Особенности обнаружения картофельной болезни хлеба до ее проявления

К числу специфических гигиенических факторов риска для зерна пшеницы и вырабатываемых из него продуктов относится картофельная болезнь хлеба.

Картофельная болезнь хлеба - это бактериальная порча, вызываемая спорообразующими бактериями рода Bacillus (СБ). Болезнь сопровождается ухудшением товарных свойств, пищевой ценности хлеба и снижени­ем безопасности продукции для потребителей.

Спорообразующие бактерии попадают на зерно из почвы в период созревания и уборки и присутствуют в незначительных количествах практически во всех пар­тиях. Самосогревание зерна при хранении ведет к рез­кому нарастанию численности этих микроорганизмов. Нарушение технологического и санитарного режимов хранения и переработки сырья, производства и хранения хлеба является причиной вторичной контаминации сырья и продукции СБ [1].

Значительная часть (около 20 %) спорообразующих бактерий при помоле переходит в муку. Вследствие вы­сокой термоустойчивости бактериальные споры не по­гибают при выпечке и, развиваясь при хранении хлеба, вызывают вспышку картофельной болезни.

Картофельная болезнь хлеба (КБХ) является наиболее опасным и распространенным видом бактериальной порчи хлебобулочных изделий. Болезнь проявляется обычно в пшеничном крупноформовом хлебе, чаще - в выработанном с использованием муки обдирной или 1-го и 2-го сортов. Ее возникновению могут способствовать высокое содержание отрубей, использование новых и нетрадиционных видов сырья и пищевых добавок. Раз­витию картофельной болезни в хлебе благоприятствуют рН более 5, повышенная влажность более 40 % и темпе­ратура хранения хлеба в пределах 30-40 °С. Такие усло­вия возникают при нарушении технологического режима при производстве и хранении хлеба [2].

Нормативы содержания спорообразующих бактерий возбудителей КБХ отсутствуют как в России, так и за рубежом. Косвенно содержание этих микроорганизмов в пшеничной муке, используемой для выпечки хлеба, ограничивается минимальным временем, необходимым для развития картофельной болезни в хлебе. Согласно дополнениям и изменениям к СанПиН 2.3.2.1078-01 (СанПиН 2.3.2.1280-03) не допускается использование на хлебопекарные цели пшеничной муки, хлеб из которой заболевает картофельной болезнью через 36 ч после выпечки при оговоренных провокационных условиях хранения. Аналогичные требования предъявляются к пшеничной хлебопекарной муке и в техническом регла­менте Таможенного союза.
Существующие методы контроля картофельной бо­лезни хлеба можно разделить на микробиологические, технологические и биохимические (ферментные) [3], но одни из них достаточно трудоемкие, длительные, другие не применимы для большинства предприятий, не осна­щенных микробиологическими лабораториями, или не учитывают основной повреждающий фактор - актив­ность а-амилазы спорообразующих бактерий, вызыва­ющих декстринизацию крахмала мякиша [4].

К преимуществам вискозиметрического метода определения КБХ относятся:

• быстрота и простота измерения с использованием прибора, при этом на всю процедуру требуется около 30 мин;
• объективность и точность определения;
• возможность заблаговременной индикации КБХ и выбраковки больного хлеба за 10-13 ч до органолептического обнаружения первых признаков КБХ;
• возможность контроля муки и хлеба при их произ­водстве с помощью прибора для определения числа па­дения (ПЧП), которым обеспечено большинство пред­приятий зерновой отрасли [5].

Объектами исследования были спорообразующие бактерии группы картофельной палочки (СБ), пробы пшеничной хлебопекарной муки, в том числе загрязнен­ные СБ в лабораторных условиях, формовой пшеничный хлеб и хлебобулочные изделия.

Метод определения КБХ основывается на способ­ности бактериальной а-амилазы гидролизовать крахмал до декстринов, что сопровождается падением вязкости крахмального клейстера. Метод включает: выпечку хлеба, отбор проб мякиша от свежевыпеченного хлеба и хлеба, инкубированного в провокационных условиях, благоприятных для развития КБХ, приготовление во­дных экстрактов бактериальной а-амилазы из ото­бранных проб мякиша хлеба с дальнейшей фильтраци­ей экстрактов и определение их разжижающей активности (РА) по скорости разжижения крахмала а-амилазой на приборе для определения числа падения с последующим расчетом величины РА, являющейся интегральным показателем численности и физиологи­ческой активности популяции спорообразующих бак­терий, вызывающих картофельную болезнь хлеба.

Таким образом, РА является объективным количественным показателем, точно характеризующим зараженность хлеба КБХ. На рис. 1 представлена взаимосвязь раз­жижающей активности и интенсивности развития картофельной болезни хлеба.

Изучали динамику нарастания активности бактери­альной а-амилазы при хранении хлеба параллельно с изменением количества СБ и визуальных показателей КБХ (рис. 2), также определяли динамику размножения СБ и синтеза бактериальной а-амилазы в тесте и в хранящемся хлебе. Установлена статистически значимая зависимость интенсивности КБХ от числа СБ и ве­личины разжижающей активности бактериальной а-амилазы.





Минимальное время появления РА в хранящемся хлебе зависело как от содержания СБ в муке, так и от физиологической активности бактериальной популяции в пробе.

Была определена динамика размножения СБ и синте­за бактериальной а-амилазы в тесте и в хранящемся хлебе. Разработана принципиальная схема оценки по­ражения хлеба картофельной болезнью по нормативам разжижающей активности бактериальной а-амилазы. Разработанный метод позволяет быстро (за 30 мин) объективно и точно (S_r=2,4+6,7%, R_r=6,7+1,6%) оценить пораженность хлеба картофельной болезнью.

Применение разработанного метода обеспечивает безопасность потребителей в результате увеличения достоверности оценки поражения муки картофельной болезнью, своевременной выбраковки пораженного хлеба (за 10-15 ч до появления органолептических признаков КБХ), ограничение потребления хлеба с вы­сокими уровнями бактериальной загрязненности (50-100 млн КОЕ/г), представляющими потенциальный риск для населения ввиду патогенности ряда видов и штаммов бацилл - возбудителей КБХ.      

ЛИТЕРАТУРА
1. Львова Л. С, Яицких А. В. Контаминация муки возбуди­телями картофельной болезни // Кондитерское и хлебо­пекарное производство. - 2014. - № 11-12. - С. 58-61.
2. Sorokulova J. В., Reva О. N., Smirnov V. V. et al. Genetic diversity and involvement in bread spoilage of Bacillus strains isolated from flour and ropy bread // Lett. Appl. Microbiol. -2003. - V. 37. № 2. - P. 169-173.
3. Аемчук А. П., Ройтер И. М. Методы выявления и пред­упреждения «картофельной» болезни хлеба. - М.: ЦНИ-ИТЭИ Пищепром, - 1997. - 41 с.
4. Авдиюк Е. В., Варбанец А. А., Сафронова Л. А., Харкевич Е. С. Очистка а-амилаз Aspergillusflavusvar. oryzae и Bacillussubtilis и их свойства // BiotechnologiaActa. -2012. - № 5. - С. 91-99.
5. Мелешкина Е. П. Связь числа падения со свойствами углеводно-амилазного комплекса муки // Хлебопродук­ты. - 2005. - № 9. - С. 28-32.

А. В. Яицких, Д. С. Степаненко,
ВНИИ зерна и продуктов его переработки - филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН

Статья опубликована в журнале:
Кондитерское и хлебопекарное производство. – 2018. - №5-6. – С.60-61.