Antimicrobial activity of quaternary ammonium salts and evaluation of research methods

Since Poland has become EU member, the quality of raw materials and food products have became a priority in food industry plants. The law act of EU concerning the food is Directive 93/43/EEC from June 14, 1993 with reference to hygiene of food products. From a health protection point of view the main problem are poisonings and infections resulting from pathogenic microbes developed in the food products. Besides the microbial purity of raw materials, the washing and disinfection lines in food processing plants are a very important preventive measures [Waszak 2004; Żakowska & Stobińska 2000]. In chemical disinfection of machines and facilities in a food processing industry many preparations have found an application, from about 65% made up substances containing quaternary ammonium salts (QAS). Their action may be divided into two stages. In the first, a change in permeability of microbial cellmembrane occurs, which results in deterioration of a proper exchange of nutrient elements with environment. In a second stage it comes to a denaturation of enzymes in a cytoplasm membrane and to disturbances of a whole cell metabolism [Waszak 2004; Wiśniewski 1997]. The assortment of these preparations is different and considerable, which is a result of their chemical structure CR1R2R3R4X where as the organic substituents may be both alkyl chains and aromatic nuclei and as halogen ion may be often chloride. Additionally there are many possibilities to mix the quaternary ammonium salts with different auxiliary substances in order to increase their effectiveness and to increase the number of possible combinations [Steinka & Przybyłowski 1999; Żakowska & Stobińska, 2000]. The advantages of these preparations are: a high biocidial efficiency (they are effective against gram-positive and gram-negative bacteria, yeast, some mycelium fungi and viruses), a prolonged effect of microbial purity, low toxicity as well as a mild and pleasant smell. The QAS lower a surface tension and effectively penetrate a dirt layer and do not cause a corrosive action on disinfected surface. They work by 4-10 pH, have a good solubility in water and a high durability in concentrated and working solutions, which is their additional advantage [Steinka & Przybyłowski 1999; Żakowska & Stobińska, 2000]. The disadvantage of these preparations is a foaming ability, which makes it difficult to rinse the washed items. Hard water, organic impurities e.g. proteins, fats, blood and a presence of soaps decrease their antimicrobial activity [Wiśniewski 1997]. In order to eliminate the danger of microbial resistance, it is recommended to use them alternately with preparations with other mode of action.

Odkąd Polska została członkiem UE, jakość surowców i produktów żywnościowych stały się priorytetem w zakładach przetwarzających żywność. Dyrektywa UE dotyczącej jedzenie to Dyrektywa 93/43/EWG z 14 czerwca 1993 dotycząca higieny produktów żywnościowych. Z punktu widzenia ochrony zdrowia głównym problemem są zatrucia i infekcje spowodowane bakteriami chorobotwórczymi rozwiniętymi w produktach żywnościowych. Oprócz czystości mikrobiologicznej surowców, mycie i dezynfekcja linii produkcyjnych w zakładach przetwórczych są bardzo ważnymi środkami zapobiegawczymi. Wiele substancji znalazło zastosowanie do chemicznej dezynfekcji maszyn i urządzeń w przemyśle spożywczym, z czego około 65% stanowią substancje zawierające czwartorzędowe sole amonowe (QAS). Ich działanie można podzielić na dwa etapy. W pierwszym następuje zmiana przepuszczalności błony komórkowej bakterii, która prowadzi do zakłócenia właściwej wymiany substancji odżywczych ze środowiskiem. W drugim etapie dochodzi do denaturacji enzymów w membranie cytoplazmy i do zakłóceń metabolizmu całej komórki. Celem pracy było sprawdzenie aktywności przeciw drobnoustrojowej środków dezynfekcyjnych na bazie czwartorzędowych soli amonowych. Badania przeprowadzono w stosunku do szczepów bakterii Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus cereus oraz grzybów z gatunku Aspergillus sp., Penicillium sp. i Fusarium sp. Skuteczność dezynfekcyjną wybranych preparatów ustalono za pomocą metod zalecanych przez Państwowy Zakład Higieny. Zastosowane w badaniu techniki pracy oceniono pod względem dokładności i łatwości wykonania. Analiza wyników badań przedstawionych w praca pozwala na wyciągnięcie następujących wniosków: ?? Najlepsze działanie antybakteryjne i grzybobójcze wykazał preparat zawierający 1% czwartorzędowej soli amonowej i alkohol izopropylowy jako substancję pomocniczą. a. Zastosowanie preparatów na bazie czwartorzędowych soli amonowych nie zapewnia oczekiwanej czystości mikrobiologicznej na powierzchni maszyn i urządzeń znajdujących się w zakładzie. b. Niezależnie od zaleceń producenta byłoby wskazane, ocenić skuteczność środków dezynfekujących w warunkach przemysłowych, gdzie będą zastosowane. c. Z metod stosowanych najłatwiej przeprowadzić ocenę metodą z dyskiem dyfuzyjnym a relatywnie najtrudniej metodą nosiciela (pieczęci).