Откуда в хлебе картофельная палочка

Источники загрязнения зерна спорообразующими бактериями – возбудителями картофельной болезни хлеба

Что мы тут имеем:

•  Мелкая сорная и зерновая примеси содержат в 12,5 раза больше спорообразующих бактерий, чем основное зерно.
•  Обычная сушка не влияет на обсемененность зерна спорообразующими бактериями, рециркуляционная – снижает их количество на 34-75%
•  Мука, выработанная из чистого эндосперма, свободна от спорообразующих бактерий

В России картофельная болезнь в последние годы все чаще встречается в хлебе и представляет серьезную проблему для хлебопеков и мукомолов: ухудшение микробиологического состояния зерна и муки, применение новых видов сырья и пищевых добавок, расширение ассортимента вырабатываемых хлебобулочных изделий, в том числе функциональных и диетических.

Возбудителями заболевания являются термотолерантньк спорообразующие бактерии которые ранее относились к группам «сенной» и картофельной палочки. В первую очередь это Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus (в новой классификации они объединены в один вид Bacillus subtilis). Ряд исследователей относит к возбудителям также В. mycoides, В. cereus, В. licheniformis, В. pumilis, В. polymyxa и другие виды, однако их роль в этом заболевании хлеба менее значима. Лишь часть изолятов перечисленных видов способна вызывать картофельную болезнь хлеба, их доля колеблется от 32 до 67%. Эта способность определяется индивидуальными различиями в физиологической активности, термо- и кислотоустойчивости спорообразующих бактерий (СБ).
Картофельная болезнь – это бактериальная порча хлеба, проявляющаяся первоначально в виде неприятного специфического запаха, далее сопровождающаяся потемнением и разрушением мякиша хлеба ферментами бактерий. Мякиш становится заминающимся, в нем образуются провалы, появляется липкость вследствие накопления бактериальных слизистых полисахаридов. Химический анализ пораженного хлеба выявил снижение содержания белка с 8,1 до 6,5%, углеводов – с 49,3 до 42,4% и практически полное разрушение жира. Такой хлеб нельзя употреблять в связи с резким ухудшением его свойств (вкус, запах, цвет) и возможной токсичности. Некоторые виды и штаммы спорообразующих бактерий вызывают рвоту и диарею, образуют белковые и пептидные токсины (цереулид). Известны случаи отравления пораженным хлебом.

В соответствии с принятыми санитарными нормами, мука считается зараженной спорообразующими бактериями, если заболевание обнаружено в пробных лабораторных выпечках через 36 часов хранения при +37°С. В то же время нормативы содержания спорообразующих бактерий в зерне и зернопродуктах отсутствуют как в России, так и за рубежом.

Причины, ведущие к загрязнению зерна и зернопродуктов спорообразующими бактериями на всем пути от поля до потребителя, приведены на рис. 1.
Спорообразующие бактерии являются непременной составной частью микрофлоры почвы, их количество возрастает по мере продвижения на юг и может достигать 100 тыс. на грамм почвы. Численность В. subtilis на вегетирующем растении ничтожна (5 КОЕ/г), бактерии этого вида относятся к неспецифичным эпифитам и не способны размножаться на растении. В ходе уборки и послеуборочной подработки зерна происходит механический занос В. subtilis на зерно с частицами земли и органической пыли на токах. Уровень заражения в свежеубранном зерне возрастает до 0,01-0,3 КОЕ/г·103. Основным источником загрязнения зерна спорообразующими бактериями является самосогревание зерна при хранении.

Оптимальными условиями для их развития в зерновой массе является температура +40-50°С и влажность свыше 20%. Такие условия могут создаваться вследствие тер-мовлагопереноса чаще всего в верхних слоях насыпи даже при умеренной исходной влажности зерна. Численность спорообразующих бактерий в очагах возрастает до 50 КОЕ/г·103 и выше. Пример послойного распределения спорообразующих бактерий при длительном хранении и самосогревании в насыпи зерна пшеницы с исходной влажностью 14,7% приведен в таблице 1. Зерна, поврежденные и испорченные в очагах самосогревания, в десятки раз превосходят по зараженности спорообразующими бактериями здоровое зерно из той же партии.
Распределяясь по всей массе зерна, они становятся источником бактериальной инфекции, повышая общий уровень зараженности зерна (рис. 2). Отсюда вытекает необходимость строгого учета таких зерен при составлении помольной партии. На хлебопекарный помол желательно направлять партии пшеницы, содержащие в сумме не более 1% зерен поврежденных и испорченных плесневением и самосогреванием. Нарушение санитарного режима зернохранилищ и технологического оборудования предприятий может приводить к механическому загрязнению зерна вследствие контакта с зерновой пылью и отходами при подработке зерна. Содержание спорообразующих бактерий в зерновой пыли на элеваторах и складах достигает 18000 КОЕ/ г·103.

В результате действия механических и биологических источников загрязнения зерна при хранении на переработку может поступать зерно пшеницы со значительным разбросом содержания спорообразующих бактерий: от 0,01 до 30 КОЕ/ г·103 и более.

По данным Института зерна, некоторые приемы доработки зерна способствуют снижению обсемененности спорообразующими бактериями, в частности тщательная очистка зерна. Мелкая сорная и зерновая примеси содержат в 12,5 раза больше спорообразующих бактерий, чем основное зерно. Обычная сушка не влияет на обсемененность зерна спорообразующими бактериями, тогда как рециркуляционная снижает их количество на 34-75%. Процесс мойки зерна практически не отражается на содержании бактерий. За период отволаживания возможно даже увеличение вегетативных форм спорообразующих бактерий и молочнокислых бактерий. Наиболее эффективным методом является сухая очистка зерна перед помолом, которая обеспечивает снижение общего количества спорообразующих бактерий в 5-10 раз. При сухой очистке целесообразно увеличить число обоечных проходов и усилить обработку зерна воздухом.

Помол пшеницы не обеспечивает значительного обеззараживания муки от бактерий – возбудителей картофельной болезни хлеба (рис. 3). В муке первого сорта количество спорообразующих бактерий снижается лишь на 30-40%, основная их часть сосредоточена в отрубях. По содержанию бактерий драные отруби превосходят зерно в 7-37 раз. В процессе помола возможно перераспределение бактерий и механическое загрязнение потоков муки за счет оборудования. Поэтому в ряде случаев мука может быть более загрязнена спорообразующими бактериями, чем исходное зерно. Мука второго сорта обычно содержит больше спорообразующих бактерий, чем мука высшего и первого сортов. При проведении интегрированного помола по методу Института зерна, позволяющего выделять определенные анатомические части зерновки, установлено, что наиболее загрязненными спорообразующими бактериями были плодовые, семенные оболочки и алейроновый слой (200,168 и 173% по сравнению с содержанием спорообразующих бактерий в очищенном зерне). Мука, выработанная из чистого эндосперма, была практически свободна от спорообразующих бактерий. Наличие высоких уровней содержания спорообразующих бактерий в зерне способствует последующему загрязнению муки возбудителями картофельной болезни и увеличивает риск возникновения этого заболевания хлеба.

Для зерна отсутствуют методы контроля и нормативы возбудителей картофельной болезни, обеспечивающие безопасность конечного продукта потребления – хлеба. Потому крайне актуальной является разработка приборного метода, позволяющего проводить заблаговременную гигиеническую оценку и подбор партий пшеницы, предназначенных для хлебопекарного помола, и прогнозировать риск возникновения картофельной болезни в продуктах переработки данного зерна.
 

---