Изучение срока годности сока в пакете после вскрытия по микробиологическим показателям
Работа победителя конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10–11 классов |
Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ЧУ ОШ «Классика-М»
Email: Написать
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года
|
Актуальность
Эксперты отмечают, что российский рынок соков, также как и другие отрасли экономики, находится под влиянием различных социально-экономических показателей, в том числе уровня инфляции и доходов населения, на развитие отрасли влияет ситуация на рынках сырья и упаковки.
В связи с этим необходимо работать над решением и минимизацией влияния на показатели безопасности соков следующих проблем:
- технологические процессы производства;
- состав продукта (сока);
- предреализационные;
- послереализационные.
Предреализационные и послереализационные проблемы, влияющие на качество соков, связаны с условиями хранения (температура, влажность) и транспортировки от изготовителя к потребителю, продавцу.
Необходимо соблюдать следующие требования: пищевые продукты при их изготовлении и обороте (производстве, хранении, транспортировке и обороте) должны храниться при условиях, обеспечивающих сохранение их качества и безопасности в течение всего срока годности.
Изготовители, продавцы и уполномоченные изготовителем лица обязаны осуществлять процессы производства и обращения соковой продукции из фруктов и (или) овощей таким образом, чтобы продукция соответствовала требованиям, установленным к ней техническими регламентами Таможенного союза.
Также важно наряду с увеличением объёма выпуска соков и расширением их ассортимента совершенствовать технологию их изготовления с целью повышения и сохранения качества готового продукта.
Цель
Выявление факторов, влияющих на интенсивность, скорость размножения микроорганизмов в зависимости от временных интервалов после нарушения герметичности (вскрытия упаковки) и условий хранения.
Задачи
- Найти и изучить в источниках информации данные о качестве сока в пакете.
- Выбрать объекты исследования и установить критерии для оценки периода безопасного употребления в пищу соковой продукции после нарушения герметичности упаковки.
- Определить период, по истечении которого сок не соответствует требованиям безопасности, в зависимости от варьирования условий хранения, временных интервалов после вскрытия.
- Исследовать изменения физико-химических и микробиологических показателей рассматриваемой группы продукции при хранении её во вскрытом состоянии при разных температурных условиях.
Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
- Чашки Петри
- Среда Сабуро
- Среда ГРМ агар общего назначения
- Среда ГМК-1
- Среда Бликфельдта
- Весы лабораторные общего назначения
- Термостат, позволяющий поддерживать температуру (24±1) °С, (37±1) °С
- Микроскоп световой биологический или других аналогичных марок
- Масло иммерсионное для микроскопии
- Стёкла предметные, стекла покровные, вата медицинская гигроскопическая, петля бактериологическая, пипетки градуированные вместимостью 1, 2, 5 и 10 см, растворы реактивов, красок, индикаторов и питательные среды, стекла предметные и покровные
- Рн-метр
Описание
Сначала автор выявил актуальность проекта с последующим установлением целей и задач. Был изучен теоретический материал о стандартах качества соковой продукции, установлены возможные факторы порчи сока. Для осуществления проекта автору необходимо было выбрать объекты исследования – соки в пакете, чтобы поставить их в смоделированные условия хранения до вскрытия упаковки. После выдержки упаковок соков в различных условиях, включая критические условия хранения, проводился посев исследуемых образцов на микробиологические питательные среды с целью определения посторонних микроорганизмов.
Для выявления плесневых грибов и дрожжей в различных видах сока были применены стандартная среда Сабуро и альтернативная среда ГРМ с целью установления возможности замены стандартной среды на альтернативную. Далее осуществлялся анализ полученных результатов.
Во втором эксперименте автор проводил исследование различных видов сока, хранившихся в неудовлетворительных условиях, на наличие молочнокислых бактерий с посевом на альтернативную среду ГМК-1. Так как по результатам посева был обнаружен рост микроорганизмов в одном из образцов, устанавливался их вид путём окраски по Граму.
В результате проведённых работ автор анализировал результаты экспериментов и планировал дальнейшую работу по развитию проекта – возможность замены стандартных микробиологических сред на альтернативные среды.
Теоретическая часть
Соки по своим физико-химическим свойствам являются хорошей питательной средой для развития дрожжей, плесневых грибов, молочнокислых и уксуснокислых бактерий, т. к. могут содержать в своём составе сахар и имеют невысокий уровень рН.
Рекомендуемые условия хранения и сроки годности соков и нектаров устанавливает изготовитель согласно требованиям п. 6 ст. 7 Технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011).
Изготовитель несёт ответственность за качество своей продукции (сока) и устанавливает безопасный период употребления продукта после вскрытия (нарушения целостности упаковки). Как правило, этот период и условия хранения составляют не более суток при t от 2 до 6°С.
Нарушение санитарно-гигиенических правил изготовления, транспортировки, хранения продуктов питания может привести к их загрязнению патогенными и условно-патогенными микроорганизмами, что способствует возникновению пищевых инфекций и отравлений.
Причины микробиологической порчи
- начальная численность микроорганизмов после розлива и упаковывания продукции (определяется после вскрытия упаковки)
- виды микроорганизмов
- величина рН продукта
- технологические приёмы производства
- условия хранения и транспортирование готового продукта
В работе использовались следующие методы:
1. Метод глубинного посева: жидкий продукт или разведение навески вносят параллельно в две чашки Петри и заливают не позднее чем через 15 мин. расплавленной и охлаждённой до температуры (45±1)°С питательной средой. Высота слоя питательной среды должна быть 4–5 мм.
2. Посев на агаризованные питательные среды Сабуро и ГРМ- 1: для выявления и определения дрожжей и плесневых грибов в две стерильные чашки Петри параллельно переносят с помощью стерильной пипетки 1 см испытуемой пробы, если это жидкий продукт, или 1 г в случае продуктов других консистенций. Посевы заливают плотной питательной средой. Посевы термостатируют при температуре (24±1)°С. Через 3 суток проводят предварительный учёт типичных колоний или появления характерных признаков роста на жидких средах. Через 5 суток проводят окончательный учёт результатов термостатирования посевов.
Рост дрожжей на агаризованных средах сопровождается образованием крупных, выпуклых, блестящих, серовато-белых колоний с гладкой поверхностью и ровным краем. Развитие дрожжей в жидкой среде сопровождается появлением мути, запаха брожения и газа. Развитие плесневых грибов на питательных средах сопровождается появлением мицелия различной окраски.
3. Посев на питательную среду ГМК-1: для выявления молочнокислых микроорганизмов по (1,0±0,1) г или (1,0±0,1) 1 см пробу продукта вносят параллельно в две пробирки с жидкой питательной средой или в чашки Петри, которые заливают агаризованной средой. Посевы термостатируют при температуре (30±1)°С не более 5 суток или при температуре (37±1)°С не более 3 сут. Принадлежность к молочнокислым микроорганизмам устанавливают по культуральным признакам развития, морфологии клеток, по положительной окраске по Граму.
Автором были выполнены следующие этапы работ:
1. Выявление актуальности проекта с последующим установлением целей и задач.
2. Выбор объектов исследования, поиск данных о качестве соковой продукции.
3. Изучение теоретического материала о стандартах качества соковой продукции, установление возможных факторов порчи сока.
4. Описание теоретической части проекта (методов исследования, этапов подготовки и проведения экспериментов).
5. Моделирование критических условий хранения соков.
6. Изучение методов посева и видов микробиологических питательных сред.
7. Установление вида микроорганизмов, выявленных при посеве изучаемого образца на экспериментальную среду ГМК-1.
8. Анализ экспериментов, выводы, планирование, разработка экономической составляющей проекта и планы по развитию проекта.
Результаты работы/выводы
В результате проведённых работ:
- были выбраны объекты исследования;
- установлены критерии для оценки периода безопасного употребления в пищу соковой продукции после нарушения герметичности упаковки;
- определена начальная численность микроорганизмов после розлива и упаковки;
- исследованы физико-химические и микробиологические показатели рассматриваемой группы продукции при хранении её во вскрытом состоянии при разных температурных условиях;
- определены условия и периоды безопасного употребления конкретных наименований соков после нарушения герметичности потребительской упаковки;
- установлено, что в целом хранение соковой продукции при критических значениях температуры и создании неблагоприятных условий хранения и транспортировки значительно не повлияло на её качество, что может свидетельствовать о соблюдении технологического процесса на производстве;
- исследована возможность замены питательных сред для культивирования микроорганизмов.
Таким образом, можно сделать вывод, что определяющим критерием для установления периода безопасного употребления в пищу консервов после нарушения герметичности потребительской упаковки являются микробиологические показатели.
Перспективы использования результатов работы
- Исследование новых альтернативных питательных сред с целью определения возможности замены более дорогих, многокомпонентных и импортных стандартных питательных сред.
- Проведение испытаний других продуктов питания для исследования факторов порчи и поиска альтернативных оборудования и реактивов.
- Ознакомление изготовителей соковой продукции с альтернативными микробиологическими средами для обоснования возможного удешевления конечного продукта.
Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы
Детский технопарк РТУ МИРЭА «Альтаир»
Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)
- Заключительный этап прикладного конкурса для школьников «Золотая дюжина» – призёр.
- Региональный трек Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы» в 2020–2021 учебном году (направление «Агропромышленные и биотехнологии») – победитель.
- Конкурс проектов и исследований по направлению «Инженеры» (секция «Прикладная химия, физическая химия») – победитель.
Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания
«Я считаю, что у моей работы имеются перспективы развития. Проект «Инженерный класс в московской школе» помог раскрыть мой потенциал. Благодаря ему я смогла получить полезный и интересный опыт»