Прослеживаемость «картофельной болезни хлеба» с помощью вискозиметрических методов определения
Аннотация. Выявлены взаимосвязи между вискозиметрическими методами контроля «картофельной болезни хлеба» при определении в зерне, муке и хлебе, для использования единой методологии контроля гигиенического показателя безопасности в зернопродуктах, по всей технологической цепочке: «от поля до потребителя».
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) рода Bacillus. Болезнь сопровождается ухудшением товарных свойств, качества, пищевой ценности хлеба и снижением безопасности продукции для потребителей.
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, 1 и 2 сортов. Её возникновению могут способствовать высокое содержание отрубей, использование новых и нетрадиционных видов сырья и пищевых добавок. Развитию картофельной болезни в хлебе благоприятствуют рН>5, повышенная влажность (>40%) и температура хранения хлеба (30–400 С). Такие условия создаются при нарушении технологического режима при производстве и хранении хлеба.
При выпечке хлеба, основная масса мезофильных бактерий и вегетативные клетки спорообразующих бактерий погибают под действием высоких температур, а споры более термофильных СБ начинают активно развиваться в мякише хлеба. Для полной стерилизации субстрата и гибели спор СБ необходима обработка текучим паром (100°С) 5,5-6 часов или нагрев до 120°С в течение 30-40 мин. Температура же внутри мякиша хлеба лишь на последних минутах выпечки достигает 98-100°С. Поэтому значительная часть спорообразующих бактерий сохраняет жизнеспособность и при последующем хранении хлеба вызывает его заболевание [1].
Из анализа литературных источников и проведенных нами ранее работ вытекает, что наиболее обоснованным подходом к выявлению «картофельной болезни» и оценке ее интенсивности является определение бактериальной α-амилазы, образуемой СБ, с помощью вискозиметрического метода[2, 3, 4, 5].
Институтом зерна были разработаны СТО:
- СТО 00932169.1032013 Зернопродукты. Вискозиметрический метод определения зараженности муки и хлеба картофельной болезнью.
- СТО 00932169.1012013 Зерновые культуры. Вискозиметрический метод определения зараженности зерна возбудителями картофельной болезни хлеба.
- СТО 00932169.1052016 Зернопродукты. Вискозиметрический метод определения «картофельной болезни хлеба».
Эти методы основаны на определении разжижающей активности бактериальной α-амилазы, являющейся одним из основных повреждающих факторов порчи хлеба «картофельной болезнью».
Первый из разработанных методов позволяет объективно оценить время возникновения и интенсивность проявления «картофельной болезни» в пробной лабораторной выпечке и может быть использован для санитарной оценки хлебопекарной пшеничной муки в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 (СанПиН 2.3.2.1280-03).
Второй метод позволяет оценить зараженность зерна возбудителями «картофельной болезни хлеба» и тем самым прогнозировать дальнейшее развитие заболевания в продуктах из этого зерна, что позволяет заблаговременно оценивать риски возникновения КБХ.
В третьем методе представлена возможность определения КБХ в продуктах переработки зерна, которые используются в рецептуре хлебобулочной продукции. Метод позволяет определить зараженность муки или продуктов переработки зерна КБХ без пробной лабораторной выпечки, что сильно ускоряет анализ определения зараженности.
В ходе исследований ВНИИЗ были выявлены взаимосвязи между вискозиметрическими методами контроля «картофельной болезни хлеба» при определении в зерне, муке и хлебе, что позволяет использование единой методологии контроля гигиенического показателя безопасности в зерне, зернопродуктах и хлебе, по всей технологической цепочке: «от поля до потребителя».
Определение зараженности зерна, муки и хлеба «картофельной болезнью» производили с помощью разработанных стандартов организации.
Проведена обработка экспериментальных данных 8 проб зерна с разной зараженностью СБ и проявлением КБХ по органолептическим, микробиологическим и вискозиметрическим показателям.
Анализ показателей проводили в зерне до и после его очистки на ситовом сепараторе ЗЛС с набор из двух сит карманного с размером ячеек 5 мм, и подсевного с размером 1,7х20 мм. Также анализы были проведены в муке полученной после размола очищенного зерна (мельница Бюллер ЛМУ-202 с выходом 77-80% муки первого сорта), и в выпеченном хлебе из этой муки.
В результате получены данные по изменению зараженности КБХ зерна после очистки, по переходу СБ при помоле из зерна в муку, а также зараженности хлеба при его выпекании. Уточнены граничные значения РА и содержания СБ в зерне муке и хлебе, соответствующие органолептической оценке болезни хлеба (табл. 1).
Таблица 1
Общие данные по зерну исходному, зерну после очистки, муке
и выпеченному хлебу
№ пробы |
Зерно |
Зерно после очистки |
Мука |
Пробная лабораторная выпечка |
РА, % |
КОЕ/г·103 |
РА, % |
КОЕ/г·103 |
РА, % |
КОЕ/г·103 |
Запах, баллы
36
часов |
РА, %
24 часа |
РА, %
36 часов |
КОЕ/г·103
36 часов |
1 |
24 |
2,8 |
20 |
2,1 |
20 |
1,6 |
0 |
11 |
25 |
2400 |
2 |
62 |
7,5 |
59 |
4,1 |
66 |
2,3 |
1 |
27 |
62 |
12300 |
3 |
47 |
10 |
45 |
9 |
55 |
8 |
0,5 |
23 |
60 |
13600 |
4 |
6 |
1,5 |
12 |
0,6 |
28 |
1,3 |
0 |
0 |
10 |
3500 |
5 |
0 |
0,2 |
0 |
0,1 |
16 |
0,5 |
0 |
0 |
17 |
450 |
6 |
15 |
0,1 |
7 |
0,2 |
19 |
0,7 |
0 |
11 |
13 |
1000 |
7 |
23 |
0,9 |
21 |
0,6 |
61 |
1,3 |
1 |
6 |
48 |
8800 |
8 |
10 |
4,5 |
15 |
1,5 |
10 |
1,1 |
0 |
0 |
29 |
2800 |
Исходные уровни заражения 8 проб зерна СБ были разнообразны пробы были представлены как с низким, так и с сильным заражением бактериями, нагрузка СБ колебалась от 0,1 до 10 КОЕ/г•10
3 Их величина в указанных пределах влияла на скорость и интенсивность развития КБХ в хлебе. Также анализ ряда проб показал, что не только от количества СБ но и от их ферментативной активности зависит проявление РА в пробах.
Микробиологические показатели имели тенденцию к уменьшению на каждом этапе переработки зерна (после очистки и помола) но при этом выявление зараженности и развития КБХ происходило соответственно нормативам РА разработанных для СТО. При помоле всех 8 проб зерна, несколько проб были загрязнены СБ с предыдущих помолов, что привело к дополнительной нагрузке и увеличению проб с выявленной зараженностью КБХ (рис. 1).
Рисунок 1 – Микробиологическое изменение в процессе очистки и помола зерна пшеницы
В выпеченном хлебе из зараженных проб муки, КБХ была обнаружена органолептически через 36 часов хранения в провокационных условиях, а также с помощью общего показателя РА через 36 часов хранения, что совпадает с нормативами РА для хлеба, как показателя поражения его заболеванием.
Сравнительные испытания 3 разработанных методов выявления КБХ для зерна, продуктов его переработки и хлеба на основании общего показателя РА показали, что прослеживаемость заражения проверяемого продукта возможна еще до его получения, то есть с зерна (рис 2).
Рисунок 2 – Изменение разжижающей активности в процессе очистки, помола зерна пшеницы и выпечке хлеба из полученной муки первого сорта
Литература
1. Афанасьев, О.В. Микробиологический контроль хлебопекарного производства / О.В. Афанасьев. – М.: Пищепромиздат, 1976. – С.52-59.
2. Логинова Л.Г. Амилаза / Л.Г. Логинова // Современные представления о термофилии микроорганизмов: сборник. – М.: Наука, 1973. – С.151-164.
3. Coleman, G. Studies on a-amylase formation by Bacillus subtilis / G. Coleman, W.H. Elliot // Biochem. J. – 1962. – V.83. – P.256.
4. Фениксова, Р.В. Биохимические основы получения и применения ферментных препаратов: Уч. пособие «Техническая биохимия» / Р.В. Фениксова. – М.: Высшая школа, 1973. – С.375-453.
5. Юсупов, Р.Х. «Картофельная» болезнь хлеба и способы ее предупреждения / Р.Х. Юсупов, Б.А. Матвеев и др. // Материалы 17-ой научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета. – Челябинск: ЧГАУ, 2003. – С.216-223.
Яицких А.В., Степаненко Д.С.
ВНИИЗ - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
г. Москва