Метод анализа зернопродуктов и их смесей на заражённость «картофельной болезнью хлеба»

Обеспечение высокого качества и безопасности пищевых продук­тов, получаемых из зерна пшеницы и других злаковых культур, является одной из важнейших составляющих реализации утверждённой Прави­тельством РФ концепции здорового питания населения России, закреп­лённой Федеральным законом от 2.01.2000 г. №29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продук­тов» (ред. от 13.07.2015 г.).

К числу специфических гигиенических фак­торов риска для зерна пшеницы и вырабатыва­емых из него продуктов относится «картофель­ная болезнь хлеба» (КБХ) - бактериальная порча, вызываемая спорообразующими бактериями (СБ) p. Bacillus. КБХ сопровождается ухудшением товар­ных свойств, качества, снижением пищевой цен­ности и безопасности хлеба, что приводит к замет­ным экономическим потерям у производителей муки и хлеба, а главное - представляет угрозу здоровью человека. Исходя из этого, в СанПиН 2.3.2. 1078-01 и в Технические регламенты Таможенного союза ТР ТС 021/2011 и ТР ТС 015/2011 введён показатель безопасности «заражённость пшеничной муки СБ -возбудителями КБХ». В соответствии с нормативной документацией не допускается использование на хле­бопекарные цели пшеничной муки, хлеб из которой заболевает КБХ через 36 ч хранения при температуре 37°С. Согласно методике определения КБХ, признаки заболевания в пробных выпечках хлеба оценивают органолептически, поэтому оценка носит субъектив­ный характер и может приводить к ошибкам [3]. В связи с этим был разработан приборный метод обнаружения и количественной оценки КБХ, позволяющий объек­тивно оценить заражённость хлебобулочных изделий, выработанных из продуктов переработки зерна и их смесей, без пробной лабораторной выпечки.

Наличие а-амилазы и способность к разжижению крахмала присущи бактериям p. Bacillus subtilis и дру­гим их видам, объединённым в группу возбудителей КХБ [1]. Индуцируемый фермент а-амилаза отсут­ствует в спорах, находящихся в состоянии покоя, и син­тезируется бактериями в средах, содержащих крахмал как единственный источник углеводов [6].

Свойство бактериальной а-амилазы гидролизовывать крахмал до декстринов, при котором быстро снижается вязкость крахмального геля, было исполь­зовано нами при разработке количественного виско­зиметрического метода обнаружения КБХ в зерно­вом продукте без пробной лабораторной выпечки. Метод основан на измерении снижения вязкости крахмального клейстера под действием бактериаль­ной а-амилазы, присутствующей в экстракте из зара­жённого хлебного субстрата, с помощью прибора для определения числа падения ПЧП-3 или его ана­лога [2, 5].

Метод включает следующие этапы:

• формирование лабораторной пробы;
• приготовление водного смыва микроорганизмов с проверяемой пробы;
• фильтрация и пастеризация смывов;
• заражение хлебного субстрата пастеризованными смывами;
• инкубация, накопительная культура СБ из смыва на хлебном субстрате;
• экстракция бактериальной а-амилазы из хлебного субстрата;
• измерение на приборе типа ПЧП разжижающей активности (РА) бактериальной а-амилазы в экстрак­тах хлеба по снижению вязкости крахмала;
• расчёт РА бактериальной а-амилазы.

РА характеризует снижение вязкости крахмального клейстера под действием а-амилазы СБ зернопродук­тов, образующейся на заражённом хлебном субстрате в период инкубирования. РА выражается через изме­нение числа падения и является комплексным показа­телем, отражающим как численность бактерий, так и их ферментативную активность.

Для исследования нами было отобрано 20 проб пшеничной муки высшего и 1-го сорта, выработан­ных по ГОСТ 52189-2003, из которых проведена проб­ная лабораторная выпечка хлеба. Во всех пробах муки и хлеба определяли содержание СБ, РА бактериаль­ной а-амилазы, а также проводили органолептиче-скую оценку.

Для вискозиметрического метода, на основе одно­временной выпечки хлеба и дальнейшего его хране­ния при разных сроках в провокационных условиях [4], началом развития КБХ была принята РА, превышаю­щая 10%, что является началом развития заболевания в хлебе и выходит за рамки погрешности.

Для характеристики органолептической оценки раз­вития КБХ использовали такой расчётный показатель, как индекс порчи(ИП) хлеба

 
По результатам анализов все исследованные пробы муки были разделены на 3 группы:

• поражённые - пробы муки, в хлебе из которых КБХ была обнаружена через 36 ч хранения и ранее; в соот­ветствии с СанПиН 2.3.2. 1078-01 эти пробы являются поражёнными КБХ и не допускаются к использованию на хлебопекарные цели;
• выявленные (т.е. условно здоровые) - пробы муки, в хлебе из которых КБХ была обнаружена через 48 ч хранения;
• чистые - пробы муки, в хлебе из которых КБХ была обнаружена через 65 ч хранения.

В целях разработки классификации норм РА для чистых, выявленных и заражённых проб муки были сопоставлены значения нового показателя с обще­принятой органолептической оценкой пробной лабо­раторной выпечки хлеба, а также с помощью разрабо­танного нами вискозиметрического метода проверки выпеченного хлеба.

Все отобранные пробы муки, из которых были про­ведены пробные лабораторные выпечки, проверяли на хлебном субстрате по разработанному методу (см. таблицу).
 

 
Параллельно с увеличением в муке содержания СБ (микробиологический показатель) в хлебном субстрате возрастали РА и ИП (органолептический показатель), уменьшалось время, необходимое для достижения РА=10% в хранящемся хлебе. Эти взаимосвязанные процессы характеризовали развитие КБХ в разных пробах муки.

По результатам корреляционного анализа была установлена тесная линейная связь ИП с РА хлебного субстрата, с содержанием СБ в муке и временем обна­ружения в хранящемся хлебе РА=10%.
С помощью регрессионного анализа выявлены зависимости показателя РА хлебного субстрата от органолептических показателей, микробиологического показателя и амилолитической активности СБ в храня­щемся хлебе (см. рисунок).
 
 
 

 
Из анализа результатов статистической обработки следует, что интенсивность КБХ в равной степени зависит от количества СБ в муке и РА смывов с муки. Однако определение РА значительно короче, проще и точнее микробиологического определения СБ, не требует комплекса микробиологического оборудова­ния и высокой квалификации персонала.

На основании установленных зависимостей были разработаны нормы по РА а-амилазы для зернопродуктов из пшеницы и их смесей, определяющие сроки возникновения в хлебобулочной продукции «карто­фельной болезни хлеба».
Длительность анализа РА на хлебном субстрате составляет в среднем 18 ч, без сложного и трудоём­кого этапа пробной лабораторной выпечки, в то время как микробиологическое определение СБ требует 48 ч и более.
Кроме того, использование приборного метода снижает риск невыявления заболевания в результате достоверного определения загрязнения зернопродуктов и их смеси возбудителями КБХ, обеспечивает без­опасность потребителей за счёт быстрой объективной оценки развития «картофельной болезни хлеба» в хле­бобулочной продукции, произведённой из проверяе­мого сырья.

Использование приборного метода и норма­тивов на мукомольных и хлебопекарных предприя­тиях позволит заблаговременно оценить санитар­ное состояние продуктов переработки зерна или их смесей, что обеспечит рациональное использо­вание зерновых ресурсов и производство безо­пасных хлебобулочных изделий, соответствующих требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 и ТР ТС 021 /2011, ТР ТС 015/2011 по показателю «Заражённость возбу­дителем «картофельной болезни хлеба».
На основе результатов исследований в ФГБНУ «ВНИИЗ» утверждён СТО 00932169.105-2016 «Зернопродукты. Вискозиметрический метод определе­ния «картофельной болезни хлеба», дополнительные сведения о котором можно найти на сайте института - внииз.рф.

Литература
1.  Авдиюк, Е.В. Очистка а-амилаз Aspergillus flavus var. oryzae и Bacillus subtilis и их свойства/Е.В. Авдиюк [и др.]// Biotechnologia Acta. - 2012. - №5. - С. 91-99.
2.  Демчук, А. П. Методы выявления и предупре­ждения «картофельной болезни» хлеба / А.П. Демчук, И.М.Ройтер.-М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, 1997.-41с.
3.  Инструкция по предупреждению «картофельной болезни хлеба» на хлебопекарных предприятиях. - М.: ГНУ ГосНИИХП, 2012. - 32 с.
4.  Львова, Л.С. Приборный вискозиметрический метод определения «картофельной болезни» в муке и хлебе / Л.С. Львова, А.В. Яицких // Материалы 6-го Междунар. хлебопекар. форума, МПА. - М., 2013.
5.  Мелешкина, Е.П. Связь числа падения со свойствами углеводно-амилазного комплекса муки / Е.П. Мелешкина // Хлебопродукты. - 2005. - №9. -С. 28-32.
6.  Фениксова, Р. В. Биохимические основы получения и применения ферментных препаратов / Р.В. Фениксова: в учеб. пособ. «Техническая биохи­мия». - М.: Высшая школа, 1973. - С. 375-453.
   

---