Приборный вискозиметрический метод определения картофельной болезни в хлебе

Картофельная болезнь хлеба (КБХ) в последние годы все чаще встречается в хлебе и представляет серьезную проблему для хлебопеков и мукомолов в России в связи с ухудшением качества сырья и нарушениями технологии производства хлеба на малых предприятиях.

Основные источники загрязнения зерна и зернопродуктов споровыми бактериями являются: механическое загрязнение зерна землей, неблагоприятное хранение зерна (самосогревание), нарушения санитарных норм при выработке муки и выпечке хлеба [1].
Возбудителями заболевания являются термотолерантные спорообразующие бактерии, Bacillus subtilis. К возбудителям относят также В. mycoides, В. cereus, В. licheniformis, В. pumilis, В. polymyxa и другие виды, однако их роль в этом заболевании хлеба менее значима [2]. Все упомянутые виды бацилл обладают активной альфа-амилазой, синтез которой наблюдается в экспоненциальную фазу роста и индуцируется в присутствии крахмала. Под действием бактериальной альфа-амилазы происходит разрушение хлебного мякиша: он становится липким, заминающимся, темным, появляется специфический неприятный запах. В результате ухудшается товарный вид продукта и его пищевая ценность. Испорченный хлеб представляет опасность для здоровья человека ввиду накопления в нем миллионов условно-патогенных микроорганизмов и бактериальных токсинов.

Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 и Дополнениям и изменениям № 2 к нему, для муки пшеничной, используемой для выпечки хлеба пшеничных сортов, не допускается зараженность возбудителем картофельной болезни хлеба через 36 часов после пробной лабораторной выпечки [3].

Все спорообразующие бактерии p. Bacillus обладают акгивными гидролитическими ферментами: протеазами, липазами, амилазами. Амилолитические ферменты В. subtilis представлены альфа-амилазой и альфа-глюкоамилазой, причем бактериальная альфа-амилаза в 25-100 раз активнее солодовой. На первом этапе альфа-амилаза гидролизует крахмал до декстринов, происходит быстрое падение вязкости крахмального геля, что приводит к увеличению заминаемости мякиша хлеба, его липкости, образованию очагов и провалов в мякише хлеба [4].

Это свойство бактериальной альфа-амилазы было использовано нами при разработке количественного вискозиметрического метода обнаружения картофельной болезни в хлебе. Метод основывается на измерении снижения вязкости крахмального клейстера под действием бактериальной альфа-амилазы, присутствующей в экстракте из пораженного хлеба, на приборе ПЧП-3 или его аналоге, широко используемом для определения качества зерна и муки и свойств углеводно-амилазного комплекса, с последующим расчетом величины разжижающей активности (РА) [5,6]. Под разжижающей активностью бактериальной альфа-амилазы подразумевается снижение величины числа падения клейстеризованного крахмала под действием водного экстракта из хлеба, хранившегося в провокационных условиях и пораженного споровыми бактериями, выраженное в процентах от числа падения свежевыпеченного хлеба и измеренное на приборе ПЧП-3 или его аналога.

Были разработаны нормы РА, соответствующие органолептической оценке КБХ. В свежевыпеченном хлебе величина РА колеблется в пределах ошибки определения (0-10%).

Значения РА > 10-20% характеризуют начало гидролиза крахмала споровыми бактериями. Началом развития КБХ в хлебе следует считать значение РА > 20%, первые органолептические признаки КБХ (0,5 балла) обнаруживаются при РА 40±10% и содержании споровых бактерий в пределах 3,0-6,4 млн. КОЕ/г. В явно испорченном хлебе (КБХ 1 балл) величина РА составляет 76±16%, число бактерий в нем достигает 100-250 млн. КОЕ/г, что совпадает с данными других исследователей [7].
Вискозиметрический метод характеризуется высокой внутрилабораторной сходимостью результатов параллельных определений РА. При анализе одной буханки хлеба допускаемое относительное расхождение результатов параллельных определений (Rr) в рабочей зоне измерений при Р = 0,95 составляет 20% (относительных), т.е. х ± 10%.

К преимуществам вискозиметрического метода определения КБХ относятся:

• быстрота и простота приборного измерения. На всю процедуру требуется около 20 мин.;
• объективность и точность определения РА;
• 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, которыми обеспечено большинство предприятий зерновой отрасли.

Разработанный метод может быть использован:

• для гигиенической оценки (в соответствии с требованием СанПиН) зараженности пшеничной хлебопекарной муки возбудителями картофельной болезни хлеба вместо органолет ической оценки пробных лабораторных выпечек;
• в хлебопекарном производстве – для периодического контроля сырья и готовой продукции;
• в торговой сети – при возникновении в хлебе вспышек картофельной болезни: в спорных и арбитражных случаях.

Таким образом, использование метода дает возможность обнаруживать картофельную болезнь на 8-13 ч ранее появления ее первых органолептических признаков в хлебе и позволяет использовать нормативы разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы как количественного показателя поражения хлеба картофельной болезнью, дополняющие и уточняющие действующую органолептическую оценку.

Использование вискозиметрического метода снижает риск заболевания хлеба (КБХ) в результате достоверной оценки загрязнения хлебопекарной муки возбудителями болезни и обеспечивает безопасность потребителей за счет быстрой объективной оценки пораженности муки и хлеба картофельной болезнью, заблаговременного исключения из потребления хлеба с высокими уровнями бактеризации (50-100 млн. КОЕ/г), которые представляют потенциальный риск для населения ввиду патогенности ряда видов и штаммов спорообразующих бактерий – возбудителей КБХ.

ФГБНУ «ВНИИЗ» утвержден СТО 00932169.103-2013 «Приборный вискозиметрический метод оценки поражения муки и хлеба картофельной болезнью», дополнительные сведения о котором можно найти на сайте института: внииз.рф.

Литература
1. Львова, Л.С. Источники загрязнения зерна спорообразующими бактериями – возбудителями «картофельной» болезни хлеба / Л.С. Львова, А.В. Яицких // Хлебопродукты. – 2013. – №9. – С. 57-59.
2. Рере, О. Rope – producing strains of Bacillus spp. from wheat bread and strategy for their control by lactic acid bacteria / О. Рере, G. Blaiotta, et al.  // Appl. Environ. Microbiol. – 2003. – Vol. 69. – №4. – P. 2321-2329.
3. СанПиН 2.З.2. 1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. – М: Минздрав России, 2002. – 164с.
4. Демчук, А.П., Ройтер И.М. Методы выявления и предупреждения «картофельной» болезни хлеба / А.П. Демчук,  И.М. Ройтер. – М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, 1997. – 41с.
5. Мелешкина, Е. П. ЧП, Автолитическая активность и амилограф / Е.П. Мелешкина // Хлебопродукты. – 2005. – №10. – С. 24-25.
6. Мартьянова, А.И. Методы и приборы для определения качества заготовляемого и поставляемого в переработку зерна / А. И. Мартьянова, Т. И. Очеретенко, А. И. Рыжова, И. Э. Жупахина, Г. Е. Гришина, Т. А. Леонова, Е. П. Мелешкина и др. –  М., ВНИИЗ, 1992. – 132 с.
7. Rosenkvist, H. Contamination profiles and characterization of Bacillus species in wheat bread and raw materials for bread production / H. Rosenkvist, A. Hansen // Int. J. Food Microbiol. – 1995. – Vol.26. – №3. – P.353-363.
 

 

---