Заболеет хлеб или нет?

С помощью нового вискозиметрического метода, который основан на разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы, картофельная болезнь хлеба может быть обнаружена еще до отгрузки партий зерна на хлебозавод.

     Картофельная болезнь хлеба сокращает период допустимого хранения хлеба, ухудшает его качество для потребителей, что приводит к заметным экономическим потерям производителей муки и хлеба, а главное – представляет угрозу здоровью человека. Зерно является основным источником обогащения муки спорообразующими бактериями рода Bacillus, возбудителями картофельной болезни хлеба – КБХ  (см. «Зерно», август 2013 г., «Откуда в хлебе картофельная  палочка»).

     Использование предлагаемого авторами вискозиметрического метода определения КБХ на зерноперерабатывающих предприятиях позволит заблаговременно оценить санитарное состояние партий пшеницы, предназначенных на хлебопекарный помол.

     Требовалась разработка адаптированного к производственным условиям приборного метода оценки зараженности зерна возбудителями КБХ. Метод включает следующие этапы:

• приготовление водного смыва спорообразующих бактерий, присутствующих на зерне;
• пастеризация смыва для уничтожения вегетативных клеток спорообразующих бактерий и других видов бактерий и для термоактивации спор;
• инокуляция срезов хлеба пастеризованными смывами с зерна и увлажнение контрольных срезов хлеба стерильной водой;
• накопительная культура спорообразующих бактерий зерна на срезах хлеба;
• экстракция индуцированной бактериальной альфа-амилазы из срезов хлеба: гомогенизация и фильтрование;
• измерение сравнительной активности альфа-амилазы в экстрактах хлеба (зараженного и контрольного) по скорости разжижения крахмала на приборе для определения числа падения (ПЧП);
• расчет разжижающей активности.

     Разжижающую активность (РА) рассчитывают по формуле и выражают в %. РА характеризует снижение вязкости крахмального клейстера под действием альфа-амилазы спорообразующих бактерий зерна, накопившейся в зараженных срезах хлеба в период инкубирования, выраженное через изменение числа падения (ЧП). РА является интегральным показателем: она отражает как численность бактерий, так и их ферментативную активность. Средняя продолжительность определения РА составляет 14-15 часов (с учетом времени инкубирования срезов хлеба в термостате).
     Водный смыв зерна содержит сумму микроорганизмов, обитающих на его поверхности. Спорообразующие бактерии (СБ) составляют ничтожную часть этой микробиоты. Чтобы их изолировать, используется этап пастеризации, который обеспечивает гибель большинства вегетативных клеток и термоактивацию покоящихся спор. При пастеризации выживают лишь споры сравнительно термоустойчивых спорообразующих бактерий. Очень важно соблюдать режим пастеризации (+80°С, 10 минут), рекомендованный стандартом ICC при определении спор бактерий. Этап накопительных культур СБ зерна на увлажненных инкубированных срезах хлеба обеспечивает рост бактерий и синтез альфа-амилазы, которую определяют по разжижающей активности на приборе ПЧП. Предварительно было установлено, что оптимальной температурой для синтеза альфа-амилазы в хлебе является температура +40°С. При этой температуре альфа-амилаза детектируется данным методом уже через 8,5-11 часов инкубирования. В прописи метода был принят срок 12 часов, гарантированно обеспечивающий определение РА при всех уровнях зараженности зерна СБ. В качестве хлебного субстрата в накопительных культурах могут быть использованы срезы коммерческих нарезных батонов из муки высшего сорта, достоверно незараженных КБХ и не содержащих бактерицидных добавок.
     Предпочтительнее использовать для этой цели формовой хлеб пробных лабораторных выпечек.
     Определение разжижающей активности альфа-амилазы, накопившейся в срезах хлеба, проводили на приборе ПЧП, широко используемом для определения качества зерна и муки, а также свойств углеводно-амилазного комплекса. В
качестве субстрата фермента в пробирки вносили специально подобранный картофельный крахмал, источником фермента являлся экстракт из зараженного хлеба, объем которого обеспечивал измерение разжижающей активности при разных уровнях заражения зерна возбудителями КБХ.

     Для уточнения связи величины РА бактериальной альфа-амилазы в накопительных культурах с интенсивностью развития картофельной болезни в хлебе были подобраны пробы зерна с разной зараженностью СБ: 0,2-9,9 КОЕ/гхЮ3. Из проб на лабораторной мельнице была выработана мука 1 сорта и проведены пробные лабораторные выпечки хлеба. Хлеб хранили при +37°С в провокационных условиях, периодически проверяя появление признаков КБХ, которые оценивали органолептически по пятибалльной шкале. Началом заболевания считали появление специфического запаха интенсивностью 0,5 балла.
     Полученные результаты приведены на рисунке 1. Наглядно видна тесная связь РА бактериальной альфа-амилазы с количеством спорообразующих бактерий в зерне. По мере увеличения РА в пробе зерна резко сокращается время появления картофельной болезни в хлебе из этого зерна.


     С помощью регрессионного анализа была выявлена тесная зависимость времени возникновения КБХ (рис. 2) и зараженности зерна возбудителями картофельной болезни от величины РА альфа-амилазы в испытуемых пробах зерна.

 
Лилия Львова, кандидат биологических наук,
Артем Яицких, младший научный сотрудник,
ГНИ ВНИИЗ Россельхозакадемии, Москва

Статья опубликована в журнале
«Зерно». – 2013. – №11. – С. 158-159 (Украина)
 

---