Экологичная система микробиологической очистки в животноводстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Экологичная система микробиологической очистки в животноводстве

Ковалева О.В., Санникова Н.В., Шулепова О.В.

Аннотация

Качество молока и молочных продуктов, получаемых в хозяйствах, зависит от условий его получения. Экологически чистыми в настоящее время считаются пищевые продукты, которые вырабатываются из растительного и животного сырья, производимого в условиях, при которых на всех этапах получения, хранения и транспортировки в них не попадают вредные компоненты из окружающей среды. Насколько ни была бы совершенна современная технология переработки, из молока низкого качества с высокой кислотностью, большой механической загрязненностью и бактериальной обсемененностью невозможно изготовить безопасные, высококачественные молочные продукты. Помимо технологических аспектов, чистота молока-сырья зависит от уровня санитарно-гигиенического состояния производственного оборудования и производства в целом. Поэтому особую актуальность приобретают исследовательские работы по разработке новых современных способов, которые способны повысить качество промывки и дезинфекции производственного оборудования и при этом исключить воздействие агрессивных моющих, дезинфицирующих средств на окружающую среду и организм человека. Очистка с использованием пробиотических средств сильно превосходит другие доступные средства, она обеспечивает доказанный устойчивый результат и не имеет отрицательных последствий, которые характерны для дезинфекции обычными кислотными и щелочными средствами. По данным производственных испытаний, была разработана Система МикроБиологической Очистки оборудования и трубопроводов, в зависимости от их назначения и условий эксплуатации, с помощью пробиотического средства, применение которого предупреждает образование на поверхности оборудования минерализовавшегося осадка из молочного белка и жира, что позволяет исключить дополнительную стадию обработки кислотным раствором и последующую промывку от его остатков.

Ключевые слова: СИСТЕМА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ, ПРОБИОТИК, ДОИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, САНИТАРНАЯ ОБРАБОТКА, БАКТЕРИАЛЬНАЯ ОБСЕМЕНЕННОСТЬ

Основная часть

микробиологический пробиотический молочный осадок

В связи с достаточно сложной внешнеэкономической обстановкой, особую актуальность приобрел вопрос обеспечения населения России качественными молочными и мясными продуктами, а также увеличения мощностей существующих производственных предприятий путём модернизации и интенсификации производства. Не менее актуальным стоит признать необходимость повышения качества и увеличения объёма перерабатывающего производства.

Современный этап развития сельского хозяйства [1] связан с оснащением его новейшими инновационными технологиями, которые экономически эффективны. Поэтому требуется разработка стратегии дальнейшего развития необходимых технологических мер для перехода к освоению новых знаний, технологических решений, которые необходимы для обслуживания внедряемых технологий. В таких условиях эффективно функционировать смогут только те предприятия, которые будут развивать свое производство и смогут производить высококачественную продукцию нужного ассортимента и объёма, достаточного для дальнейшего развития.

На сегодняшний день со стороны надзорных органов - Россельхознадзора, Роспотребнадзора и других ведомств постоянно ужесточается контроль качества и безопасности производимой сельхозпродукции, в особенности цельного молока и молочных продуктов [2]. Достаточно часто большие партии продукции не соответствуют установленным требованиям безопасности, в том числе и требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции», в связи с обнаружением антибиотика, за что производители несут административную ответственность.

На безопасность и качество существенное влияние оказывают следующие показатели: ветеринарно-санитарное состояние животноводческих зданий и сооружений; конструкция помещений, состояние и функционирование доильного оборудования; качество кормов; соблюдение режима кормления и содержания животных; состояние здоровья стада. Поэтому в соответствии с международными стандартами для производителей молока-сырья установлены определенные требования и правила, позволяющие гарантированно получать продукцию надлежащего качества.

Значительное влияние на качество молока и молочных продуктов оказывают условия его получения. Экологически чистыми считаются пищевые продукты, которые вырабатываются из растительного и животного сырья, производимого в условиях, при которых на всех этапах получения, хранения и транспортировки в них не попадают вредные компоненты из окружающей среды. Насколько ни была бы совершенна современная технология переработки, из молока низкого качества с высокой кислотностью, большой механической загрязненностью и бактериальной обсемененностью невозможно изготовить безопасные, высококачественные молочные продукты.

Большинство хозяйств не придают достаточного значения лабораториям на производстве, экономя тем самым незначительные средства на их содержании и оборудовании, при этом работу по определению качества произведенного сырья передоверяют лабораториям молокозаводов. Это не дает возможности проводить ежедневный оперативный контроль состояния молочного производства, что сказывается на качестве производимого продукта. Наряду с этим создается возможность для злоупотреблений со стороны предприятий-переработчиков за счет занижения фактической сортности и жирности реализуемого поставщиком молока и, соответственно, его стоимости.

Молоко-сырье - это прекрасная питательная среда для размножения различной микрофлоры, в том числе и патогенной. Кроме технологических аспектов, чистота молока зависит от степени обеспечения санитарно-гигиенического состояния технологического оборудования и производства в целом (рис. 1).

Молоко имеет низкое поверхностное натяжение, это обеспечивает хорошее смачивание металлических поверхностей и, соответственно, адсорбцию на них белков молока за счет их гидрофильности. А поскольку шарики молочного жира окружены белковой оболочкой, они также имеют тенденцию к отложению на металлической поверхности. Поэтому отложения на внутренней поверхности оборудования при несоблюдении этапов промывки имеют вид сложно удаляемых пленок, содержащих жир, белок и плазму. Для достижения требуемых санитарно-гигиенических показателей чистоты поверхностей оборудования необходимо, чтобы моющее вещество обладало достаточной смачиваемостью, эмульгирующим действием по отношению к жировой фракции молока и способностью к полному гидролизу белковых фракций молока.

Рис. 1 Факторы, влияющие на качество молока, %

Для мойки доильного и молочного оборудования широко применяются моющие и дезинфицирующие средства, которые содержат в своем составе достаточно активные добавки в виде комплексообразователей и поверхностно-активных веществ (ПАВ). Они не только наносят вред экосистеме, попадая в окружающую среду, но и достаточно пагубно влияют на здоровье человека, постепенно приводя к возникновению хронических заболеваний [3].

Поэтому особую актуальную роль приобретают исследования по разработке новых современных способов [4], которые могут повысить качество промывки и дезинфекции производственного оборудования и при этом исключить воздействие агрессивных моющих, дезинфицирующих средств на окружающую среду и организм человека.

В связи с возникающими проблемами производства нами была поставлена цель разработать новый способ санитарной обработки доильного и молочного оборудования с применением Системы МикроБиологической Очистки (СМБО) посредством использования веществ на основе органических солей и пробиотических средств.

В качестве моюще-дезинфицирующих средств были использованы Organic Descaler и CMF-240. Эти продукты обладают хорошими очищающими и дезинфицирующими свойствами, к тому же бактерии, содержащиеся в них, колонизируют поверхность и тем самым поддерживают колонии полезных микробов, а это существенно снижает риск размножения патогенов. Очистка с использованием пробиотических средств имеет преимущества перед другими доступными средствами. Она обеспечивает высокий результат и не имеет отрицательных последствий, которые свойственны дезинфекции обычными кислотными и щелочными средствами (резистентность, повреждение обрабатываемых поверхностей, небезопасность, неблагоприятное экологическое воздействие и т.д.). Пробиотические средства отличаются от реагентов тем, что содержат в себе культуры пробиотических бактерий, которые по определению являются непатогенными и нетоксичными, поэтому их использование безопасно, экологично и не приводит к загрязнению образующихся стоков.

К тому же работа пробиотиков методом «конкурентного вытеснения» такова, что бактерии вносятся в изучаемую среду, и это приводит к немедленному их размножению. Они быстро потребляют всю оставшуюся пищу, не оставляя ничего патогенам, которые, в свою очередь, пытаются найти пространство для обитания и пищу. Кроме конкурентного вытеснения [5], действует «чувство кворума», которое представляет собой быстрый способ группирования бактерий друг с другом за счёт сигнальных молекул [6-8]. Как только пробиотические бактерии появляются на поверхности, патогенные организмы, обладая способностью к «чувству кворума», сигнализируют о наступлении неблагоприятных условий, погружающих их в состояние пассивного метаболизма.

Научно-хозяйственный опыт по разработке способа последовательной санитарной обработки доильного молочного оборудования проводили на базе АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья».

Разработанная схема промывки доильного молочного оборудования состояла из двух этапов:

- 1 этап - Циркуляция с Organic Descaler; для этого приготавливали маточный раствор из расчета 700 мл теплой воды + 300 мл концентрата (получался 30%-ный раствор); далее раствор вводился в систему молокопровода (объём системы - 180 л) и находился в системе в течение 3 часов с периодической циркуляцией раствора; далее - 1 час - непрерывная циркуляция раствора в системе и промывка чистой водой + 35С;

- 2 этап - Использование CMF-240; для этого приготавливался маточный раствор из расчета 920 мл теплой воды + 80 мл концентрата (8%-ный раствор); вводили маточный раствор в молокопровод (объём системы - 180 л) и оставляли в системе на 3 часа; далее - 1 час - циркуляция раствора в системе; промывка чистой водой + 35С.

Данная схема промывки проводится 1 раз в год с целью устранения накопившейся накипи, налета и вскрытия патогенных биопленок.

В дальнейшем циркуляционная промывка доильно-молочного оборудования осуществлялась только с использованием CMF-240 (8%-ный маточный раствор) ежедневно 3 раза в день после утренней, обеденной и вечерней дойки в течение 25-40 минут.

Цикличность и температурный режим соответствовали технологии промывки, используемой в хозяйстве. Контроль санитарного доильно-молочного оборудования проводили путем визуального осмотра рабочих поверхностей молокопроводящих путей и бактериологических исследований смывов с рабочих поверхностей оборудования. В это же время отбирали из танков-охладителей пробы молока, полученного из контрольной и опытной линий.

Помимо изменений количественного состава микроорганизмов, пробиотические средства способны устранять биопленку (композицию из резистентных патогенных микроорганизмов и матрицы, содержащей органические компоненты - экзополисахариды и белки, и выполняющей функцию своего рода экрана, защищающего микроорганизмы от воздействия биоцидов). Так называемая вторая составляющая пробиотиков - это энзимы, которые быстро перерабатывают органическую грязь и разделяют по типу биологических ножниц сложные молекулярные цепочки на небольшие фрагменты, способствуют деструкции биопленки и готовят почву для превращения нанесенных спор в бациллы. В живой природе процесс очистки происходит за счет отделения грязи водой и последующей переработки ее бактериями. Именно этот принцип лежит в основе действия моющего пробиотика. Третьим компонентом являются экологически безвредные моющие вещества, которые отделяют грязь от поверхности и подобраны в соответствии с решением определенных задач и зон обработки.

Отклонения в составе молока, вызванные некачественной промывкой доильно-молочного оборудования, существенно влияют на показатель титруемой кислотности молока, а, следовательно, и на его термоустойчивость [9].

По данным лабораторных исследований образцов молока, взятых из танков-охладителей, кислотность в течение месяца в среднем увеличилась в опыте с 17 до 18,5 Т, в контроле - с 15,5 до 18 Т, то есть увеличение в опытной группе произошло на 1,5Т, а в контрольной оно было более значительным и составило 2,5Т.

Увеличение естественной (нативной) кислотности молока в контроле и опыте в нашем случае связано с нарушением условий содержания (микроклимата, особенно в зимний период) и рационов кормления, и, в частности, является следствием нарушения минерального обмена в организме животных. Такие случаи возникают при скармливании животным больших количеств кислых кормов, бедных солями кальция, что было выявлено при более глубоком изучении технологических процессов предприятия и не связано с качеством промывки оборудования.

Наиболее важной операцией ежедневного технического обслуживания доильного оборудования является его промывка. Если доильное оборудование промыть недостаточно тщательно, то число бактерий в нем будет стремительно расти, и молоко после следующего доения будет сильно загрязнено. Санитарная обработка включает комплекс мероприятий, направленных на уничтожение патогенных и снижение количества непатогенных микроорганизмов до такого уровня, когда они не оказывают существенного влияния на качество молока.

Чтобы убедиться в чистящих и моющих свойствах разработанной схемы промывки, были взяты смывы с молочного оборудования с целью санитарно-бактериологической оценки (табл. 1).

Полученные экспериментальные данные показывают, что наиболее оптимальным оказался режим промывки молочно-доильного оборудования с использованием Системы МикроБиологической Очистки, так как снизилась бактериальная обсемененность всех внутренних поверхностей: коллектора доильного аппарата - на 0,5 тыс./см², или 22,7%; сосковой резины доильного аппарата - на 2,1 тыс./см², или 56,8%; молочного шланга доильного аппарата - на 12,8 тыс./см², или 85%; молокопровода доильной установки - на 3,3 тыс./см², или 55%; молочной колбы - на 4,8 тыс./см², или 66,7%.

Анализ общей бактериальной обсеменённости дополняется содержанием санитарно-показательных, патогенных микроорганизмов, а также технически вредной микрофлорой, которая в обеих линиях молочного оборудования не была обнаружена.

Таблица 1

Санитарно-бактериологическое исследование смывов с молочного оборудования

Таким образом, по результатам производственных испытаний была разработана Система МикроБиологической Очистки оборудования и трубопроводов, в зависимости от их назначения и условий эксплуатации, с помощью пробиотического средства, применение которого предупреждает образование на поверхности оборудования минерализовавшегося осадка из молочного белка и жира, что позволяет исключить дополнительную стадию обработки кислотным раствором и последующую промывку от его остатков, а, значит, улучшить качество производимого молока-сырья, исключив попадание вредных веществ в организм человека. Перспективы использования пробиотиков в качестве Системной МикроБиологической Очистки весьма обнадеживающие, а объёмы и возможности применения в практическом животноводстве не ограничены.

Список использованных источников

1. Гогмачадзе Г.Д., Титов Г.А., Безуглов В.Г., Заварзин В.И. О некоторых проблемах экологии сельского хозяйства / Г.Д. Гогмачадзе, Г.А. Титов, В.Г. Безуглов, В.И. Заварзин // АгроЭкоИнфо. 2010, № 1. С. 3. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2010/1/st_09.doc.

2. Ковалева О.В. Зооветеринарный аудит в развитии молочного скотоводства // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2017, № 9. С. 14-19.

3. Глаголев Е.С. Агропромышленный комплекс как фактор обеспечения продовольственной безопасности страны // Инновации в АПК: Проблемы и перспективы. Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина (Майский). 2016. С. 47-52.

4. Ковалева О.В. Малые формы хозяйствования как мощный фактор воздействия на окружающую среду // Наука и образование: новое время. 2017, № 5 (22). С. 22-27.

5. Еремин Д.И., Попова О.Н. Агроэкологическая характеристика микромицетов, обитающих в почве // Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2016, № 1 (32). С. 12-18.

6. Mikolaychik I.N., Morozova L.A., Koshchaev A.G., Stupina E.S. Efficiency of the use of probiotic supplements for the formation of digestive microbiocenosis in calves // Advances in Agricultural and Biological Sciences. 2017, vol. 3, N 1. P. 35-43.

7. Cанникова Н.В., Ковалева О.В., Шулепова О.В. Использование системы микробиологической очистки в сточных водах. Сборник статей II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В АПК. 26 октября 2018 г. С. 51-55.

8. Санникова Н.В., Ковалева О.В., Шулепова О.В., Гогмачадзе Г.Д. Пробиотические препараты при очистке сточных вод // АгроЭкоИнфо. 2018, №4. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/4/st_469.doc.

9. Волынкина М.Г., Ковалева О.В. Современное состояние перерабатывающих предприятий тюменской области. Пути реализации Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Курганской области. Под общей редакцией С.Ф. Сухановой. 2018. С. 387-391.

10. Санникова Н.В. Сельское хозяйство как элемент техносферы. Актуальные проблемы экологии и природопользования/ Сборник статей по материалам Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. Под общей редакцией С.Ф. Сухановой. 2018. С. 49-53.

Размещено на Allbest.ru