Поиск - новости науки и техники

Серебряные обереги. Нано- и криотехнологии продлевают свежесть продуктов

Проблема с качеством продуктов не новая. Сколько уже раз пытались найти подходы к ее решению, сделать так, чтобы, приобретая еду, мы не рисковали получить расстройство желудка, а то и более серьезные заболевания с тяжелыми последствиями. Но, может быть, задача всякий раз оказывалась не до конца решенной потому, что условия для этого еще не созрели? Вот, скажем, если бы были тогда нано- и криотехнологии, то… Так, во всяком случае, думаешь, знакомясь с исследованиями, которые ведутся в Московском государственном университете пищевых производств (МГУПП). Наш корреспондент попросил некоторых участников этих исследований рассказать, что они делают для того, чтобы еда не становилась для нас источником неприятностей. Вот, что удалось узнать.
 Олег СУВОРОВ, кандидат технических наук, доцент кафедры “Товароведение и общественное питание” МГУПП:

– Проект, над которым мы работаем, называется “Обеспечение микробиологической безопасности продуктов питания различных сроков хранения при использовании нано- и криотехнологий”. Заявка по этой теме была подана в Совет по грантам Президента Российской Федерации, и в прошлом году я стал одним из победителей конкурса молодых российских ученых – кандидатов наук, получивших государственную поддержку. Для проведения комплексного исследования в Московском государственном университете пищевых производств была сформирована специальная научная группа, в которую кроме меня вошли микробиолог Глеб Баландин, химики Дмитрий Подкопаев и Юлия Фролова, пищевики Анна Грекова и Анастасия Подушкина. Консультируют нас ведущие ученые МГУПП профессор Галина Алексеевна Ермолаева и доцент Любовь Николаевна Шабурова.
В прогнозе научно-технологического развития России до 2030 года одним из перспективных направлений исследований названо обеспечение безопасности пищевых продуктов. Вполне понятно, что решение этой проблемы невозможно без использования новейших материалов и технологий, которые все шире вовлекаются в различные отрасли промышленности. Признано, скажем, что применение нанотехнологий заметно повышает эффективность производства. В последнее время популярными во многих сферах стали наночастицы серебра. Благодаря уникальным физико-химическим и биологическим свойствам они начинают использоваться в медицине, фармацевтике, химической, перерабатывающей и пищевой промышленности.
Возникла необходимость подробно изучить действие наночастиц на микроорганизмы в пищевых продуктах и выяснить влияние внешних факторов на характеристики самих наночастиц. В перспективе полученные ответы помогут оценить возможность регулировать жизнедеятельность микроорганизмов с помощью наносистем. Известно также, что важную роль в вопросах качества и безопасности пищевых продуктов в зависимости от сроков их хранения играют криотехнологии.
Глеб БАЛАНДИН, аспирант:
– Во всех пищевых продуктах можно обнаружить самые разные бактериальные микроорганизмы. Большинство из них не вредные, правда, при условии, что их концентрация не превышает допустимые нормы. Но при хранении популяция микроорганизмов увеличивается, что со временем приводит к порче продуктов. Кроме того, есть виды бактерий, которые изначально представляют серьезную опасность. Как правило, зараженные ими продукты не доходят до потребителя, их своевременно выявляют санитарные службы. Но предприятию наносится немалый экономический ущерб. Между тем микробиологическую контаминацию (заражение) можно предотвратить с помощью наночастиц металлов, обладающих ярко выраженными антибактериальными свойствами.
Дмитрий ПОДКОПАЕВ, руководитель лаборатории АО “Акванова РУС”:
– Микробиологическое заражение – один из основных видов порчи продуктов питания. Наша команда исследователей разрабатывает пути их защиты, используя нанотехнологии. Например, мы исследуем воздействие наночастиц серебра на микрофлору продуктов для сохранения их потребительских характеристик и продления срока хранения. Эти частицы удобны тем, что они низкотоксичны по сравнению с традиционными консервантами и у большинства микроорганизмов не развивается устойчивость к их воздействию.
– Что уже сделано в этой области в нашей стране и за рубежом?
О.Суворов: – Перспективам и проблемам пищевых нанотехнологий посвящены работы Виктора Александровича Тутельяна, Ивана Всеволодовича Гмошинского и Сергея Анатольевича Хотимченко из НИИ питания, Константина Ивановича Попова (Научный центр малотоннажной химии), Анатолия Николаевича Филиппова (Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина), Анатолия Витальевича Жердева (Институт биохимии им. А.Н.Баха). В нашем университете Татьяна Глебовна Богатырева и Наталья Васильевна Лабутина занимаются технологиями длительных сроков хранения пищевых продуктов.
В практике пищевой промышленности уже есть примеры использования наносистем. Как в России, так и во всем мире идут активные исследования по внедрению нано- и криотехнологий в продовольственный сектор.
Г.Баландин: – Надо заметить, что возможности нанотехнологий для обеспечения микробиологической безопасности в пищевой промышленности стали изучать относительно недавно. За рубежом этим вопросом широко занимаются ученые Индии, Китая, Японии, многие исследователи европейских стран. Значительное число проектов посвящено изучению влияния наночастиц на бактериальные микроорганизмы, взаимодействию наносистем с культурами плесневых грибов и дрожжей.
Д.Подкопаев: – Все эти исследования особенно актуальны для тех регионов, где ощущается явный недостаток продуктов питания и несовершенны логистические цепочки снабжения.
– А на чем сосредоточены ваши научные интересы, что удалось узнать?
Г.Баландин: – Мы изучаем комплексное действие наночастиц металлов на смешанные культуры бактериальных и грибных микроорганизмов. На данном этапе появилась уверенность в том, что, регулируя некоторые физико-химические показатели, можно добиться селективного действия наночастиц металлов: будут угнетаться нежелательные микроорганизмы, а культурные микроорганизмы сохраняться. Хотелось бы отметить вклад нашего главного партнера – оте­чественного научно-производственного предприятия “Сентоза Факторинг НП” – предоставление образцов наносистем для проведения исследований.
Д.Подкопаев: – Особенность нашей работы в том, что мы изучаем использование наночастиц серебра для продуктов питания и исследуем их свойства именно “в этом ключе”. Наша научная группа обнаружила селективное действие наночастиц серебра по отношению к различным микроорганизмам, которые могут присутствовать в еде. Мы установили факт взаимодействия этих частиц с модельными средами, имитирующими продукты питания. Результаты исследований можно использовать для создания инновационной упаковки, особых технологий производства, хранения продуктов питания с увеличенными сроками годности.
О.Суворов: – Сегодня, в зависимости от вида пищевого продукта, существуют различные методы их обеззараживания, например с помощью консервантов, которые употребляются или в качестве добавки непосредственно в продукт, или как вещества для поверхностной обработки. Используются физические методы: СВЧ-, ИК-, УФ-обработка, электрическое, магнитное поле, а также их комбинации. Чтобы сократить численность микробов, а также ограничить их ферментативную активность и размножение, применяются консервирование высокими и низкими температурами, другие способы.
 На разных этапах хранения и реализации идут в дело полимерные упаковочные материалы и покрытия, которые способны обеспечивать барьер от негативного воздействия микроорганизмов и окружающей среды.
Все эти методы имеют как достоинства, так и недостатки. При использовании химических веществ микроорганизмы могут адаптироваться к ним. Приходится умножать концентрации препаратов или искать альтернативу, скажем, включать в производственный цикл дополнительное, часто дорогостоящее оборудование. Это, как можно догадаться, заметно повышает стоимость продукта. Что касается полимерных материалов и покрытий, то их применение, позволяя увеличить срок хранения продуктов, может негативно влиять на экологическую обстановку.
Разработка и внедрение в производство конкурентоспособных, принципиально новых технологий – одно из магистральных направлений в наш технический век. Широкое распространение получило производство хлебобулочных изделий из замороженных, частично выпеченных полуфабрикатов. Этот способ позволяет предприятиям, имея пополняемый запас таких полуфабрикатов, гибко реагировать на потребности рынка, уменьшить расходы на оборудование и транспортировку, наладить производство продукции широкого ассортимента. Данный метод имеет и стратегическое значение. Выпуск замороженных полуфабрикатов хлебобулочных изделий на промышленной основе открывает большие перспективы для организации сбалансированного питания населения в различных регионах страны. Такое направление постоянно совершенствуется, разрабатываются и внедряются современные технологии.
Пищевые продукты, испорченные микрофлорой, могут привести при их потреблении к нарушению жизнедеятельности человека. Даже соблюдение всех санитарно-гигиенических норм и правил производства не может обеспечить их продолжительную сохранность. Использование любых веществ в контакте с пищевыми продуктами должно нормироваться и быть безопасным для человека и окружающей среды. Поэтому мы исследуем не только влияние наночастиц на микроорганизмы, но и определяем рабочие концентрации препаратов, содержащих наночастицы серебра. В сочетании с криотехнологией изучаем возможность обеспечения качества и безопасности продуктов при их длительном хранении. К слову, в процессе замораживания и хранения в продуктах происходит отмирание большей части микроорганизмов под действием низких температур и из-за понижения влажности.
 Несколько слов о самых молодых участниках нашего научного коллектива. Большой вклад в организацию и проведение комплексных исследований вносят аспиранты Юлия Фролова и Анна Грекова. Юлия занимается вопросами создания модифицированных покрытий для мясной продукции, работы Анны посвящены совершенствованию технологии выпуска замороженных ржано-пшеничных полуфабрикатов высокой степени готовности в упаковке с использованием наносеребра.
Хотелось бы отметить ответственное отношение к исследованиям, старательность и усердие студентки Анастасии Подушкиной. Ее научное направление связано с изучением качества и безопасности предоставления услуг и сервиса на предприятиях общественного питания при использовании современных технологий.

Беседу вел Василий ЯНЧИЛИН
Фотоснимки предоставлены
участниками интервью

Нет комментариев