Современное пивоварение можно отнести к производствам, где вопросы санитарии и гигиены решены на самом высоком уровне. Однако потребители иногда сталкиваются с биологически испорченным пивом; причина этого – контаминация его в цехе розлива, причем более подвержено вторичному заражению пиво с низким содержанием алкоголя и горьких хмелевых кислот, высоким показателем рН.
Ниже приведены микроорганизмы, представляющие наибольшую опасность при вторичной контаминации пива:
- уксуснокислые бактерии: Acetobacter pasteurianus, Gluconobacter oxydans, Gluconobacter frateurii;
- дрожжи: Candida spp., Hansenula anomala, Brettanomyces ssp., Pichia ssp., Rhodotorula;
- плесневыегрибы: Geotrichum, Dematium, Aureobasidium.
Установлена последовательность возникновения и развития вторичного инфицирования пива. Прежде всего следует обратить внимание на развитие микроорганизмов, которые сохраняют свою жизнеспособность в неблагоприятных для них внешних условиях, например, на уксуснокислые бактерии (табл. 22), которые создают среду для развития молочнокислых бактерий (микроаэрофилов), и также бактерий родов Pectinatus и Megasphaera (анаэробов).
Таблица 22
Причины вторичного заражения и микроорганизмы-индикаторы вторичной контаминации
Причины | Индикаторы контаминации | Условия для развития микроорганизмов |
Недостаточное поддержание чистоты | Уксуснокислые бактерии | Высокая устойчивость к высыханию за счет образования слизистых капсул |
Образование слизистых налетов в местах скопления грязи | Молочнокислые бактерии (МКБ), дикие дрожжи | Защита микроаэрофилов (МКБ) за счет образования оболочки из слизи в результате развития дрожжей |
Инкапсуляция в местах скопления грязи и образование очагов микробиологической контаминации | Pectinatus/Megasphaera | Анаэробные условия, повышение значения рН |
Распространение контаминантов по всей территории завода | Традиционные пивные вредители | Скопление при благоприятных физико-химических условиях опасных микроорганизмов контаминантов |
Адаптация микроорганизмов к моющим и дезинфицирующим средствам | Длительное время использования дезинфицирующих средств одинаковой направленности действия | |
Вторичное заражение отдельных бутылок (рассеянное загрязнение) | Сначала проблемы возникают с более восприимчивыми сортами пива (пиво с низким содержанием алкоголя), позднее наличие бактерий обнаруживается и в других сортах |
Размножение этих бактерий происходит в результате того, что уксуснокислые бактерии для своего развития используют кислород. В результате в слизистых капсулах, образуемых ими, создаются анаэробные условия (см. табл. 22), необходимые для развития микроорганизмов, характерных для вторичного инфицирования пива. Источником углеродного питания для этих бактерий служит молочная кислота, которая образуется молочнокислыми бактериями (МКБ). Кроме того, из-за автолиза старых клеток происходит повышение величины рН среды, что также положительно сказывается на развитии Pectinatus и Megasphaera.
В связи с вышесказанным, необходимо вести тщательный контроль тех участков, где возможен контакт пива с внешней средой.
Ниже приведены наиболее частые причины вторичного заражения (критические точки в цехе розлива).
I. Места прямого контакта или зоны непосредственной опасности:
- разливочно-укупорочные автоматы – звездочки (поверхность, отверстия), штампы, элементы обшивки в зоне транспортеров, шнековый питатель – 60 %;
- система контроля бутылок (инспектор бутылок) – звездочки, а также транспортеры, особенно при высокой влажности – 10%;
- моечная машина – капли воды по периферии зубчатого диска, при забившемся спускном лотке и над позицией выгрузки бутылок –10 %.
II. Места непрямого контакта:
- транспортеры для перемещения бутылок – каплеотделители, поддоны-уловители, лотки, конвейерная тара – 5 %;
- зона вокруг разливочной машины/укупорочного автомата – биологическая пленка на различных деталях, вертикально положенная плитка, заросшие биологической пленкой спускные отверстия –10 %;
- испарения от моечной машины (особенно для машин с односторонней загрузкой) – неудобная конструкция корпуса и лотки над позицией выгрузки бутылок – 5 %.
Критическими являются зоны на выходе бутылок из моечной машины и разливочно-укупорочный автомат. Также представляют опасность недоступные для мойки и дезинфекции ниши, так как в условиях высокой влажности интенсивность развития микроорганизмов возрастает.
Предотвращение вторичной контаминации пива. После установления критических зон следует разработать программу мойки машин и транспортеров. Далее перед дезинфекцией следует включить операцию ошпаривания, так как многие вредители пивоваренного производства чувствительны к высоким температурам.
Критерии, которые необходимо учитывать при устройстве системы ошпаривания, приведены ниже.
I. Принципы размещения ошпаривателей:
- Монтируются по возможности на отрезке, соответствующем последней трети разливочной машины. Разветвленное сопло ошпаривателя должно располагаться на высоте распределительных клапанов, чтобы обеспечивался охват всего околоклапанного пространства, включая тюльпанообразные головки и элементы, обеспечивающие подъем.
- Укупорочный автомат. Разветвленное сопло ошпаривателя должно быть направлено на место подвода и укупорочные штампы.
- Звездочки. Ошпаривается пространство между звездочками и над ними.
II. Форма трубок ошпаривателя. Отверстия трубок (соответственно разветвленное сопло с двумя ответвлениями или более) должны иметь диаметр около 1 см и быть слегка сплющенными, чтобы вода подавалась широким веером (поддержание нужной температуры, высокоэффективная промывка или душевые насадки). Мелкорассеивающие сопла для этой цели не годятся.
III. Температура воды. Температура должна составлять от 80 до 95°С. Предварительная обработка теплой водой просто смещает микроорганизмы с одного места на другое, но не убивает их.
Возможные варианты обеспечения подачи горячей воды непосредственно в момент включения цикла ошпаривания:
- Кольцевой трубопровод, соединенный с источником горячей воды.
- Управление с помощью терморегулируемых клапанов (вода утекает вниз до тех пор, пока не будет достигнута нужная температура).
- Разливочная машина останавливается, пока температура воды не будет выше 80 °С.
- Подача пара в трубопровод ошпаривателя в точке непосредственно перед рабочим клапаном.
- Кольцевой трубопровод, вмещающий в себя объем воды, необходимой для ошпаривания, с электронагревателем для компенсации потерь тепла с излучением (в непосредственной близости к разливочной машине).
- Бойлер емкостью 200–500 дм3 (вмещает объем воды на два-три полных поворота разливочной машины) размещается в непосредственной близости к разливочной машине.
Примечания. 1. Частота обработки ошпариванием: летом через каждые 2 часа, зимой через каждые 4 часа.
- По возможности увязывать с устранением неисправностей, возникающих в этом временном ритме.
- Два-три полных оборота разливочной машины после выдвижения бутылок на позицию приблизительно на половинной скорости.
- Благодаря тому, что время контакта минимальное, во-первых, не происходит интенсивного парообразования и, во-вторых, ошпаренный материал не успевает нагреться. Таким образом, можно не опасаться, что на рабочих частях укупорочного автомата начнет выступать смазочное масло.
Ошпаривание дает целый ряд преимуществ по сравнению с использованием дезинфицирующих средств. В частности, при использовании дезинфицирующих веществ: неконтролируемо уменьшается активная концентрация дезинфицирующего средства из-за соединения с пивной пеной и брызгами воды; при распылении эти вещества образуют ороговелые оболочки на поверхности слизистых капсул, вследствие чего увеличивается сопротивляемость микроорганизмов, находящихся внутри этих капсул.
Многие дезинфицирующие вещества агрессивны в отношении некоторых материалов.
Дезинфицирующие средства после предварительной ошпарки дадут значительно больший эффект при обработке разливочной машины и укупорочного автомата. Также следует обрабатывать полы и пустую тару до того, как она поступит в моечную машину. Это даст эффект, если грязные бутылки предварительно будут опорожнены.
Дополнительные меры по дезинфекции необходимы для конвейерных линий и труднодоступных участков. В последнем случае подходит раствор этанола (70%-ный), так как он медленно испаряется и увеличивается время воздействия на микроорганизмы.
Возникают определенные проблемы при работе с высоконапорными шприцами. Следует обратить внимание на то, что со шприцами нельзя работать во время розлива, так как потоки воздуха могут поднять вверх налеты из микрофлоры, в результате может возникнуть вторичное заражение пива.
Наиболее подверженными заражению зонами являются места, где прошедшие мойку пустые бутылки или заполненные продуктом неукупоренные бутылки контактируют с деталями разливочного и укупорочного аппаратов.
Для снижения инфицированности применяют мойку струей воды в секторе розлива без остановки производства. Вода подается на звездочки сверху, их среднюю часть и т. д. (центрирующие колпачки, механизм укупора). Струйная обработка проводится каждые 2 ч и продолжается в течение трех оборотов наполнителя. Температура воды должна быть выше 85°С.
Ниже дана характеристика эффективности обработки различных критических зон при розливе пива. Меры по борьбе с посторонней микрофлорой и эффект от обработки (дополнительная безопасность, %):
- общая механическая чистка, разливочная машина/укупорочный автомат; удаление всех слизистых налетов в местах прямого и непрямого контакта, демонтаж (звездочки, рабочие органы укупорочного автомата и т. д.) – 25;
- система ошпаривания: около 85°С, разливочная машина, укупорочный автомат, звездочки – через каждые 2 ч (кольцевой трубопровод, бойлер, терморегулируемый распределительный клапан), шланг подачи горячей воды, присоединенный к штуцеру моечной машины, – 25;
- устранение дефектов пола и заделка неудачно расположенных спускных отверстий – 17;
- закрытие труднодоступных углублений (разливочная машина, укупорочный автомат, моечная машина) – 10;
- чистка транспортерных лент и инженерных коммуникаций (кабельные колодцы) – 7;
- недопущение образования конденсата (отвод испарений из разгрузочной зоны моечной машины) – 5;
- снижение процента попадания на участок контаминантов пива вместе с грязной порожней тарой: а) «перекручивание» (слив остатков пива еще до загрузки в моечную машину); б) обработка пустой тары дезинфицирующим спреем – 8 (5% – а; 3% - б);
- дезинфекция (пол и рабочие агрегаты) – 2;
- приток воздуха, свободного от присутствия в нем микроорганизмов, окуривание помещения, где хранятся бутылки, удаление микроорганизмов из воздуха в помещении, исключение возможности контакта через людей и окружающую обстановку – 1.
Здесь следует обратить внимание на последний пункт, касающийся воздуха в цехе розлива. Эффективность снижения микроорганизмов в воздухе дает очень незначительный эффект – всего 1%, в то время как ошпаривание – 25%.
Программы мойки бутылок в бутылкомоечной машине. На первой стадии цикла мойки тара (возвратная) медленно нагревается до 80°С, а потом поступает в щелочную ванну, затем бутылки орошаются свежим щелочным раствором, охлаждаются и споласкиваются холодной водой до нейтрального значении рН.
Блок розлива. Как указывалось выше, критическими являются зоны на выходе бутылок из моечной машины и разливочно-укупорочный автомат.
В табл. 23 приведена одна из программ мойки и дезинфекции блока розлива.
Таблица 23
Программа мойки и дезинфекции блока розлива (общая продолжительность – 120 мин)
№ п/п | Операция | Концентрация раствора, % (электрическая проводимость, мСм) | Температура, °С | Длительность, мин |
1 | Промывка водой | - | 86 | 15 |
2 | Промывка каустиком | 2,5 (125) | 85-90 | 25 |
3 | Промывка водой | – | 85 | 20 |
4 | Промывка водой | < 1,0 (70) | <30 | 15 |
5 | Промывка кислотой HNO3 | 1,5 (90) | 85 | 20 |
6 | Промывка водой | _ | <30 | 25 |
Контроль производства. В связи с тем, что развитие бактерий может достичь критического уровня, после чего произойдет изменение качественных показателей пива, необходимо осуществлять контроль производства в цехе розлива в местах как прямого, так и непрямого контакта с пивом (табл. 24).
Периодичность анализов в критических зонах следующая.
20-30 мазков в точках расположения «слабых мест» (аэробная инкубация 3 дня при 22–27 °С):
- моечная машина (сторона разгрузки) – лето: 2 раза в неделю;
- инспектор бутылок – взятие проб: вторник и пятница;
- разливочная машина – зима: 1 раз в неделю;
- укупорочный автомат, места непрямого контакта (зона вокруг разливочной машины/укупорочного автомата) – взятие проб: вторник.
Биотест с помощью ловушек RCS для определения наличия микробов в воздухе (анаэробная или аэробная инкубация при 22-27 °С):
- откачивание насосом (1–2 мин) – лето: 2 раза в неделю;
- моечная машина (сторона разгрузки) – взятие проб: вторник и пятница;
- инспектор бутылок – зима: 1 раз в неделю;
- разливочная машина, укупорочный автомат, розлив в бочонки – взятие проб: вторник.
Таблица 24
Микробиологический контроль готового продукта, бутылок и укупорочного материала
Объект контроля | Точка отбора проб | Периодичность контроля |
Пиво готовое | С линии розлива | От каждой партии по 2 бутылки (в термостате на стойкость); 2 раза в месяц по каждому сорту (посев) |
Бутылки | С транспортера после ополаскивания | 1 раз в неделю (посев) |
Укупорочный материал | С рабочего места | |
СО2 | После фильтров | 1 раз в неделю (экспозиция 1 мин) |
Эффективность санитарной обработки (смыв) | Технологическое оборудование, коммуникации | После каждой санитарной обработки |
Вода | Для промыва на всех участках розлива | 1 раз в неделю |
В дополнение к мазкам берут пробы на наличие микробов в воздухе.
Контроль материалов. Помимо микробиологического контроля в лаборатории цеха розлива проводят контроль поступающих материалов.
Бутылка стеклянная (каждой партии): внешний вид; масса; толщина стенок, дна; термическая устойчивость при 65 °С; термическая устойчивость при 85 °С.
Кроненпробка – в каждой партии перед поступлением в бункер для кроненпробок: внешний вид; диаметр колпачка.
Этикетка, кольеретка, контрэтикетка (каждая партия): наличие всех необходимых реквизитов; условия хранения.
Банки алюминиевые, кеги, полиэтиленовые, пленка: внешний вид.
Ящики из гофрированного картона: внешний вид.
Дезинфицирующие средства (при проведении дезинфекции): общая щелочность; концентрация активного компонента.
Баллоны с СО2 механические примеси; минеральные масла; контаминация.
Оценка работы цеха розлива. Для оценки работы цеха розлива используются показатели, приведенные в табл. 25.
Таблица 25
Показатели и периодичность их контроля в цехе розлива
Точка контроля | Показатели | Периодичность контроля |
Пастеризация пива | Температура и режим пастеризации | По мере выхода термографа из пастеризатора |
Мойка бутылок | Концентрация щелочного раствора; температура воды в ваннах БММ; остаточная щелочность | Ежечасно |
Розлив пива и укупорка бутылок и банок | Внешнее оформление; полнота налива; герметичность укупорки; температура пива | Каждую смену в пиве, взятом с разливочного автомата |
Участок розлива пива в кеги | Концентрация щелочного раствора; остаточная щелочность | Ежечасно |