К.т.н Федотов В.А, Максютова Н.Н., Каткова А.Ю.

Оренбургский государственный университет, Россия

Современные методы оценки микробиологической обсемененности зерна и продуктов его переработки

Потребительские свойства хлебобулочных изделий в определяющей степени зависит от показателей хлебопекарного качества муки, которые формируются при заготовке, послеуборочной обработке и хранении зерновой массы.

В последние годы распространение картофельной болезни хлеба заметно увеличилось. Это связано, с открытием большого количества минипекарен, в которых микробиологический контроль поступившей муки практически не ведется. Если крупные хлебозаводы имеют возможность закупать хорошую муку, организовать тщательный входной контроль ее качества, то малые предприятия всего этого не делают. Минипекарни закупают низкокачественную муку и используют различные улучшители, порой сомнительного происхождения. Этим объясняется широкая распространенность картофельной или тягучей болезни хлебобулочных изделий, возбудителями которой являются Вас. mesentericus и Вас. subtilis, споры которых остаются жизнеспособными даже в мякише выпеченных хлебобулочных изделий [1].

Обсемененность поверхности свежеубранного зерна бактериями рода Bacillus колеблется от 10² до 9·10³ КОЕ/г, внутри зерна количество этих бактерий было от 0 до 2·10² КОЕ/г. До настоящего времени для зерна и муки не разработаны критерии качества по микробиологическим показателям. Однако из литературных источников известно, что качество муки можно считать хорошим, если в ней содержание спорообразующих аэробных бактерий (САБ) B.subtilis - возбудителя картофельной болезни хлеба не более 200 КОЕ/г, (КОЕ - колониеобразующих единиц). Известно также, что мука, содержащая до 10 КОЕ/г САБ, считается слабо, до 100 КОЕ/г умеренно, более 1000 КОЕ/г сильно зараженной [2]. Наиболее широко применяемый способ обнаружения спорообразующей микрофлоры в пшеничной муке – метод пробных лабораторных выпечек [3].

Для количественной оценки степени зараженности зерна пшеницы использовался метод мембранной фильтрации микроорганизмов на оборудовании фирмы Sartorius. Микробиологический контроль методом мембранной фильтрации в настоящее время широко применяется в пищевой промышленности, для мониторинга микробиологической обсемененности безалкогольных напитков и пива. Данный метод позволяет избегать предварительной сложной и трудоемкой подготовки, связанной с варкой питательных сред, сложной обработкой образцов, длительным культивированием, что позволяет сократить длительность анализа, проводить селективный анализ микроорганизмов, применять для широкого спектра хлебобулочных изделий. Метод стандартизирован в соответствии с международными требованиями. Данный метод также пригоден для определения уровня обсемененности муки и готовых изделий.

Смывы из исследуемых образцов зерна пшеницы высевались на питательные картонные подложки фирмы Sartorius со средой Standard-TCC, так как именно эта среда является селективно-дифференциальной для бактерий B.subtilis и B.mesentericus, позволяя получать их высококонтрастные колонии. Количество спорообразующих бактерий учитывали из смывов зерна, прогретых на водяной бане в течение 10 минут при 80 °С для исключения роста неспоровой микрофлоры.

Протеолитическую активность спор оценивали на основе экспресс-анализ, основанного на скорости разжижжения желатинового слоя фотоматериала. Метод основан на влиянии протеаз, выделяемых в процессе жизнедеятельности проросшими из спор вегетативными клетками бактерий картофельной палочки на питательную среду – непрозрачный черный из-за присутствия в нем суспензии кристаллического серебра желатиновый слой фотоматериалов. В результате чего, через некоторое время место контактирования желатиновой пленки с пробой, содержащей бактерии картофельной палочки становится прозрачным. Чем больше бактерий, обладающих протеолитической активностью, тем меньше времени разжижжения желатины [4]. Общую ферментативную активность бактерии B.subtilis и B.mesentericus по диаметру зон разжижения при высеве на агар [5].

Объектами исследований служили образцы пшеницы 3 зон районирования Оренбургской области. У всех образцов отмечается весьма высокая обсемененность - от средне зараженной до сильно зараженной, варьирующую от 200 КОЕ/г до 2500 КОЕ/г (рисунок 1).

Рисунок 1 – Уровень зараженности зерна пшеницы различных зон районирования спорами B.subtilis и B.mesentericus

Однако, если содержание B.subtilis и B.mesentericus в смывах образцов Западной и Центральной зоны, как правило, не превышает 700 - 800 КОЕ/г, то у образцов Восточной зоны оно гораздо выше – вплоть до 2500 КОЕ/г.

Образцы центральной и западной зон проявляют высокую протеолитическую активность: диаметр зон протеолиза достигает от 17 до 32 мм, для образцов восточной зоны характерны значения от 8 до 16 мм.

По результатам пробной выпечки и анализа разжижжения желатинового слоя (рисунки 2 и 3) сделан вывод о низкой ферментативной активности штаммов бактерий B.subtilis и B.mesentericus восточной зоны. В связи с чем, образцы хлебобулочных изделий из зерна восточной зоны долгое время не проявляют признаков картофельной болезни. Пробная лабораторная выпечка не может адекватно охарактеризовать анализируемые образцы с высокой контаминацией зерна спорообразующей микрофлорой, но с недостаточно высокой ферментативной активностью.

Рисунок 2 – Экспресс-анализ продукции из различных сортов пшеницы разных зон Оренбургской области

Однако, наличие большого количества B.subtilis и B.mesentericus в готовых изделиях крайне нежелательно. В медицинской литературе имеется информация о том, что, попадая в организм человека, споры этих бактерий способны вызывать серьезные нарушения функционирования иммунной системы, желудочно-кишечного тракта, печени, органов дыхания, нервной системы [6].

Рисунок 3 – Анализ пробной выпечки из различных сортов пшеницы разных зон Оренбургской области

С целью определения увеличения количества бактерий картофельной и сенной палочки при хранении в хлебном мякише были сделаны пробные выпечки из образцов зерна, выращенного в восточной, центральной и западной зонах. Образцы хранились в условиях максимально благоприятных для развития картофельной болезни. Каждые сутки проводили измерения уровня развития в них спорообразующих бактерий. Графически их скорость развития представлена на рисунке 4.

Образцы западной и центральной зон, проявляя большую амилолитическую и протеолитическую способность, быстрее расщепляют углеводный и белковый комплексы муки, тем самым лучше подготавливая субстрат для своего развития. Начиная с 4 суток хранения образцов пробной выпечки, они показывают большую численность спорообразующих бактерий. Через 7 суток разница в уровне обсемененности образцов составляет более 50 %.

Рисунок 4 - Динамика обсемененности у пробной выпечки,

произведенной из образцов яровой пшеницы разных зонах

Ввиду того, что микробиологическая контаминированность зерна представляет разную степень опасности для отраслей производства, предложен алгоритм принятия решения о целевом назначении зернового сырья (рисунок 5).

Рисунок 5 - Алгоритм принятия решения о целевом

назначении зернового сырья

Список литературы

1. Мармузова, Л. В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности : учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Л. В. Мармузова. - 2-е изд., стер.. - М. : Академия, 2004. - 136 с. – 37-38 c.

2. Вербина, Н. М. Микробиология пищевых производств / Н. М. Вербина, Ю. В. Каптерева . - М. : Агропромиздат, 1988. - 256 с. – 148-151 с.

3. Афанасьева О.А. Микробиологический контроль хлебопекарного производства. - М.: Пищевая промышленность. -1976. - С. 113.

4. Инструкции по предупреждению картофельной болезни хлеба. ГосНИИХП. М., 1998.

5. Егоров В.В. Практикум по микробиологии. - М.: Изд-во МГУ -1986.-С.35-42.

6. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов. – М.: Медицина. – 1988. – 342 с.