Контаминация муки возбудителями картофельной болезни

К числу специфических гигиенических факторов риска, характерных для продуктов из зерна пшеницы, относится наличие спорообразующих бактерий рода Bacillus – возбудителей картофельной болезни хлеба. Картофельная болезнь в последние годы все чаще встречается в хлебе и представляет серьезную проблему для хлебопеков и мукомолов в России в связи с ухудшением микробиологического состояния зерна и муки, применением новых видов сырья и пищевых добавок, расширением ассортимента вырабатываемых хлебобулочных изделий, в том числе функциональных и диетических, и другими факторами.

Возбудителями заболевания являются термотолерантные спорообразую-щие бактерии, в первую очередь это Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus, по новой классификации они объединены в единый вид Bacillus subtilis. Ряд исследователей относят 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 [1, 2, 3]. Лишь часть перечисленных видов способна вызывать картофельную болезнь хлеба, что определяется индивидуальными различиями в физиологической активности, термоустойчивости и кислотоустойчивости спорообразующих бактерий.

Картофельная болезнь – это бактериальная порча хлеба, проявляющаяся первоначально в виде неприятного специфического запаха, далее сопровождающаяся разрушением мякиша хлеба гидролитическими ферментами спорообразующих бактерий. Мякиш темнеет, 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%, практически полное разрушение жира. Эти показатели свидетельствуют о снижении пищевой ценности хлеба, которое имеет место даже при слабо выраженных признаках поражения. Такой хлеб нельзя использовать в пищу как в связи с резким ухудшением потребительских свойств (вкус, запах, цвет), так и из-за его возможной токсичности. Некоторые виды и штаммы спорообразующих бактерий вызывают рвотный синдром и диарею, образуют белковые и пептидные токсины (цереулид). Известны случаи отравления пораженным хлебом [4].

Нормативы содержания спорообразующих бактерий в зерне и зер-нопродуктах 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. В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 и Дополнением и изменением № 2 к СанПиН 2.3.2.1078-01 мука считается зараженной спорообразующими бактериями, если заболевание обнаружено в пробных лабораторных выпечках через 36 ч хранения в провокационных условиях.

Причины, приводящие к загрязнению зерна и зернопродуктов споро-образующими 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 0,01-0,30 КОЕ/г·103.

Основным фактором, способствующим загрязнению зерна спорообра-зующими бактериями, является самосогревание зерна при хранении. Оптимальными условиями для их развития в зерновой массе являются температура 40-50°С и влажность свыше 20%. Такие условия могут создаваться вследствие термовлагопереноса, 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 [5]. 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 такого зерна 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 плохое санитарное состояние 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 18 000 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 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки», некоторые приемы подработки зерна способствуют снижению обсемененности спорообразующими бактериями, в частности тщательная очистка зерна. Так, мелкая сорная и зерновая примеси содержат в 12,5 раз 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 эффективной 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. Мука второго сорта обычно содержит больше спорообразующих бактерий, чем мука высшего и первого сортов. 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.
При проведении интегрированного помола по методу ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки», позволяющего выделять определенные анатомические части зерновки, было установлено, что наиболее загрязненными спорообразующими бактериями были плодовые оболочки, 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.

Высокий уровень содержания спорообразующих бактерий в зерне способствует последующему загрязнению муки возбудителями картофельной болезни и увеличивает риск возникновения этого заболевания в хлебе.

Во ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки» разработаны приборные методы определения зараженности зерна возбудителями картофельной болезни и оценки поражения муки и хлеба картофельной болезнью, позволяющие на всех этапах (зерно, мука, хлеб) оценить риск возникновения болезни. Оценка производится по единому показателю – разжижающей активности бактериальной ?-амилазы в сравнении с нормативами. Тем самым обеспечивается сквозной контроль показателя безопасности на всем пути, от поля до потребителя, на основе единого принципа определения в сопоставимых единицах измерения. 


Литература
1. Афанасьева, О. В. Микробиологический контроль хлебопекарного производства / О.В. Афанасьева. – М.: Пищепромиздат, 1976. – С. 52-59.
2. Рере, О. Rope – producing strains of Bacillus spp. from wheat bread and strategy for their control by lactic acid bacteria / Рере, О., Blaiotta G., et al. // Appl. Environ. Microbiol. – 2003. – Vol. 69. – №4. – P. 2321-2329. 
3. Sorokulova, L.B. Genetic diversity and involvement in bread spoilage of Bacillus strains isolated from flour and ropy bread / Sorokulova L.B., Reva O.N. et al. // Lett. Appl. Microbiol.  – 2003. – Vol. 37. – №2. – P. 169-173.
4. Thompson J.M. Detection of rope spoilage in bread caused by Bacillus species / Thompson J.M., Waites W.M., Dodd C.E.R. // J. Appl. Microbiol. – 1998. –V 85. – P. 481-486.
5. Мачихина, Л.И. Научные основы продовольственной безопасности зерна (хранение и переработка) / Л.И. Мачихина, Л.В. Алексеева, Л.С. Львова. – М.: ДеЛи принт, 2007. – 382 с.
 

---