Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 110322 10.21603/1019-8946-2025-6-61 Научная статья Research Article Научная статья Air Disinfection with Chlorine Dioxide against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Bacillus subtilis Оценка бактерицидного и спороцидного действия диоксида хлора в воздушной среде относительно Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis Свириденко Галина Михайловна Sviridenko Galina M. vniims@fncps.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Шухалова Ольга Михайловна Shukhalova Olga M. o.shukhalova@fncps.ru Мамыкин Денис Станиславович Mamykin Denis S. d.mamykin@fncps.ru Комарова Татьяна Валентиновна Komarova Tatyana V. t.komarova@fncps.ru Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking – Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking, Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking, Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems Uglich Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Углич Россия All-Russian Scientific Research Institute of Butter- and Cheesemaking – Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems Uglich Russian Federation 12 12 2025 12 12 2025 6 63 69 07 05 2025 20 11 2025 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/110322/view

Воздушная среда является неотъемлемой частью экосистемы предприятия пищевой промышленности, где соблюдение строгих санитарно-гигиенических норм является обязательным условием. Микробная контаминация воздуха не только негативно влияет на качество и хранимоспособность готового продукта, но и представляет потенциальную угрозу для здоровья потребителей. В связи с этим контроль микробиологического состояния воздушной среды и своевременная дезинфекция становятся важнейшими элементами производственного процесса. Обработка воздуха с помощью аэрозольного распыления дезинфицирующих средств позволит эффективно снижать уровень микробной нагрузки. Одним из перспективных средств для дезинфекции воздуха является диоксид хлора (ClO2 ), который обладает широким спектром антимикробного действия. В данном исследовании проведена оценка бактерицидного и спороцидного действия диоксида хлора (ClO2 ) в воздушной среде в отношении условно-патогенной, технически вредной и санитарно-показательной микрофлоры, к которой относятся Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis и Escherichia coli. Исследование направлено на определение эффективности применения диоксида хлора в различных концентрациях (0,25 и 0,50 %) для снижения микробной нагрузки и обеспечения соответствия санитарно-гигиеническим требованиям, установленным для предприятий пищевой промышленности. Полученные экспериментальные данные показали, что при использовании исследуемого дезинфектанта в концентрации 0,50 % наблюдалось значительное снижение бактериальной нагрузки – более 99,0 %, что соответствует нормативным требованиям МУ 2.3.975-00 для воздушной среды на пищевых производствах. Таким образом, диоксид хлора (ClO2 ) подтвердил свою высокую эффективность в борьбе с микробным загрязнением, включая устойчивые спорообразующие формы бактерий, что делает его перспективным средством для дальнейшего изучения и практического применения в качестве дезинфектанта для обработки воздушной среды на предприятиях молокоперерабатывающей отрасли. Использование диоксида хлора позволяет минимизировать риски микробной контаминации, обеспечивая соблюдение строгих стандартов качества и безопасности продукции

The air environment is an integral part of the technological process at food industry enterprises, where compliance with strict sanitary and hygienic standards is a mandatory condition. Microbial contamination reduces the quality and shelf life of the finished product. Moreover, it can be a potential threat to consumers’ health. In this regard, microbiological control and regular disinfection are the most important elements of the production process. Aerosol sprays reduce microbial load in the air. For instance, chlorine dioxide (ClO₂) sprays are known for their wide range of antimicrobial effects at industrial premises. This study assessed the bactericidal and sporicidal action of chlorine dioxide against such opportunistic, harmful, and sanitary-indicative microflora as Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, and Escherichia coli. The research tested two concentrations of chlorine dioxide: 0.25% and 0.50%. At 0.50%, the spray was able to eliminate 99.0% of bacterial load, which corresponded to the regulatory requirements for the air environment in food production facilities. Chlorine dioxide confirmed its high efficiency in combating microbial contamination, including resistant spore forming forms of bacteria. It demonstrated good prospects as air disinfectant at dairy processing enterprises: chlorine dioxide sprays minimized the risks of microbial contamination, ensuring compliance with the strict quality and safety standards for dairy products.

 воздух обеззараживание дезинфекция дезинфектант диоксид хлора бактерицидная эффективность спороцидная эффективность air disinfection disinfectant chlorine dioxide ClO₂ bactericidal efficiency sporicidal efficiency Работа выполнена в рамках Государственного задания по теме FGUS-2024-0007. The work was carried out as part of the State Assignment on the topic FGUS-2024-0007.

Machado, S. G. The biodiversity of the microbiota producing heat-resistant enzymes responsible for spoilage in processed bovine milk and dairy products / S. G. Machado [et al.] // Frontiers in microbiology. 2017. Vol. 8. P. 302. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00302 Machado, S. G. The biodiversity of the microbiota producing heat-resistant enzymes responsible for spoilage in processed bovine milk and dairy products / S. G. Machado [et al.] // Frontiers in microbiology. 2017. Vol. 8. P. 302. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00302 Ahmedsham, M. Review on milk and milk product safety, quality assurance and control / M. Ahmedsham, N. Amza, M. Tamiru // International Journal of Livestock Production. 2018. Vol. 9(4). P. 67–78. https://doi.org/10.5897/IJLP2017.0403 Ahmedsham, M. Review on milk and milk product safety, quality assurance and control / M. Ahmedsham, N. Amza, M. Tamiru // International Journal of Livestock Production. 2018. Vol. 9(4). P. 67–78. https://doi.org/10.5897/IJLP2017.0403 Fusco, V. Microbial quality and safety of milk and milk products in the 21st century / V. Fusco [et al.] // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2020. Vol. 19(4). P. 2013–2049. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12568 Fusco, V. Microbial quality and safety of milk and milk products in the 21st century / V. Fusco [et al.] // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2020. Vol. 19(4). P. 2013–2049. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12568 Pal, M. Bacterial contamination of dairy products / M. Pal [et al.] // Beverage and food world. 2016. Vol. 43(9). P. 40–43. Pal, M. Bacterial contamination of dairy products / M. Pal [et al.] // Beverage and food world. 2016. Vol. 43(9). P. 40–43. El-Sayed, A. S. Detection of potential microbial contaminants and their toxins in fermented dairy products: A comprehensive review / A. S. El-Sayed, H. Ibrahim, M. A. Farag // Food Analytical Methods. 2022. Vol. 15(7). P. 1880–1898. https://doi.org/10.1007/s12161-022-02253-y El-Sayed, A. S. Detection of potential microbial contaminants and their toxins in fermented dairy products: A comprehensive review / A. S. El-Sayed, H. Ibrahim, M. A. Farag // Food Analytical Methods. 2022. Vol. 15(7). P. 1880–1898. https://doi.org/10.1007/s12161-022-02253-y Masotti, F. Airborne contamination in the food industry: An update on monitoring and disinfection techniques of air / F. Masotti [et al.] // Trends in Food Science & Technology. 2019. Vol. 90. P. 147–156. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.06.006 Masotti, F. Airborne contamination in the food industry: An update on monitoring and disinfection techniques of air / F. Masotti [et al.] // Trends in Food Science & Technology. 2019. Vol. 90. P. 147–156. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.06.006 Рудыка, Е. А. Проблемы обеспечения качества воздушной среды в перерабатывающей промышленности / Е. А. Рудыка, Е. В. Батурина, В. А. Осипова // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 1(10). С. 154–155. https://elibrary.ru/ukiztr Rudyka, E. A. Problemy obespecheniya kachestva vozdushnoy sredy v pererabatyvayuschey promyshlennosti / E. A. Rudyka, E. V. Baturina, V. A. Osipova // Ekonomika. Innovacii. Upravlenie kachestvom. 2015. № 1(10). S. 154–155. https://elibrary.ru/ukiztr Свириденко, Г. М. Оценка эффективности обеззараживания воздушной среды диоксидом хлора / Г. М. Свириденко, О. М. Шухалова, Д. С. Мамыкин // Молочная промышленность. 2025. № 1. С. 29–34. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2025-1-22; https://elibrary.ru/ouattq Sviridenko, G. M. Ocenka effektivnosti obezzarazhivaniya vozdushnoy sredy dioksidom hlora / G. M. Sviridenko, O. M. Shuhalova, D. S. Mamykin // Molochnaya promyshlennost'. 2025. № 1. S. 29–34. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2025-1-22; https://elibrary.ru/ouattq Chowdhury, Md. A. H. Comprehensive Approaches for Ensuring Microbial Safety in the Dairy Industry: Monitoring Systems, Inhibitory Strategies, and Future Prospects / Md. A. H. Chowdhury [et al.] // Food Control. 2024. Vol. 168. 110894. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2024.110894 Chowdhury, Md. A. H. Comprehensive Approaches for Ensuring Microbial Safety in the Dairy Industry: Monitoring Systems, Inhibitory Strategies, and Future Prospects / Md. A. H. Chowdhury [et al.] // Food Control. 2024. Vol. 168. 110894. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2024.110894 Yue, C. Study on the disinfection effect of chlorine dioxide disinfectant (ClO2 ) on dental unit waterlines and its in vitro safety evaluation / C. Yue [et al.] // BMC Oral Health. 2024. Vol. 24(1). 648. https://doi.org/10.1186/s12903-024-04391-7 Yue, C. Study on the disinfection effect of chlorine dioxide disinfectant (ClO2 ) on dental unit waterlines and its in vitro safety evaluation / C. Yue [et al.] // BMC Oral Health. 2024. Vol. 24(1). 648. https://doi.org/10.1186/s12903-024-04391-7 Liu, L. Study on the characteristics of metal corrosion and sterilizing effect of chlorine dioxide / L. Liu [et al.] // Desalination and Water Treatment. 2019. Vol. 152. P. 161–167. https://doi.org/10.5004/dwt.2019.24010 Liu, L. Study on the characteristics of metal corrosion and sterilizing effect of chlorine dioxide / L. Liu [et al.] // Desalination and Water Treatment. 2019. Vol. 152. P. 161–167. https://doi.org/10.5004/dwt.2019.24010 Hsu, C. S. Disinfection efficiency of chlorine dioxide gas in student cafeterias in Taiwan / C. S. Hsu, D. J. Huang // Journal of the Air & Waste Management Association. 2013. Vol. 63(7). P. 796–805. https://doi.org/10.1080/10962247.2012.735212 Hsu, C. S. Disinfection efficiency of chlorine dioxide gas in student cafeterias in Taiwan / C. S. Hsu, D. J. Huang // Journal of the Air & Waste Management Association. 2013. Vol. 63(7). P. 796–805. https://doi.org/10.1080/10962247.2012.735212 Watamoto, T. Clinical evaluation of chlorine dioxide for disinfection of dental instruments / T. Watamoto [et al.] // International Journal of Prosthodontics. 2013. Vol. 26(6). P. 541–549. https://doi.org/10.11607/ijp.3465 Watamoto, T. Clinical evaluation of chlorine dioxide for disinfection of dental instruments / T. Watamoto [et al.] // International Journal of Prosthodontics. 2013. Vol. 26(6). P. 541–549. https://doi.org/10.11607/ijp.3465 Xue, B. Effects of chlorine and chlorine dioxide on human rotavirus infectivity and genome stability / B. Xue [et al.] // Water Research. 2013. Vol. 47(10). P. 3329–3338. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.03.025 Xue, B. Effects of chlorine and chlorine dioxide on human rotavirus infectivity and genome stability / B. Xue [et al.] // Water Research. 2013. Vol. 47(10). P. 3329–3338. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.03.025 Miura, T. Antiviral Effect of Chlorine Dioxide against Influenza Virus and Its Application for Infection Control / T. Miura, T. Shibata // The Open Antimicrobial Agents Journal. 2010. Vol. 2(1). P. 71–78. https://doi.org/10.2174/18765181010020200071 Miura, T. Antiviral Effect of Chlorine Dioxide against Influenza Virus and Its Application for Infection Control / T. Miura, T. Shibata // The Open Antimicrobial Agents Journal. 2010. Vol. 2(1). P. 71–78. https://doi.org/10.2174/18765181010020200071 Valderrama, W. B. Efficacy of chlorine dioxide against Listeria monocytogenes in brine chilling solutions / W. B. Valderrama, E. W. Mills, C. N. Cutter // Journal of Food Protection. 2009. Vol. 72(11). P. 2272–2277. https://doi.org/10.4315/0362-028X-72.11.2272 Valderrama, W. B. Efficacy of chlorine dioxide against Listeria monocytogenes in brine chilling solutions / W. B. Valderrama, E. W. Mills, C. N. Cutter // Journal of Food Protection. 2009. Vol. 72(11). P. 2272–2277. https://doi.org/10.4315/0362-028X-72.11.2272 Taylor, R. H. Chlorine, chloramine, chlorine dioxide, and ozone susceptibility of Mycobacterium avium / R. H. Taylor [et al.] // Applied and Environmental Microbiology. 2000. Vol. 66(4). P. 1702–1705. https://doi.org/10.1128/AEM.66.4.1702-1705.2000 Taylor, R. H. Chlorine, chloramine, chlorine dioxide, and ozone susceptibility of Mycobacterium avium / R. H. Taylor [et al.] // Applied and Environmental Microbiology. 2000. Vol. 66(4). P. 1702–1705. https://doi.org/10.1128/AEM.66.4.1702-1705.2000 Gagnon, G. A. Disinfectant efficacy of chlorite and chlorine dioxide in drinking water biofilms / G. A. Gagnon [et al.] // Water Research. 2005. Vol. 39(9). P. 1809–1817. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.02.004 Gagnon, G. A. Disinfectant efficacy of chlorite and chlorine dioxide in drinking water biofilms / G. A. Gagnon [et al.] // Water Research. 2005. Vol. 39(9). P. 1809–1817. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.02.004 Васильев, А. Л. Современные методы обеззараживания питьевой воды / А. Л. Васильев, А. С. Тарасов, Л. Д. Гусева // Приволжский научный журнал. 2022. № 3(63). С. 83–89. https://elibrary.ru/exzsjc Vasil'ev, A. L. Sovremennye metody obezzarazhivaniya pit'evoy vody / A. L. Vasil'ev, A. S. Tarasov, L. D. Guseva // Privolzhskiy nauchnyy zhurnal. 2022. № 3(63). S. 83–89. https://elibrary.ru/exzsjc Павловская, К. С. Современные методы обеззараживания воды / К. С. Павловская // Водоснабжение, химия и прикладная экология: Материалы Международной научно-практической конференции. – Гомель: Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта», 2021. – С. 123–124. https://elibrary.ru/fhkiqb Pavlovskaya, K. S. Sovremennye metody obezzarazhivaniya vody / K. S. Pavlovskaya // Vodosnabzhenie, himiya i prikladnaya ekologiya: Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. – Gomel': Uchrezhdenie obrazovaniya «Belorusskiy gosudarstvennyy universitet transporta», 2021. – S. 123–124. https://elibrary.ru/fhkiqb Хилько, К. С. Способы обеззараживания воды спортивных сооружений / К. С. Хилько, С. Э. Мхитарян, В. В. Ванжа // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Сборник статей по материалам 76-й научно-практической конференции студентов по итогам НИР за 2020 год. – Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2021. – С. 337 – 339. https://elibrary.ru/zwnbnw Hil'ko, K. S. Sposoby obezzarazhivaniya vody sportivnyh sooruzheniy / K. S. Hil'ko, S. E. Mhitaryan, V. V. Vanzha // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa: Sbornik statey po materialam 76-y nauchno-prakticheskoy konferencii studentov po itogam NIR za 2020 god. – Krasnodar: Kubanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet imeni I.T. Trubilina, 2021. – S. 337 – 339. https://elibrary.ru/zwnbnw