Зав. лабораторией санитарной обработки оборудования
Введение: В системах асептического розлива упаковочные материалы стерилизуются различными методами, чтобы уничтожить микроорганизмы. Одним из самых популярных методов стерилизации упаковочного материала является использование пероксида водорода. Для эффективной инактивации микроорганизмов и однородной обработки поверхности асептической упаковки параметр смачиваемости поверхности играет важную роль. Улучшение смачивающих свойств растворов пероксида водорода путем добавления поверхностно-активных веществ позволит повысить контакт стерилянта с обрабатываемой поверхностью лиофобного многослойного упаковочного материала, обеспечивая необходимую стерилизующую способность и обеззараживающее действие при асептическом розливе молока и молочных продуктов.
Цель: Изучение смачивающих свойств концентрированных растворов пероксида водорода по отношению к различным субстратам и возможности их коррекции поверхностно-активными веществами для обеспечения лучшей смачиваемости упаковки и безопасных режимов ее обеззараживания.
Материалы и методы: Объектами исследований являлись: дезинфицирующая субстанция и стерилянт – пероксид водорода, поверхностно-активные вещества, используемые в качестве технологических вспомогательных средств на предприятиях пищевой промышленности и комбинированные многослойные упаковочные материалы на основе бумаги, картона, алюминиевой фольги и полимерных материалов, используемые в процессах асептического розлива молока. Смачивающую способность оценивали по краевому углу смачивания в 3-х фазной системе: адгезив (пероксид водорода, вода, растворы ПАВ) – субстрат (упаковочный материал, стальная пластина, стекло) - воздух методом лежащей капли по методу Юнга-Лапласа; поверхностное натяжение оптическим методом висящей капли с помощью прибора DSA25S; поверхностное натяжения растворов от температуры в диапазоне 30-70 °С определяли методом наибольшего давления образования пузырьков. Наличие остаточных количеств смачивателя ПАВ-полисорбата на упаковочном материале, подвергнутом стерилизации проводили методом ВЭЖХ.
Результаты: Упаковочный материал Tetra Brik®Aseptic обладает выраженными лиофобными свойствами. Введение в раствор пероксида водорода (~35 % о.в.) 0,1 % ПАВ-полисорбата позволила снизить краевой угол смачивания более чем на 50 %, с 93,75 º до 40,99 º, существенно снизить показатель поверхностного натяжения на (45–48 %).
Выводы: Улучшение смачивающих свойств растворов пероксида водорода позволит улучшить контакт стерилянта с обрабатываемой поверхностью лиофобного многослойного упаковочного материала за счет добавления поверхностно-активного вещества, обеспечивая необходимую стерилизующую способность и обеззараживающее действие при асептическом розливе молока и молочных продуктов. Режимы применения растворов пероксида водорода с введением 0,1 % НПАВ-полисорбата в условиях асептического розлива с позиций эффективности обеззараживания упаковочного материала и безопасности, связанной с удалением его остаточных количеств, позволяют рассматривать его как технологическое вспомогательное вещество.
Introduction: In aseptic filling systems, packaging materials are sterilized using various methods to eliminate microorganisms. One of the most popular methods for sterilizing packaging materials is the use of hydrogen peroxide. The wetting property of the surface plays a crucial role in ensuring effective inactivation of microorganisms and uniform treatment of the aseptic packaging. Improving the wetting properties of hydrogen peroxide solutions by adding surfactants will enhance the contact of the sterilant with the lyophobic multilayer packaging material's treated surface, providing the necessary sterilizing ability and disinfectant action during the aseptic filling of milk and dairy products.
Purpose: To study the wetting properties of concentrated hydrogen peroxide solutions on various substrates and the possibility of their correction with surfactants to ensure better packaging wetting and safe disinfection processes.
Materials and Methods: The objects of the study included the disinfecting substance and sterilant - hydrogen peroxide, surfactants used as technological aids in the food industry, and combined multilayer packaging materials based on paper, cardboard, aluminum foil, and polymer materials used in aseptic milk filling processes. Wetting ability was evaluated by the contact angle in a 3-phase system: adhesive (hydrogen peroxide, water, surfactant solutions) - substrate (packaging material, steel plate, glass) - air using the drop shape analysis based on the Young-Laplace method; surface tension was determined by the optical drop shape analysis using the DSA25S device; surface tension of solutions at temperatures ranging from 30 to 70 °C was determined using the maximum bubble pressure method. The presence of residual amounts of the surfactant polysorbate on the sterilized packaging material was analyzed by HPLC.
Results: The Tetra Brik®Aseptic packaging material exhibits pronounced lyophobic properties. The introduction of 0.1% polysorbate surfactant into the hydrogen peroxide solution (~35% w/w) reduced the contact angle by more than 50%, from 93.75° to 40.99°, and significantly decreased the surface tension (45-48%).
Conclusion: Improving the wetting properties of hydrogen peroxide solutions will enhance the contact of the sterilant with the treated surface of the lyophobic multilayer packaging material by adding a surfactant, ensuring the necessary sterilizing ability and disinfectant action during the aseptic filling of milk and dairy products. The application conditions of hydrogen peroxide solutions with the addition of 0.1% nonionic surfactant polysorbate in aseptic filling, considering both effectiveness in disinfecting packaging material and safety related to the removal of its residual amounts, allow considering it as a technological aid.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.