [7], за якими з 1 по 14 добу досліджень відбувається значне зниження концентрації препарату у воді.

2. Визначення розкладання Р3-оксонія актив 150® у пиві.
Для дослідження було використано пиво "Чернігівське" однієї партії виготовлення, розлите у скляні пляшки об'ємом 0,5 л. Дослідження проведені з двома концентраціями Р3-оксонія актив 150®, що вносилися у пиво. Вихідні концентрації прапарату у пиві становили 320 мг/л і 115 мг/л. Проводили визначення вмісту засобу у пиві через певні проміжки часу (таблиця 2).

Таким чином, в перші 15–20 хвилин контакту препарату з пивом відбувається зниження кількості перекису водню і надоцтової кислоти у 2,4–3 рази. Потім процес розпаду іде більш плавно. Якщо у пиво вноситься Р3-оксонія актив 150® у кількості порядку 300 мг/л, то залишкові кількості препарату зберігаються протягом більше, ніж 10 днів. При внесенні засобу у кількості близько 100 мг/л вже через два дні залишкові кількості діючих речовин не визначаються.

У порівнянні з даними літератури [7], нашими дослідженнями встановлено більш швидке розкладання препарату (у 1,5–5 разів у різних часових проміжках)

3. Визначення розкладання Р3-оксонія актив 150® у молоці.
Для дослідження було використано молоко довгострокового зберігання "Баланс" однієї партії виготовлення, 2,5% жирності, розлите у пакети типу "тетрапак" об'ємом 1 л. Дослідження проведені з двома концентраціями Р3-оксонія актив 150® (таблиця 3).

Таким чином, при контакті препарату з молоком простежується така сама тенденція, що і при контакті з пивом. В перші 5–20 хвилин контакту препарату з молоком відбувається різке зниження кількості перекису водню і надоцтової кислоти. Потім процес розпаду іде більш плавно. Слід відзначити, що процес розкладу Р3-оксонія актив 150® у молоці йде більш інтенсивно, ніж у пиві.

Результати наших дослідженнь, в цілому, співпадають з даними літератури [7], хоча зареєстровано не таке швидке розкладання препарату після першої години контакту з молоком.

Встановлення рівнів концентрацій препарату Р3-оксонія актив 150®, які можуть впливати на якісні показники харчових продуктів

Можливість попадання засобів типу Р3-оксонія актив в харчові продукти під час застосування технології "no rinse application" створює необхідність визначення кількісних характеристик засобів, які можуть призвести до небажаних змін у харчових продуктах. З огляду на це було проведено визначення порогової величини Р3-оксонія актив 150® за впливом на рН та органолептичні показники пива і молока.

Зростаючі дози препарату від 1,0 мг/л до 30000 мг/л вносили у пиво "Чернігівське". Органолептичну оцінку проводили зразу після внесення Р3-оксонія актив 150® та через 7 днів зберігання пива при температурі 5 °С. Результати експерименту наведені у таблиці 4.

Наведені дані свідчать, що найбільш чутливими до впливу препарату є такі показники, як запах і присмак. Лише концентрація 1,0 мг/л не спричиняє достовірного впливу на зміну запаху і присмаку продукту. Зміна інших показників якості практично починає реєструватися при концентрації засобу в пиві 300 мг/л.

Для визначення порогової величини Р3-оксонія актив 150® за впливом на органолептичні показники молока дози препарату в інтервалі від 1,0 мг/л до 30000 мг/л вносили у молоко тривалого зберігання "Баланс". Органолептичну оцінку проводили відразу після внесення Р3-оксонія актив 150® та через 7 днів зберігання молока при температурі 5 °С (таблиця 5).

Наведені дані свідчать, що концентрація 5,0 мг/л є пороговою за впливом на запах і присмак продукту, призводить до незначної зміни водневого показника у межах дозволеного діючими нормативними документами.

Оцінка ризику застосування препаратів за показниками токсичності та впливом на органолептичні показники

Вивчення зменшення концентрації Р3-оксонія актив 150® у пиві та молоці в залежності від часу показало, що чим менша вихідна концентрація препарату, тим більша швидкість його розкладу за перші 20 хвилин контакту. Так, при вихідній концентрації 320 мг/л за перші 20 хвилин розкладається біля половини препарату, а при вихідній концентрації 115 мг/л кількість препарату зменшується в 3–3,5 рази. Реальні концентрації, що можуть знаходитись в резервуарах при застосуванні технології "no rinse application", будуть у сотні разів менші, що зразу призведе до повного розкладання діючих речовин засобу до оцтової кислоти і води в реальних умовах використання.

Під час застосування препаратів Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® лімітуючим показником шкідливості є органолептичний. Тобто, не буде спостерігатися погіршення органолептичних характеристик харчових продуктів при попаданні препарату до пива або молока в концентраціях менших за 1 мг/л. Для забезпечення концентрації препарату, яка не буде перевищувати 1 мг/л в харчовому продукті і негативно впливати на його органолептичні показники, співвідношення об'єму резервуара (л) і площі його внутрішньої поверхні (м²) повинно бути не менше 30. Враховуючи реальні об`єми резервуарів, що використовуються для виробництва пива, співвідношення об'єму резервуара і площі його внутрішньої поверхні буде більшим на порядок.

Треба мати на увазі, що всі наші обгрунтування і висновки будуть достовірними тільки за певних умов. В дослідженнях моделювалось використання препаратів лише для обробки поверхні вертикальних циліндрично-конічних резервуарів, виготовлених із полірованої нержавіючої сталі або емальованих, що забезпечує мінімальну залишкову кількість препаратів на обробленій поверхні.

Висновки

1. Дезінфекційні засоби Р3-оксонія актив® і Р3-оксонія актив 150® за токсикологічними властивостями, при ентеральному шляху надходження до організму, відносяться до малонебезпечних речовин (4 клас небезпеки у відповідності до ГОСТ 12.1.007-76), спричиняють виразну подразнюючу дію на слизові оболонки очей. Засоби не мають резорбтивно-токсичних та місцево-подразнюючих властивостей при аплікації на шкіру. Діючі речовини препаратів: надоцтова і оцтова кислоти та пероксид водню — при надходженні до шлунку відносяться до помірнонебезпечних речовин (3 клас небезпечності згідно ГОСТ 12.1.007-76), при інгаляційному впливові — до 2 класу небезпечності. Кислоти мають виразну подразнюючу дію при надходженні на шкіряні покрови та слизову оболонку очей. У результаті метаболізму надоцтової кислоти та перекису водню утворюються нетоксичні продукти.

2. З позиції гігієни вважаємо можливим використання препаратів Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® у виробництві пива для обробки за технологією "без остаточного промивання" вертикальних циліндрично-конічних резервуарів, виготовлених з полірованої нержавіючої сталі або емальованих. Співвідношення об'єму резервуара (л) і площі його внутрішньої поверхні (м²) повинно бути не менше 30.

3. Вирішення питання про можливість використання препаратів Р3-оксонія актив® та Р3-оксонія актив 150® для обробки обладнання за зміненою технологією при виробництві молока потребує проведення подальших досліджень.

Література
1. Lewis R.J.,Sr., Tatken R.L. Registry of Toxic Effects of Chemical Sabstances". Cincinatti, Ohhio / USA:National Institute for Occupational Safety and Health, 1979.
2. Busch A. und Werner E. Zur Problematik der Tiervertraglichkeit von Peressigsaure / Monatsbl. Vet. Med. —1974. —29. —S. 494–498.
3. Merka A., Tichacek B. Zur Tocizitat der peressigsaure aus humanmedizinischer Sicht in "Wolfasteril". Simposiums-bericht Anwendung der Peressigsaure in der Humanmedizin, 1978, Eisenach. —S. 71–72.
4. Dworschak D., Linde J. Raumluft-desinfektion mit Peressigsaure (PES) — Aerosolen auf Intensivtherapiestationen und ihre Konsequenzen fur die Behandlung des Hospitalismusproblems / Dtsch. Gesundheitswesen DDR. —976. —31. —S. 1622–1625.
5. Yamaguchi T., Yamaschita Y. Mutageniety of hydroperoxides, of fatty acids and some hydrocarbons / Agric. Biol. Chem. —1980. —44. —P. 1675–1678.
6. Maximale Arbeitsplatzkonzentration. Mitteil. XVI der Senatskommission zur Prufung gesundheitsschadlicher Arbeitsstofle. —1980. —4. 7. —S. 52 (Deutsche Forschungsgemeinschaft, BR Deutschland).
7. W. Schroder. Peracetic Acid. Disinfectant for Foodstuff Industry / Brauwelt International. Jahrgang 2. —1984. —Heft 1. —S. 115–120.
8. Summary of Evaluations Performed by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA).

| Зміст |