Bài báo cáo TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH

Bài báo cáo:TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH.. Khử trùng được định nghĩa là xử lý bề mặt / thiết bị bằng phương pháp vật lý hoặc hoá chất vì vậy mà số l

Bài báo cáo:

TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA

CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH

HV: Hà Thị Dung

Trần Nhật Thanh Lớp: 53 Sau Thu Hoạch

Nội Dung: Trang

Giới thiệu……….3

1 Các chất khử trùng và vệ sinh, cách thức hoạt động………4

1.1 Nhóm chất Halogen (HRA)………4

1.2 Iod ……….5

1.3 Hợp chất amoni bậc bốn(QACs) 5

1.4 Peroxygens ………7

1.5 Rượu ……….8

1.6 Aldehyt ……… 9

1.7 Bisphenols ……….9

1.8 Biguanide ………10

2 Những đặc điểm chính của thuốc khử trùng và vệ sinh mong muốn ……… 14

3 Những hạn chế trong việc sử dụng các chất khử trùng và vệ sinh ……….14

4 Đánh giá tính hiệu quả của chất khử trùng và vệ sinh ………15

4.1 Loại vi sinh vật ± chuyển hóa các chất ……….15

4.2 Sự hồi sinh của các tế bào bị thương ……… 16

4.3 Điều kiện xử lý: nhiệt độ, pH, nồng độ ……….16

4.4 Ảnh hưởng của các chất hữu cơ / màng sinh học còn lại ……… 16

5 Kết luận ……….17

TÍNH HIỆU QUẢ, PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA

CHẤT KHỬ TRÙNG VÀ VỆ SINH.

Giới thiệu.

Trong ngành công nghiệp thực phẩm trên toàn thế giới, hàng triệu tấn thực phẩm

an toàn và sạch được sản xuất mỗi năm Tuy nhiên, các thiết bị được sử dụng hay bị nhiễm bẩn từ sản phẩm và vi sinh vật Để tránh tái nhiễm từ các sản phẩm tươi do lây nhiễm bề mặt, mỗi phần của thiết bị hoặc dây chuyền chế biến cần phải được làm sạch và khử trùng trong những khoảng thời gian nhất định Vì vậy, hoạt động làm sạch và khử trùng được thực hiện thường xuyên và quan trọng trong mỗi nhà máy thực phẩm Thiết bị được làm sạch và khử trùng thường là sau 8 ± 16 giờ hoạt động Trong ngành công nghiệp nước giải khát, nước ép trái cây và nước giải khát có tính acid nên làm sạch và khử trùng áp dụng sau 60 ± 100 giờ sản xuất

Khử trùng được định nghĩa là xử lý bề mặt / thiết bị bằng phương pháp vật lý hoặc hoá chất vì vậy mà số lượng vi sinh vật hiện tại được giảm xuống một mức độ chấp nhận được (Krop, năm 1990; Donhauser et al, 1991) Trước khi khử trùng, làm sạch bề mặt cần loại bỏ các hợp chất hữu cơ trên bề mặt Nếu không có vệ sinh hợp lý, khử trùng là

vô dụng và sản phẩm còn lại sẽ làm bất hoạt các tác nhân khử trùng và vi sinh vật hiện hữu sẽ tồn tại giảm khả năng khử trùng Trong thực tế 90 ± 95% của các vi sinh vật hiện hữu được loại bỏ bằng một giao thức làm sạch hiệu quả (Krop, 1990) Khử trùng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp vật lý (hơi nước, tia cực tím, phương pháp chiếu xạ) hoặc hóa học Nói chung, phương pháp vật lý được ưa thích vì chúng rất đáng tin cậy và không để lại dư lượng phía sau Tuy nhiên, phương pháp vật lý không phải luôn được áp dụng do các hạn chế như nhiệt độ, an toàn của nhân viên và thiết kế của thiết bị Trong những trường hợp đó, khử trùng bằng chất khử trùng được sử dụng (Krop, 1990)

1. Các chất khử trùng và vệ sinh, cách thức hoạt động

1.1 Nhóm chất Halogen (HRA).

Bao gồm sodium hypochlorite, chlorine dioxide, và các hợp chất N-chloro như dichloroisocyanurate natri (NaDCC) Một hợp chất thường xuyên được sử dụng và có giá thành rẻ là dung dịch sodium hypochlorite, khi sử dụng chúng biến thành hypo-chlorous acid (HClO) (Krop, năm 1990; McDonnell và Russell, năm 1999) HClO hoạt động và bất hoạt tất cả các loại vi sinh vật như vi khuẩn, virus và bào tử (Sofos và Busta,1999) Một hình thức ứng dụng của clo là chlorine dioxide (ClO2) Đó là tổng hợp

bằng phản ứng của clo và natri hypochlorite Tuy nhiên, chlorine dioxide là chất không

ổn định và dễ phân hủy thành khí ở nhiệt độ cao hơn 30 0C khi tiếp xúc với ánh sáng (Beuchat, 1998) Khi được giữ mát và tránh ánh sáng ,chất khử trùng có thể được giữ ổn định ở nồng độ lên đến 10 g l-1 (Erco trên toàn thế giới, 2004)

 Phương thức hoạt động của axit hypochlorous

Hiệu quả của khử trùng chính của clo là do hoạt động oxy hóa Đặc biệt, axit nucleic

và protein bị phá hủy, dẫn đến kết quả làm thay đổi không thể đảo ngược và sự gián đoạn tổng hợp protein-DNA (Krop, 1990) Nồng độ cao hơn là cần thiết hơn cho việc đình chỉ hoạt động của các tế bào thực vật Young và Setlow (2003) kết luận rằng hypochlorite ảnh hưởng đến sự nảy mầm bào tử có thể do những thiệt hại nghiêm trọng đến màng tế bào của bào tử bên trong Đối với hệ thống bào tử treo, Young và Setlow (2003) cho thấy nồng độ 50 mg l-1 trong thời gian 10 phút ở nhiệt độ phòng là đủ để giảm được 4 số thập phân của các bào tử Bacillus subtilis Ở nồng độ 50 mg l-1 giảm trong 1 số thập phân của các bào tử B Cereus sau 1,5 phút (Wang et al, 1973) Những kết quả này cho thấy nồng độ gây ức chế tối thiểu có thể khác nhau ở mỗi loài

 Phương thức hoạt động của chlorine dioxide.

Chlorine dioxide (ClO2), nếu áp dụng đúng cách, sẽ cho phép oxy hóa gấp 2,5 lần sodium hypochlorite (Speek, 2002; Rodgers et al, 2004), và có hiệu quả chống lại vi khuẩn, virus và bào tử (Hoxey và Thomas, 1999) Các hành động của chlorine dioxide liên quan đến sự rối loạn tổng hợp protein của tế bào và cơ chế kiểm soát tính thấm của màng So sánh với tiêu chuẩn sử dụng clo (sodium hypochlorite), nồng độ 3 mg l-1 chlorine dioxide có tác dụng khử hoạt tính tương tự trên E coli O157: H7 và L

et al., 2004)

1.2 Iod.

Iodine được sử dụng rộng rãi để khử trùng thiết bị chế biến thực phẩm và các bề mặt Iốt phản ứng ít hơn so với clo và ít bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của chất hữu cơ quan trọng nhưng cũng có nhược điểm như nhuộm da của con người, bộ phận bằng nhựa của thiết bị, và cũng có một mức giá tương đối cao so với chlorine (Krop, Năm 1990; Hugo

và Russell, 1999) Iodophores được áp dụng thường xuyên nhất và có hòa tan tốt trong nước, sản xuất không có hơi (dưới 50 EC), ít ăn mòn thép không gỉ hơn so với các chất khử trùng có chứa clo, và nói chung là hiệu quả chống lại các tế bào thực vật gram âm và gram dương, nấm men, nấm mốc và virus (Bernstein, 1990; Beuchat, 1998) Bào tử vi khuẩn (B cereus, B Subtilis và C botulinum type) có khả năng chống iodophors (D cao hơn 10 ± 100 lần ) và nồng độ cao hơn là cần thiết để đạt được bất hoạt

 Phương thức hoạt động của i-ốt

Tương tự như chlorine, chế độ chính xác của hành động của i-ốt không được biết Iốt thâm nhập vào các vi sinh vật và tấn công các nhóm cụ thể của protein, nucleotide và các axit béo một cách tương tự như clo (McDonnell và Russell, 1999) Nồng độ hiệu quả của i-ốt là khoảng 100 mg l-1 tương đương với hiệu quả của 300 mg l-1 chlorine (Krop, 1990)

1.3 Hợp chất amoni bậc bốn(QACs)

Chất QACs có thể được chia thành hai nhóm chính (Mohr và Duggal 1997, Reuters,1998):

• Hợp chất tri-alkylbenzyl-amoni (ví dụ như benzalkonium chloride);

• Hợp chất tetra-alkyl ammonium (ví dụ như didecyldimethyl-amoni clorua)

Chất QACs có thể kết hợp tính chất kháng khuẩn với tính chất hoạt động bề mặt và do

đó hữu ích để làm sạch bề mặt cứng và deodorisation (McDonnell và Russell, 1999) So với clo, chúng có nhiều tốn kém nhưng có lợi thế của việc có hành động còn lại Chất QACs có thể vẫn hoạt động trên các bề mặt khoảng 1 ngày (ví dụ như ngành công nghiệp cá) và do đó không làm tăng sự phát triển của vi khuẩn (Tatterson và Windsor, năm 2001) Tuy nhiên, việc loại bỏ các chất khử trùng bề mặt bằng cách xả với nước trở nên khó khăn, dẫn đến dư lượng có thể có trong sản phẩm (Kraemer, 1998)

Bảng 1: Hiệu quả của các muối amoni bậc bốn đến các chất truyền nhiễm

khác nhau.

Gram dương

+ +

MIC cao hơn Gram + Sporostatic

Russell (1995)

Gram âm

Virus

Lipid

small non -lipid

non- lipid

Mycobacteria

Nấm men / nấm

mốc?

_

+ _ +/_

_ +

Khuôn mẫu kháng

Russell (1990) Quinn và Markey (1999)

Russell (1996) Russell (1999c)

+, Hiệu quả, - không hiệu quả,-/+, hạn chế hiệu quả

Nói chung chất QACs có hiệu quả chống lại vi khuẩn thực vật, nhưng có hiệu quả nhất chống lại vi khuẩn Gram dương Nấm men và nấm mốc có thể là bất hoạt đến mức

độ nào đó, nhưng nồng độ cao hơn là cần thiết (Krop, 1990, Bernstein, 1990) Chất QACs

có thể là hiệu quả nhất trong phạm vi của pH 6 - 10 (Beuchat, 1998)

 Phương thức hoạt động

Hoạt động chủ yếu của chất QACs làm giảm sức căng bề mặt, bất hoạt của enzyme và sự biến tính của tế bào protein Đó là kết quả của sự hấp thụ của chất QACs lên bề mặt của vi sinh vật, độ thẩm thấu của tế bào tương ứng được thay đổi đáng kể Điều này dẫn đến rò rỉ của hợp chất phân tử trong tế bào thấp, degradation của protein và axit nucleic, và ly giải tế bào của các enzym tự phân (McDonnell và Russell, 1999) Nồng độ áp dụng phụ thuộc vào loại vi sinh vật hiện diện trong sản phẩm, hệ thống chế biến và môi trường Nồng độ thường được sử dụng trong khoảng từ 150 đến 250 mg l-1 của hỗn hợp Amoni bậc 4 (QA) (Bernstein, 1990; Beuchat, 1998) Allerberger và Dierich

(1988) cho thấy một hiệu quả diệt khuẩn E Coli nồng độ 100 mg l-1 Nồng độ thấp (0.0005% w / v = 5 mg l-1)benzalkonium chloride sporostatic, ức chế sự bùng phát nhưng không sinh bào tử Chất QACs có thể diệt được bào tử (Russell, 1990)

1.4 Peroxygens

Hydrogen peroxide và axit peracetic là đại diện chính của nhóm peroxygens Hydrogen peroxide được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và thương mại ở các nồng độ khác nhau từ 3% và 90% w / v, với 35% thường xuyên sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm (McDonnell et al, 2002) Đó là áp dụng cho khử trùng vật liệu đóng gói trước khi điền (Mohr và Duggal, 1997), khử trùng kính áp tròng và khử trùng bề mặt của trái cây và rau Hydrogen peroxide là diệt khuẩn và diệt được bào tử (Hugo và Russell, 1999), nói chung có nồng độ diệt khuẩn là 6% Peroxygens là nói chung là nhiều hoạt động chống lại các vi khuẩn Gram dương hơn Gram âm vi khuẩn (Russell, 1990; McDonnell và Russell, năm 1999) Để đạt được hiệu quả diệt được bào

tử, nồng độ từ 10 đến 30% là cần thiết Peracetic axit là một chất thương mại kết hợp giữa hydro, nước peroxide và acid acetic và hoạt động nhanh hơn so với hydrogen peroxide Nó có hiệu quả chống lại virus, vi khuẩn, nấm men và các bào tử (Bernstein, 1990) So với hydrogen peroxide, hoạt động acid peracetic là hầu như không chịu ảnh hưởng của chất hữu cơ (Russell, 1990; McDonnell và Russell, 1999) Nhược điểm là peroxygens gây ăn mòn trên các công cụ và trang thiết bị

 Phương thức hoạt động

Các phương thức hoạt động của peroxygens được dựa trên quá trình oxy hóa các gốc

tự do (ví dụ: hydroxyl gốc tự do) của các thành phần tế bào cần thiết như chất béo, protein và DNA (McDonnell và Russell, 1999) Peracetic axit không chỉ tấn công các protein trong thành tế bào mà còn di chuyển vào trong tế bào và phá vỡ các thành phần tế bào bên trong tốt (Donhauser et al, 1991)

1.5 Rượu.

Các rượu được sử dụng rộng rãi nhất để khử trùng là ethyl alcohol (ethanol, rượu), isopropyl alcohol (isopropanol, propan-2-ol) và n-propanol, đặc biệt là ở châu Âu (Mohr

và Duggal, năm 1997; McDonnell và Russell, 1999) Trong khu vực sản xuất thực phẩm,

rượu đặc biệt được sử dụng khử trùng cho các bề mặt cứng của thiết bị (ví dụ điện máy) Nồng độ hiệu quả nhất là từ 60 đến 70% v / v (Mohr và Duggal, 1997) Nồng độ làm giảm tăng trưởng, tiêu diệt vi sinh vật là cao hơn so với sử dụng chorine hoặc acid hữu

cơ Rượu nhanh chóng phản ứng, hoạt động kháng khuẩn và ức chế tăng trưởng của vi khuẩn thực vật, virus và nấm trên một phạm vi rộng Bào tử có khả năng chống lại các ảnh hưởng của rượu, tuy nhiên, một sự kết hợp của nồng độ 70% v / v với nhiệt độ lên đến 65 0C có kết quả EC trong bất hoạt của các bào tử, ví dụ Bào tử Bacillus subtilis (Setlow et al, 2002) So với các chất khử trùng khác nồng độ được áp dụng cao hơn nhiều (50 ± 100 lần) và rượu thực tế chỉ có hiệu quả nếu được sử dụng như chất riêng của mình, thay vì ở nồng độ thấp Hiệu quả này làm cho sử dụng rượu đắt tiền hơn so với clo và chất QACs, và do đó không được thường xuyên áp dụng ở quy mô công nghiệp lớn nhưng được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng nhỏ

 Phương thức hoạt động.

Chế độ chung của hoạt động gây bất hoạt vi sinh vật của rượu là sự biến tính của protein (Schlegel, 1993), với hoạt động phá hủy chính là màng tế bào (plasma) Như là một kết quả của sự suy thoái của màng bào tương, thành tế bào bắt đầu bị rò rỉ các thành phần tế bào cần thiết như các ion Ca2+ và các chất tan có trọng lượng phân tử thấp như chuỗi axit amin và axit amin Vì vậy, chế độ hoạt động và ảnh hưởng của sự trao đổi chất của vi sinh vật phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ Các actinomycetes rất dễ bị rượu ức chế

ở mức 4% (v / v) trong khi hầu hết các vi khuẩn vẫn có thể tăng trưởng các nồng độ (Kalathenos và Russell, 2003) Nồng độ áp dụng 5,5% (v / v) cho thấy một tác dụng kìm hãm vi khuẩn E coli, nhưng để tiêu diệt vi sinh vật này cần nồng độ 22,2% hoặc cao hơn

là điều cần thiết (Allerberger và Dierich, 1988)

1.6 Aldehyt.

Hai hợp chất aldehyde được sử dụng chủ yếu là chất khử trùng glutaraldehyde và formaldehyde Aldehyt đang hoạt động chống lại một loạt các vi khuẩn, vi rút, nấm mốc

và bào tử, có thể dễ dàng loại bỏ từ các bề mặt (sinh học) phân huỷ (Mohr và Duggal, năm 1997) Tuy nhiên, hoạt động của aldehyt rất dễ bị ảnh hưởng bởi chất ô nhiễm (protein) còn lại, do đó đòi hỏi phải làm sạch đầy đủ trước khi khử trùng Andehyt,

không gây ra vấn đề cho con người khi được sử dụng trong nồng độ quy định (Mohr và Duggal, 1997), tuy nhiên nếu là formaldehyde có thể có tác động gây đột biến (McDonnell và Russell, 1999)

 Phương thức hoạt động

Phương thức hoạt động của glutaraldehyde liên quan đến một liên kết mạnh mẽ với lớp bên ngoài của các tế bào vi khuẩn (Denyer và Stewart, 1998; McDonnell và Russell, 1999) và tế bào phản ứng hóa học với kết quả glutaraldehyde trao đổi chất và ức chế replicative (Denyer và Stewart, 1998) Cách phản ứng formaldehyde có lẽ là giống nhau Liên quan đến điều kiện xử lý, môi trường kiềm là thuận lợi hơn nhiều so với một môi trường axit Ứng dụng nồng độ khác nhau giữa 0,08 và 1,6% (w / w) cho bất hoạt E coli Đối với hiệu quả diệt 1 bào tử thích hợp ở nồng độ 2%

1.7 Bisphenols

Bisphenols là dẫn xuất hydroxy các dẫn xuất halogen hóa của khí mê-tan diphenyl, diphenylether và diphenyl sunfua, và là hoạt động chống lại vi khuẩn, nấm và tảo Triclosan và hexachlorophene là được sử dụng rộng rãi nhất (McDonnell và Russell, 1999) Triclosan, một dẫn xuất của diphenylether, được biết đến như một thành phần trong một số thuốc xà phòng và gel rửa mặt và kem đánh răng, và có tác dụng chống

staphylococcus (Hugo và Russell, 1999) Nó hiện đang áp dụng như lớp kháng sinh trong

vật liệu đóng gói (Vermeiren et al, 2002; Chung et al, 2003) và băng tải dây đai (Quantex, năm 2001; Stekelenburg và Hartog, 2002) Tuy nhiên, Triclosan có thể chứa nồng độ dioxin và dibenzofurans, cả hai chất có độc tính cao đối với con người (Quantex ,2001) Hexachlorophene đã được sử dụng các loại xà phòng, năm 1972 nó đã được hạn chế sử dụng bởi Cục Quản lý dược và thực phẩm Mỹ (FDA) với các mức dưới 0,1% Ngày nay, ứng dụng như là một máy chà sàn phẫu thuật trong trường hợp các bệnh nhiễm trùng nhất định cho phép

 Phương thức hoạt động.

Cho đến nay, chế độ hoạt động chính xác của bisphenols chưa được biết đến nhưng nó được đề nghị rằng Triclosan ảnh hưởng đến màng tế bào chất Tuy nhiên, nghiên cứu hiện nay cho thấy rằng Triclosan ức chế một enzyme cụ thể trong sự tổng hợp acid béo

của E coli Điều này làm tăng nguy cơ kháng Triclosan là một trong những đột biến của một gen có thể dẫn đến giảm hiệu quả của thuốc khử trùng (Sixma, 2001) Hexachloro-phene ảnh hưởng đến các vi khuẩn gây rò rỉ, gây ly giải nguyên hình và ức chế hô hấp

1.8 Biguanide

Nhóm biguanide được đại diện bởi chlorhexidine, alexidine và poly-meric biguanide (McDonnell và Russell , 1999, Hugo và Russell , 1999) Chlorhexidine có thể là chất diệt khuẩn được áp dụng rộng rãi nhất trong rửa tay và các sản phẩm như nước súc miệng, phun miệng (Sixma, 2001) Chlorhexidine có hoạt động rộng và phụ thuộc vào pH (hiệu quả ở pH kiềm cao hơn acid); hiệu quả của nó sẽ giảm đáng kể khi có sự hiện diện của các chất hữu cơ Chlorhexidine là chỉ diệt được bào tử ở nhiệt độ cao (> 0,005 mg l-1 tại

70 0C) ,nó có ít ảnh hưởng lên sự nảy mầm của bào tử nhưng không ngăn chặn sự bùng phát (Russell 1991; Gorman et al, 1987) Alexidine và biguanide cao phân tử chỉ được sử dụng trên một quy mô nhỏ Các biguanide cao phân tử được sử dụng đặc biệt bởi ngành công nghiệp thực phẩm và cũng cho khử trùng hồ bơi Một ví dụ là poly (hexamethylene biguanide) hydrochloride (PHMB) là thành phần hoạt chất chính của Vantocil, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, bệnh viện, nhà dưỡng lão và hộ gia đình (Avecia, 2004)

 Phương thức hành động.

Chlorhexidine có nguyên tắc tấn công các lớp tế bào bên ngoài nhưng không đủ để gây ly giải hoặc chết tế bào Tuy nhiên, sau khi vượt qua bức tường tế bào sẽ gây tổn thương màng tế bào chất (vi khuẩn) hoặc màng plasma (nấm men) (McDonnell và Russell,1999) Polymeric biguanide được tổng hợp để tấn công chống lại các màng tế bào dẫn đến chết tế bào nhanh chóng

Bảng 2 Tóm tắt các chất khử trùng

khuẩn

Nhóm Halogen

Ứng dụng

50 ± 250 mg l-1

Diệt khuẩn > 10 mg l-1

Diệt được bào

tử

> 50 mg l-1

Chlorine giá rẻ Iodine đắt tiền

Bị ảnh hưởng bởi