vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2020-1-76-81vguit-2365Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyВлияние комбинирования микроволнового и ультрафиолетового методов обработки растительного сырья на ингибирование культуры SalmonellaThe effect of combining microwave and ultraviolet methods of plant materials processing on Salmonella culture inhibitionhttps://orcid.org/0000-0002-9816-1720КолоколоваА. Ю.KolokolovaA. Y.

к.т.н., ведущий научный сотрудник, ,, ул. Школьная 78 Видное, 142703 Россия

Cand. Sci. (Engin.) leading researcher, ,, Shkolnaya str., 78, Vidnoe 142703, Russia

aykolokolova@yandex.ruИлюхинаН. В.IlyuhinaN. V.

к.х.н., ведущий научный сотрудник, ,, ул. Школьная 78 Видное, 142703 Россия

Cand. Sci. (Chem.), leading researcher, ,, Shkolnaya str., 78, Vidnoe 142703, Russia

inv63@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4444-0716ТришканеваМ. В.TrishkanevaM. V.

к.х.н., ведущий научный сотрудник, ,, ул. Школьная 78 Видное, 142703 Россия

Cand. Sci. (Chem.). leading researcher, ,, Shkolnaya str., 78, Vidnoe 142703, Russia

labnta@vniitek.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7144-2522КоролевА. А.KorolevA. A.

к.т.н., ведущий научный сотрудник, ,, ул. Школьная 78 Видное, 142703 Россия

Cand. Sci. (Engin). leading researcher, ,, Shkolnaya str., 78, Vidnoe 142703, Russia

korleh@mail.ruВНИИ технологии консервирования филиал «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатого» РАНРоссияAll-Russian Research Institute of Canning Technology – branch of the Gorbatov Federal Research Center for Food Systems RASRussian Federation2020280120208217681Copyright © Колоколова А.Ю., Илюхина Н.В., Тришканева М.В., Королев А.А., 20202020Колоколова А.Ю., Илюхина Н.В., Тришканева М.В., Королев А.А.Kolokolova A.Y., Ilyuhina N.V., Trishkaneva M.V., Korolev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2365

Представлены результаты исследования по применению физических методов воздействия на растительное сырье – свежую столовую свеклу с целью ингибирования микроорганизмов рода Salmonella. Патогенные микроорганизмы рода Salmonella представляют угрозу для человека, являясь возбудителями брюшного тифа, паратифов и других сальмонеллёзов. Применение в технологии переработки фруктов и овощей эффективных и доступных физических методов воздействия позволяет обеспечить максимальное сохранение физиологически ценных компонентов сырья и его безопасность. Для исследования в качестве физических методов были выбраны микроволновое (СВЧ-поле) и ультрафиолетовое излучение. Стерилизующий эффект СВЧ-поля явно выражен – выживаемость бактерий после такой обработки в 2 и более раз меньше, чем при тепловой обработке. Обработка ультрафиолетовым излучением обладает бактерицидным эффектом и характеризуется минимальным воздействием на органолептические свойства растительного сырья. В ходе исследования проведена сравнительная оценка эффективности ингибирования тест-культуры Salmonella на нарезанных кубиках свежей свеклы после обработки выбранными физическими методами. Под воздействием СВЧ-поля при выбранном режиме с мощностью 400 Вт, продолжительностью 40 с и плотностью потока 0,44 Вт/см2, температура образцов поднималась до 43–46 °С. Обработку ультрафиолетовым (УФ) излучением в С-диапазоне (длина волны 253,7 нм) проводили в течение 15 мин с дозой 50 кДж/м2 при суммарной мощности ультрафиолетовых ламп 60 В. Обработка свежей нарезанной свеклы УФ-излучением снизила количество микроорганизмов на 5 порядков от начального количества. Обработка в СВЧ-поле позволила снизить начальную обсемененность сырья на 7 порядков. Последовательная обработка в микроволновом поле и последующим ультрафиолетовым излучением позволила снизить начальную обсемененность свеклы на 8 порядков. Комбинация методов обработки (СВЧ + УФ) показала эффективность их применения для снижения патогенной микрофлоры.

The research results concerning the application of physical methods of plant raw materials influencing - fresh beetroot - to inhibit microorganisms of Salmonella genus were presented in the work. Pathogenic microorganisms of Salmonella genus pose a threat to humans, being causative agents of typhoid fever, paratyphoid fever and other salmonellosis. The use of effective and available physical methods of influence in the fruit and vegetable processing technology allows us to ensure the maximum conservation of physiologically valuable components of the raw material and its safety. Microwave (microwave field) and ultraviolet radiation were chosen as physical methods for research. The sterilizing effect of the microwave field was clearly expressed - the bacteria survival after such a treatment was 2 or more times less than during heat treatment. Treatment with ultraviolet radiation has a bactericidal effect and is characterized by a minimal effect on the plant materials organoleptic properties. A comparative assessment of the effectiveness of the inhibition of the Salmonella test culture on diced fresh beets after treatment with the selected physical methods was carried out during the study. The samples temperature rose up to 43–46 °C under the influence of a microwave field in the selected mode with a power of 400 W, a duration of 40 s, and a flux density of 0.44 W / cm2. Treatment with ultraviolet (UV) radiation in the C-band (wavelength 253.7 nm) was carried out for 15 min with a dose of 50 kJ / m2 with a total power of ultraviolet lamps equal to 60 V. Processing of fresh chopped beets with UV radiation reduced the number of microorganisms by 5 orders of magnitude from the initial amount. Processing in a microwave field allowed to reduce the initial seed contamination of raw materials by 7 orders of magnitude. Sequential processing in a microwave field and subsequent ultraviolet radiation allowed us to reduce the initial beets seedling by 8 orders of magnitude. The combination of processing methods (microwave + UV) showed the effectiveness of their application to reduce pathogenic microflora.

растительное сырьёСВЧ-полеультрафиолетовое излучениетест-культурапатогенные микроорганизмыSalmonellaоптимальные режимыplant raw materialsmicrowave fieldultraviolet radiationtest culturepathogenic microorganismsSalmonellaoptimal modesReferencesMiteva D., Dimov K., Nacheva I., Todorov Y. et al. Modern technological approaches for ensuring of harmless and quality fruits // Bugarian Journal of Agricultural Science. 2014. V. 20. № 2. Р. 243–245.Miteva D., Dimov K., Nacheva I., Todorov Y. et al. Modern technological approaches for ensuring of harmless and quality fruits. Bugarian Journal of Agricultural Science. 2014. vol. 20. no. 2. рp. 243–245.Джаруллаев Д.С. Научно-технические принципы создания интенсивных технологий переработки плодово-ягодного сырья с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты: автореф. дис. д-р. техн. наук. Махачкала, 2005. 49 с.Dzharullaev D.S. Scientific and technical principles for creating intensive technologies for processing fruit and berry raw materials using an ultra-high frequency electromagnetic field: abstract. dis. dr. tech. sciences. Makhachkala, 2005. 49 p. (in Russian).Лисовой В.В, Першакова Т.В., Корнен Н.Н., Ачмиз А.Д. и др. Применение ЭМП СВЧ в технологиях переработки растительного сырья и вторичных ресурсов. // Научный журнал КубГАУ. 2016. № 04–118.Lisova V.V., Pershakova T.V., Kornen N.N., Achmiz A.D. et al. The use of microwave electromagnetic fields in the processing of plant materials and secondary resources. Scientific journal of KubSAU. 2016. no. 04–118. (in Russian).Ихлов Б.Л, Мельниченко А.В., Ощепков А.Ю. Действие сверхвысокочастотного электромагнитного поля на микроорганизмы // Вестник новых медицинских технологий. 2017. Т. 24. № 2. С. 141–146.Ikhlov B.L., Melnichenko A.V., Oshchepkov A.Y. The action of a microwave electromagnetic field on microorganisms. Bulletin of new medical technologies. 2017. vol. 24. no. 2. pp. 141–146. (in Russian).Kehoe J.J. Tryptophan-mediated denaturation of beta-lactoglobulin A by UV irradiation // J. Agric. Food Chem. 2008. V. 56. № 12.Kehoe J.J. Tryptophan-mediated denaturation of beta-lactoglobulin A by UV irradiation. J. Agric. Food Chem. 2008. vol. 56. no. 12.Krishnamurthy K. Decontamination of milk and water by pulsed UV-light and infrared heating // The Pennsylvania State University. 2006. URL: https://etda.libraries.psu.edu›paper/7212/2481.Krishnamurthy K. Decontamination of milk and water by pulsed UV-light and infrared heating. The Pennsylvania State University. 2006. Available at: https://etda.libraries.psu.edu›paper/7212/2481.Симоненко С.В. и др.Воздействие ультрафиолетового излучения на биологические структуры козьего молока // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. № 4. С. 16.Simonenko S.V. et al. The effect of ultraviolet radiation on the biological structures of goat milk. Storage and processing of agricultural raw materials. 2010. no. 4. pp. 16. (in Russian).Filipov Zh. Changes in the total protein and protein fractions in cow’s milk irradiated with ultraviolet rays // Vet. Med. Nauki. 1976. V. 13. № 4.Filipov Zh. Changes in the total protein and protein fractions in cow’s milk irradiated with ultraviolet rays. Vet. Med. Nauki. 1976. vol. 13. no. 4.Kristo E., Hazizaj A., Corredig M. Effect of UV irradiation on the properties of whey protein solutions treated using a novel UV light reactor. URL: http://www.icef11.org/content/papers/nfp/NFP1132.pdfKristo E., Hazizaj A., Corredig M. Effect of UV irradiation on the properties of whey protein solutions treated using a novel UV light reactor. Available at: http://www.icef11.org/content/papers/nfp/NFP1132.pdfХаритонов В.Д., Шерстнева Н.Е. Влияние ультрафиолетового излучения на основные компоненты и микробиологические показатели жидких пищевых продуктов // Труды БГУ. 2014. Т. 9.Kharitonov V.D., Sherstneva N.E. The influence of ultraviolet radiation on the main components and microbiological indicators of liquid food products. Transactions of BSU. 2014. vol. 9. (in Russian).Завьялов М.А., Кухто В.А., Филиппович В.П., Морозов А.О. и др. Исследования процессов микронизации зерна пшеницы в установка СВЧ-энергии // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 6. С. 9–14.Zavyalov M.A., Kukhto V.A., Filippovich V.P., Morozov A.O. and other studies of the processes of micronization of wheat grain in the installation of microwave energy. Storage and processing of agricultural raw materials. 2017. no. 6. pp. 9–14. (in Russian).Devaraju R., Kalla A.M. Microwave energy and its application in food industry: A review // Asian J. Dairy & Food Res. 2017. V. 36. P. 37–44.Devaraju R., Kalla A.M. Microwave energy and its application in food industry: A review. Asian J. Dairy & Food Res. 2017. vol. 36. pp. 37–44.Бараненко Д.А., Борисов А.Е., Борисова И.И. Влияние микроволновой обработки на показатели качества и безопасности упакованных пищевых ингредиентов с низким содержанием влаги // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2017. № 3. С. 3.Baranenko D.A., Borisov A.E., Borisova I.I. The influence of microwave processing on the quality and safety indicators of packaged food ingredients with a low moisture content. Scientific journal NRU ITMO. Series “Processes and Food Production Equipment”. 2017. no. 3. pp. 3. (in Russian).Глебова С.Ю., Голуб О.В., Мотовилов О.К. Использование свеклы столовой при производстве соусов для общественного питания // Пищевая промышленность. 2017. № 10. С. 40–42.Glebova S.Y., Golub O.V., Motovilov O.K. The use of beetroot in the production of sauces for catering. Food industry. 2017. no. 10. pp. 40–42. (in Russian).Юсупов Г.Г. Юсупов Р.Х. Обеспечение микробиологической безопасности муки и хлеба энергией СВЧ-поля // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2009. № 1. С. 20.Yusupov G.G. Yusupov R.Kh. Ensuring the microbiological safety of flour and bread with microwave energy. Vestnik FGOU VPO MGAU. 2009. no. 1. pp. 20. (in Russian).Грачева А.Ю., Илюхина Н.В., Калинина Ж.А. Изучение влияния радиационной технологии на микробиологическую безопасность пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья // Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции. Краснодар, 2016 . С. 245–250.Gracheva A.Y., Ilyukhina N.V., Kalinina Zh.A. Studying the influence of radiation technology on the microbiological safety of food products and agricultural raw materials. Scientific support of innovative technologies for the production and storage of agricultural and food products. Krasnodar, 2016. pp. 245–250. (in Russian).Wallner-Pendleton E.A. et al. The use of ultraviolet radiation to reduce Salmonella and psychrotropic bacterial contamination on poultry carcasses // Poultry Sci. 1994. V. 73. P. 571–573.Wallner-Pendleton E.A. et al. The use of ultraviolet radiation to reduce Salmonella and psychrotropic bacterial contamination on poultry carcasses. Poultry Sci. 1994. vol. 73. pp. 571–573.Костенко Ю.Г., Храмов М.В., Давлеев А.Д. Проблема пищевого сальмонеллеза в России: объективный взгляд и пути решения // Все о мясе. 2012. № 1. С. 28–31.Kostenko Y.G., Khramov M.V., Davleev A.D. The problem of food-borne salmonellosis in Russia: an objective view and solutions. All about meat. 2012. no. 1. pp. 28–31. (in Russian).Алиева А.К., Дмитриченко М.И., Пеленко В.В. Микробиологическая безопасность и контроль качества продуктов птицеводства реализуемых в торговых сетях Санкт-Петербурга и Ленинградской области // Вестник ВГУИТ. 2017. Т. 79. № 1 (71). С. 290–296.Aliyev A.K., Dmitrichenko M.I., Pelenko V.V. Microbiological safety and quality control of poultry products sold in retail chains of St. Petersburg and the Leningrad Region. Proceedings of VSUET. 2017. vol. 79. no. 1 (71). pp. 290–296. (in Russian).Василовский А.М., Куркатов С.В. Гигиеническая оценка безопасности продуктов питания, производимых в Красноярском крае // Техника и технология пищевых производств. 2012. № 1 (24). С. 116–119.Vasilovsky A.M., Kurkatov S.V. Hygienic assessment of the safety of food products produced in the Krasnoyarsk Territory. Technique and technology of food production. 2012. no. 1 (24). pp. 116–119. (in Russian).Kuo F.L., Carey J.B., Ricke S.C. UV irradiation of shell eggs: Еffесt on populations of aerobes, moulds, and inoculated Salmonella typhimurium // J. Food Prot. 1997. V. 60. P. 639–643.Kuo F.L., Carey J.B., Ricke S.C. UV irradiation of shell eggs: Еffесt on populations of aerobes, moulds, and inoculated Salmonella typhimurium. J. Food Prot. 1997. vol. 60. pp. 639–643.Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011. О безопасности пищевой продукции.Technical Regulations of the Customs Union TR CU 021/2011. On the safety of food products. (in Russian).Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. МИА, 2005. 734 с.Borisov L.B. Medical microbiology, virology and immunology. MIA, 2005.734 p. (in Russian).Королев А.А., Тюрина С.Б., Тришканева М.В. Анализ применения микроволнового излучения в технологиях стерилизации растительного сырья // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2019. № 3. С. 81–91.Korolev A.A., Tyurina S.B., Trishkaneva M.V. Analysis of the use of microwave radiation in sterilization technologies for plant materials. Scientific journal NRU ITMO. Series “Processes and Food Production Equipment”. 2019. no. 3. pp. 81–91. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.