Инфицирование диффузионного сока

9-05-2017, 16:19

Диффузионный сок является хорошей питательной средой для различных видов микроорганизмов - бактерий, дрожжей, плесневых грибов. Основным источником инфицирования диффузионного сока являются стружка и питательная вода.
В зависимости от температуры жизнедеятельности микроорганизмов их делят на мезофильные и термофильные.
Мезофильные микроорганизмы развиваются при минимальной температуре, равной 5...25°С, оптимальная температура для них 18...45°С, а максимальная - 50°С. Это самая большая группа микроорганизмов, в которую входят различные патогенные и сапрофильные бактерии, дрожжи и микроскопические грибы.
Слизеобразующие бактерии (лейконосток) продуцируют также полисахариды (например, декстран).
Термофильные микроорганизмы развиваются при температуре 45...80°С. К термофильным бактериям относятся, например, бактерии рода Bacillus из почвы и аэробные бактерии рода Clostridium. Термофильные микроорганизмы являются активными продуцентами органических кислот и газов, отличаются быстрым ростом.
Основными метаболитами при расщеплении сахарозы являются молочная и уксусная кислоты.
В головной части диффузионного аппарата имеет место развитие мезофильных микроорганизмов, а в хвостовой и жомопрессовой воде - термофильных
Для снижения потерь сахара от микробиологического разложения важно оперативно определить степень инфицированности диффузионного аппарата и своевременно использовать эффективные дезинфицирующие средства.
Количество микроорганизмов в соке может колебаться от нескольких сотен до миллионов в 1 см3. Среди микроорганизмов диффузионного сока преобладают термофильные микроорганизмы, развивающиеся в диффузионном соке при температуре 55...70°С.
В результате жизнедеятельности микроорганизмов в диффузионном аппарате происходит образование кислот, газов, разложение сахарозы, образование инвертного сахара, слизи в виде декстрана и левана. Указанные процессы вызывают дополнительные потери сахара в производстве и ухудшают качество диффузионного сока. Образование кислот в диффузионном соке в результате микробиологического разложения сахарозы приводит к снижению его величины рН.
По снижению величины рН диффузионного сока, отобранного примерно из середины диффузионного аппарата, можно судить о степени микробиологической зараженности (контаминации) диффузионного аппарата. Изменения величины рН и количества молочной кислоты в диффузионном соке (согласно исследованиям, проведенным на Украине), в зависимости от количества микроорганизмов в диффузионном соке, т. е. степени контаминации, приведены в табл. 21.
Инфицирование диффузионного сока

Согласно исследованиям, проведенным в сезоне 1995 г. на 10 сахарных заводах Чехии, содержание молочной кислоты в диффузионном соке колебалось от 170 до 210 мг/кг, средняя величина составляла 640 мг/кг.
Большая часть микроорганизмов, развивающихся в диффузионном соке, превращает сахарозу в органические кислоты.
Среди образующихся под действием микроорганизмов органических кислот преобладает молочная кислота.
По данным отдельных исследований, в результате жизнедеятельности бактерий от 50 до 97 % сахарозы превращается в молочную кислоту.
Исходя из этого, на основании количества молочной кислоты в диффузионном соке можно судить о величине потерь сахара на диффузии в результате жизнедеятельности бактерий. Приняв, что под действием микроорганизмов из разлагаемого количества сахарозы только 50% ее превращается в молочную кислоту, уравнение для расчета потерь сахара имеет вид

где См.к - содержание молочной кислоты, мг/кг сока: А - отбор сока, %.
Молочная кислота, как известно, в процессе известково-углекислотной очистки не осаждается и в виде кальциевой соли (лактат кальция) переходит в мелассу, увеличивая ее количество и соответственно содержание сахара в ней. Приняв величину мелассообразовательного коэффициента 1,5 за счет количества лактата кальция, перешедшего в мелассу, дополнительные потери рассчитываются по уравнению:

Результаты расчетов потерь сахара в процессе экстракции от разложения сахарозы микроорганизмами и дополнительных потерь сахара в мелассе в зависимости от содержания молочной кислоты в диффузионном соке приведены в табл. 22.

Анализ полученных данных свидетельствует, что при контаминации диффузионных аппаратов суммарные потери сахара от действия микроорганизмов, рассчитанные по содержанию молочной кислоты, составляют примерно 0,1 % к массе свеклы, при сильной - они достигают 1,0%.
В этой связи важное значение имеет контроль за микробиологической зараженностью сокостружечной смеси диффузионного аппарата.
Существующий контроль за рН диффузионного сока оказывается недостаточным. Дело в том, что место наибольшего снижения значения величины рН в диффузионном аппарате не соответствует месту наибольшего развития микроорганизмов, хотя максимум живых и мертвых клеток бактерий обычно совпадают с минимальным значением рН.
Более прогрессивным и точным является метод с индикатором резазурином, так называемый резазуриновый тест, основанный на измерении величины окислительно-восстановительного потенциала активных бактерий (по интенсивности окраски), которые разлагают сахарозу (неактивные и мертвые клетки, как известно, сахарозу не разлагают).
Однако следует иметь в виду, что резазуриновый тест не дает надежных результатов в случае применения на диффузию сульфитированной питательной воды. Это связано с тем, что SО2 является восстановителем, и за счет этого может создаться ложное впечатление кажущейся инфекции диффузионного аппарата.
О степени контаминации (инфицирования) диффузионного сока можно также судить по содержанию в нем молочной кислоты и нитритов. Считается, если содержание молочной кислоты в диффузионном соке не превышает 0,01 %, то развитие инфекции в диффузионных аппаратах незначительное.
При определении бактериальной активности на основании определения содержания нитритов в диффузионном соке исходят из того, что они в свекле отсутствуют. Наличие же их в диффузионном соке обусловлено окислением нитратов под действием бактерий. Содержание нитритов в количестве до 50 мг/л диффузионного сока может быть быстро определено по окраске специальных индикаторов.
В качестве последних можно использовать бумажки так называемого NINUR теста (продукция фирмы Bjehrinqer, Monnheim, Германия) или приготовить в лаборатории из фильтровальной бумаги не содержащей нитритов. Такие бумажки готовят, используя два раствора:
• раствор А: 1 г сульфаниловой кислоты и 30 г винной кислоты растворяют в 100 см3 30%-ной уксусной кислоты;
• раствор В: 0,3 г нафтиламина кипятят в 70 см3 воды и фильтруют. В фильтрате растворяют 30 г винной кислоты и объем смеси доводят до 100 см3.
Затем эти растворы смешивают в соотношении 1:1, в смеси смачивают фильтровальную бумагу и сушат ее при температуре 80...90°С. Высушенную бумагу сразу же разрезают на полоски с размерами 0,5 и 4 см и помещают в темную склянку с притертой пробкой. В таких условиях бумажки можно хранить в течение двух месяцев.
При погружении бумажки в анализируемый раствор (диффузионный сок) в зависимости от содержания в нем нитритов окраска ее меняется от розовой до красной. Сравнение окраски бумажки анализируемого раствора с окраской бумажки, погруженной в стандартный раствор, позволяет проводить количественную оценку содержания нитритов. Стандартный раствор готовят растворением 1,5 г NaNО2 в 1 л дистиллированной воды с последующим его разбавлением, соответственно 1, 2, 5, 10, 20 и 50 см3 переводят в 1 л колбы и доводят объем до метки, получая растворы сравнения с концентрацией 1, 2, 5, 10 и 50 мг нитритов в 1 л.
Наличие нитритов в количестве 0,001...0,002% свидетельствуют о сильном развитии инфекции в диффузионном аппарате. Известен и метод контаминации диффузионного сока по величине окислительно-восстановительного потенциала. Непрерывное измерение этой величины позволяет автоматизировать процесс подачи дезинфицирующего средства.