Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Обеззараживание муки от патогенных микроорганизмов при производстве хлеба

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Обеззараживание муки от патогенных микроорганизмов при производстве хлеба"

Для служебного пользования

ЧЛЧЛЭ. 14 —

УДК: 664. 6Ь4. 4. 004. 12:

р:7о с,7,о (Г}Др, О}

Гречуха Татьяна Афиногеновка

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ МУКИ ОТ ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБА

Специальности: 03.00.04 - Биохимия; 05.18.01 - Технология хлебопекарных, кондитерских и макаронных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1999

Работа выполнена в Московском Государственном Университете пищевых производств (МГУПП) и Научно-исследовательском институте пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии (НИИ ПП и СПТ)

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Попов М. П. доктор медицинских наук, Матвеев А. А. Научный консультант: к. в. н. Добровольский В. Ф.

Официальн ые с ппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Воронцов И. Е. кандидат технических наук, доцент Лабутика Н. В.

Ведущая организация: Государственный институт

усовершенствования врачей МО РФ

Защита состоится 'V/" ноя£Ь;> 1999 г. в ¿0__ час. . ауд. 22 9 на заседании диссертационного совета К0б3510б в Московском Государственном Университете пищевых производств по адресу: 125080. Москва, Волоколамское шоссе, 11. Отзыв на автореферат в двух экземплярах, .заверенный печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю Совета. Автореферат разослан " // " оит # Зря 1Э99 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доцент

Генералова Т. Г.

¿га,»&!и;ыл;,1.'1> г^мы. и усдоьинх совреманной ьойны большие за-асы пищевого сырья и продуктов питания могут подвергаться зара-ению. в том числе и бактериальными средствами (БС).

Применение БС в войне запрещено международными актами, но эпытки их использования периодически отмечаются, включал войну в ^рсидском заливе в феврале 1991 г. В это же время, в некоторых гранах продолжаются работы по совершенствованию имеющихся еидов

з, а также по созданию и испытанию новых видов.

Таким образом, возможность применения бактериологического ружия в настоящее время полностью не ликвидирована и, в связи с гим, существует проблема защиты от его действия.

Особенно уязвимыми в отношении БС являются запасы пищевого э1рья, т.к. существующие способы его размещения и хранения не Зеспечивают защиты от бактериального аэрозоля.

Проблема загрязнения продовольствия патогенными микроорга-измами актуальна и в мирное время, особенно при пищевых эпидеми-х (холера, туляремия, бруцеллез, сибирская язва), которые могут ыть следствием возникновения ЧС в результате аварий, диверсий яи катастроф.

Предельно допустимых концентраций для продовольствия в отно-¿нии ЕС не существует, поэтому любое его заражение недопустимо.

Существующие в настоящее время способы дезинфекции продо-эльствия не всегда могут обеспечить 100%-ную деконтаминацию проектов питания без потери их пищевой ценности. В отношении же му-

и, надежных способов дезинфекции (в частности, от споровых форм икроорганизмов) вообще не существует.

Поэтому на основании постановления Совета Министров СССР от 1.09.31 г. N 901-25. приказа по Министерству пищевой промышлен-эсти N 230/17 от 26.11.81 г. и решения ВПК N 293 от 23.08.85 г. ыла поставлена задача по разработке путей и способов защиты про-овольствия и пищевого сырья от оружия массового поражения. .

Задача получения деконтаминированного хлеба из муки, обсемененной ВС, весьма актуальна для продовольственной службы Вооруженных Сил.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка способа обеззараживания муки от патогенных микроорганизмов при производстве хлеба.

Лля достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить Елияние безопарного технологического режима приготовления теста (принятого за стандарт) на снижение обсемененности хлеба вегетативными и споровыми формами тест-микроорганизмов;

- выявить зависимость снижения обсемененности готового хлеба от изменения режима приготовления, теста;

- разработать оптимальный режим технологии производства хлеба для получения спороцидного эффекта;

- определить характер изменений биохимических параметров теста в процессе брожения по стандартному и измененному режимам производства хлеба;

- оценить качество хлеба, полученного по измененному режиму брожения теста.

Научная новизна. Впервые изучен вопрос по использованию технологии производства хлеба из муки, зараженной ЕС. Исследованг зависимость снижения начальной обсемененности муки при заражена ее вегетативными и споровыми формами моделей ВС от внесения изменений в ход стандартного технологического режима производстве хлеба.

Проведена сравнительная оценка биохимических характеристш теста в процессе стандартного и измененного режимов брожения, < также оценка качества хлеба, полученного по стандартной и изме-

[енной технологии.

Практически значимость. Установлена возможность приготовления безопасного хлеба ив муки, зараженной тест-микроорганизмами, ; ходе технологического процесса приготовления хлеба.

Подобраны оптимальные условия измененного режима брожения еста для обеспечения надежного спороцидного эффекта.

Способ обеззараживании муки от споровых форм БС в процессе роизводетва хлеба защищен авторским свидетельством N 1591210 от . 05.1990 г.

Результаты экспериментальных исследований вошли в руководст-а по защите продовольствия, техники и имущества продовольетвен-ой службы от оружия массового поражения МО РФ(1989, 1991, 1995).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и Осуждались-на Всесоюзной научной конференции "Пути повышения ка-ества зерна и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки хлеба" (Москва, 1989 г.). Материалы работы докладывались на на-чио-практических конференциях НИИ ПП и СПТ (1988, 1990, 1995 г.), а заседании Ученого Совета НИИ ПП и СПТ в 1998 г.

Публикации. Материалы диссертации вошли в отчеты по спец. те-атике, опубликована 1 статья и получено авторское свидетельство 1591210 от 8.05.1990 Г.

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа изло-ена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, бзора литературы, описания объектов и методов их исследований, кспериментальной части, выводов, библиографического указателя, ключающего 119 источников, в том числе 15 - на иностранных язы-ах. Диссертация содержит 25 таблиц, 4 рисунка.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились на муке пшеничной 1 сорта, соответствующей требованиям ГОСТа.

Общая схема постановки опыта включала в себя: контаминацию исследуемых образцов муки тест-микроорганизмами, выпечку хлеба из обсемененной муки по технологиям, принятым в войсковом хлебопечении, и измененным технологическим режимам, и определение остаточной зараженности готового хлеба, а также органолептическую оценку его качества.

В качестве тест-микроорганизмов использовали St. aureus (шт.

906) - наиболее устойчивый из кокковой группы; В.cereus (штамм

96) - представитель спорообразуквдх микроорганизмов. Степень конА

таминации исследуемых образцов (1-7) х 10 КОЕ/г (колониеобразующих единиц/г) была основана на инструкции "Исходные данные штаба ГО" 11964), а также на медикотехнических требованиях к средствам и способам дезинфекции, утвержденным ЦВМУ (1987).

Контаминацию проводили капельным способом из дозатора по всей открытой поверхности муки. После контаминации исследуемые образцы выдерживали в течение 30 минут для подсыхания микробной взвеси, затем муку тщательно перемешивали деревянной лопаткой.

Технологический процесс производства пшеничного хлеба воспроизводили на лабораторном оборудовании, а также на войсковом передвижном хлебозаводе.

Отбор проб продовольствия и определение остаточной обсеме-ненности проводили по стандартным методикам в соответствии с Рекомендациями по организации и проведению лабораторного контроля зараженности радиоактивными, отравляющими веществами и бактериальными средствами пищевого сырья и продовольственных товаров (Штаб ГО, 1984).

В процессе тестоведения по стандартному и измененному режи-

мам определяли биохимические показателя теста.

Общее число выполненных анализов составляло более 3000. Об работку ¡экспериментальных данных проводили метолом вариационной статистики с использованием коэффициента Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Обеззараживание хлеба в процессе производства его опарным, безопарньгм и ускоренным способами.

йсилеионояи созмохность обеззарйлиьакия хлеба от кегетатив кнх и спороиых форм микроорганизмов в процессе выпечки по онарно-му способу, бегопарному и ускоренному на органических {»аьрьослите-лях (смесь лимонной и уксусной кислот).

Было установлено, что, при обсеменении муки тест-микроорга-чикмами в вегетативной Форме, за время выпечки происходит полное эбеззараживание, и готовый хлеб не содержит жизнеспособных микробных клеток независимо от способа тестоведения.

В случае обсеменения муки тест-микроорганизмами в споооеой 1орме (табл.1) ни один из способов не обеспечивал полного обеззараживания. Наименее эффективным оказздси безопарнып способ {в цальнейием принятый за стандарт).

Таблица 1.

Снижение обремененности хлеба ь процессе его производства из муки, зараженной тест-микроорганизмами в спорсвий Форме

Способ ' Количество тест-микроорганизмов В. сегеиг Степень

произвол- ------------ -------- --------------------------------------------------------обеззара-

:тьа хлеба тесто, КОЕ/г хлеб, КОЕ/г живанияД

Ь I

Опарный (б,7 ± 1,5) X 10 (4,0 + 0.9) х 10 99,40

и I

Безопарный (6,6 ± 0,7) х 10у С38,2 1,5) х 10 94,21

и I

Ускоренный (6,2.1 1,1) X 10 (2,0^0,3) х 10 99,68

В дальнейших исследованиях использовали именно этот способ тестоведения.

Несмотря на значительное снижение обсемененности в результате выпечки, остаточная зараженность сохраняется в мякише готового хлеба (табл.2).

Таблица 2.

Остаточная обсемененность хлеба в разных частях буханки

Количество тест-микроорганизмов В. сегеиэ, КОЕ/г

тесто хлеб

верхняя корка мякиш нижняя корка

(5,7 .+ 0,8)х1с// нет роста (3,7_± 0,7)х103 нет роста

В то же время в корке, в условиях высокой температуры выпечки (230 С), остаточная зараженность отсутствует.

Обеззараживание хлеба в процессе производства его по измененным технологиям.

Для усиления спороцидного действия в стандартную технологию хлеба были внесены изменения. Одно из них - введение в процесс тестоведения дезинфектантов.

В серии экспериментов была проверена эффективность дезинфектантов (гипохлорит кальция слабощелочной, пероксид), применяемых в практике продовольственной службы для обеззараживания отдельных видов продовольствия.

Эксперименты дали отрицательный результат как по эффективности обеззараживания, так и по качеству хлеба.

Обеззараживание хлеба в процессе производства его с использованием лактобацилл.

Иь литературы известна способность лактобацилл проявлять антагонистические свойства и подавлять жизнедеятельность некоторых патогенных микроорганизмов. Антагонистическое действие лактобацилл сновано на продуцируемых ими антибиотиках, количество кото-эых достигает максимума к концу стационарной фазы развития -¡ерез 16-18 часов (ЗКиваева, 1972, Харитонова, 1989).

Были исследованы следующие культуры, полученные из ВНИМИ: Z. thermophilic, гат.Збп, L. bulgaricus, шт. В-J In, L. acidophilus, шт. ! 4- о - К- 3.

Для оценки антагонистической активности смесь термофильных иактобацлл со спорами В. сеreus в соотношении 1:4 термостатировали 1ри температуре 68 С в течение 1 часа. Одновременно в контроле в rex же условиях термостатировали взвесь спор В.cereus, разведен--1ую стерильным обратом. Результаты определения жизнеспособных шор после термостатирования представлены в табл. 3.

Таблица 3.

Антагонистическая активность лактобацилл

Вариант Количество тест-микроорганизмов Количество

--------------------------------------------------------------------------------------жизнесособ-

до термостати- после термостати- них спор, % рования, КОЕ/мл рования.КОЕ/мл

контроль (5,2 ± 1,0) : < 10^ (4,8 + 0,5) X Itf*" 92

3. thermophilus - " - (4,1 J: 0,7) X 10* 80

bulgaricus - " - (2,0 Jt 0,5) X 10' 4

-.acidophilus - " - (1,0 i 0,5) X 10* 2,4

Наибольшую антагонистическую активность проявляет культура L. acidophilus, шт. 14-З-К-З.

Исходя из полученных данных культуру 1.acidophilus вводили в технологию производства хлеба.

Замес теста из муки, контаминированной спорами В.cereus, проводили на воде с добавлением 18-часовой культуры L. acidophilus в соотношении 1:30. Далее хлеб готовили по обычной схеме. В контроле хлеб из муки, контаминированной спорами В.cereus, готовили без ацидофильных лактобацилл. После выпечки и охлаждения определяли остаточную зараженность хлеба (табл.4).

Таблица 4.

Антагонистическое действие L.acidophilus в технологии хлеба

Вариант Количество тест-микроорганизмов В. cereus, КОЕ/г

тесто готовый хлеб

Контроль (3,67 +. 0,92) х 10^ (3,30 _t 1,25) X 103

Опыт (3,49 +_ 1,15) х 10^ (0,44-t 0,17) х Ю1

Полученные данные показывают: добавление в муку на этапе замеса теста ацидофильных лактобацилл приводит к снижению остаточной зараженности хлеба за счет снижения термоустойчивости значительной части спор без ухудшения качества хлеба.

Однако в данных условиях 100%-ной инактивации спор не достигается, что не допустимо для продовольствия.

Для повышения спороцидного действия лактобацилл было увеличено время их взаимодействия со спорами В. сегеиэ было увеличено на этапе брожения теста

Для определения оптимального режима взаимодействия культур были исследованы 4 варианта времени брожения теста: 4 часа. 5, б и 7 часов.

Оптимальное Ереми брожения определяли на пробных выучка:-;. Тесто из муки, зараженной спорами В. cereus. замешьали по Ceso-парному способу с добавлением 18-часовой культуры ацидофильных локтобацилл.

В готовом хлебе определяли остаточную зараженность (Табл.5).

Таблица 5.

Антагонистическое действие лактобацыл ь технологии хлеба с увеличением Бремени брожения

Время Количество тест микроорганизмов В. сепнс. КОЕ'г

брожения ------------------------------------------------.......--------------------------

контроль опыт

тесто хлеб тесто хлеб

и г ь

У (С.5±Й,2)х10 (0,4+1.5)х10 5.510.1

Г; часов - " - (5.611, 7)х10^ • " - 1.и0,£

{

6 часов ■ " ■• (1,210,4) х10 - " - нет роста

7 часов - " - 5.0+1,О - " - нет роста

Результаты (Табл.5) показывают, что увеличение времени взаимодействия Ь. асЫорЬПиг. со спорами до 6 часов обеспечивет надежный спороцидный эффект. В контроле увеличение времени брожения также повышает спороцидный эффект технологии производства хлеба. однако полной деконтаминации не происходит даже при 7-часовом режиме брожения.

На основании полученного эффекта были проведены полевые испытания на передвижном механизированном хлебозаводе с автомобильным хлебопекарным блоком (АХБ-2,5) в в/ч 25976.

В опыте время брожения составляло 3 часа и 6 часов. В контроле (без L. acidophilus) брожение проводили в течение 3 часов. После охлаждения хлеба определяли его остаточную зараженность (Табл. 6).

Таблица 6.

Антагонистическое действие лактобацилл в технологии хлеба (по результатам войсковых испытаний)

Вариант Количество тест-микроорганизмов В.cereus, КОЕ/г

тесто хлеб

Контроль (2,4 ± 0,6) х 10^ (1,0 А 0,7) х Ю3

4 1

Опыт 1 (брожение 3 час.) (2,3 ± 0,5) х 10^ (0,9 + 0,4) х 10

Опыт 2 (брожение 6 час.) - " - нет роста

Качество хлеба оценивали органолептически: форма хлеба во всех вариантах правильная, корка золотистого цвета; вкус хлеба -свойственный данному сорту, в опыте 2 с небольшим кисловатым оттенком.

Результаты войсковых испытаний показали, что добавление культуры L. acidophilus на этапе замеса теста и увеличение времени брожения до 6 часов позволяет получить незараженный хлеб достаточно хорошего качества.

Однако, несмотря на полученный спороцидный эффект, разработанная технология производства "чистого" хлеба из зараженной муки

может быть использована лишь в условиях стационарных предприятий. В практике войскового хлебопечения данный способ применяться не может из-за длительного и трудоемкого подготовительного периода.

Изменение режима брояення теста.

При переходе от стадии покоя к стадии метаболически активной клетки, то есть в предвегетативное состояние, споры теряют1 свою терморезистентность. Для перехода в предвегетативное состояние споры должны быть активированы. Активацию бактериальных спор обеспечивает сочетание многих факторов, таких как температура, влажность среды, действие протеолитических ферментов, углеводов, некоторых аминокислот. Активация спор сопровождается разрушением комплекса дипиколиновой кислоты с кальцием. С утрататой компонентов этой системы нарушатся кислотоустойчивость и терморезистентность спор (Бургасов, 1984).

Бродящее тесто содержит комплекс биологически активных веществ, способных активировать споры. Однако, стандартный режим тестоведения недостаточен для полной их активации и перевода в предвегетативное состояние. Для создания оптимальных условий, обеспечивающих 100%-ную активацию спор, следует изменить стандартную технологию производства хлеба.

Изменение температуры брожения теста.

Оптимальной для активации спор является температура ЗЭ^С. Но при такой -температуре может происходить интенсивное отмирание дрожжевых клеток. Более щадящей для дрожжей и в то же время достаточной для активации спор является температура 27сС (0аУ1ез, 19(50).

Наибольшее снижение зараженности без заметного изменения качества хлеба было получено нами при 6-часовом брожении теста. По-

этому выбор оптимального температурного режима активации спор проводили на режиме б-часового брожения.

Тесто из муки, контаминированной спорами В.сегеиэ, замешивали по рецептуре. Брожение всех образцов вели в течение 6 часов при разной температуре: контроль - 28еС (стандартный режим в условиях войскового хлебопечения), опыт - 35° 37еи 39 "с. Результаты определения остаточной зараженности каждого образца представлены в табл. 7.

Таблица 7.

Снижение обсемененности хлеба при разной температуре брожения теста

Вариант

Количество тест-микроорганизмов, КОЕ/г

тесто

хлеб

Контроль (28 С) Опыт (35" С) Опыт (37°С) Опыт (39^0)

(5,4 i 0,41) х 10 '

(1,5 ± 0,4) X 10 ' (0,6 ± 0,3) х 10J нет роста нет роста

Полученные результвты показывают, что технологический процесс с 6-часовым брожением при 37 С обеспечивает получение безопасного хлеба.

Изменение времени брожения теста.

Температура брожения теста 37"С, достаточна для активации спор. Полная активация спор при такой температуре происходит за 4 -б часов (Gerhardt, 1979). Для выбора оптимального режима были

испытаны, помимо стандартного (3 часа), еще три варианта с временем брожения 4, 5 и 6 часов при температуре 37°С. Полученные результаты приведены в табл. 8.

Таблица 8.

Снижение обсемененности хлеба при разной длительности брожения теста

Время Количество тест-микроорганизмов, КОЕ/г

броже- -----------------------------------------------------------

ния, контроль (28°С) опыт (37°С)

час. ----------------------------------------------------------

тесто хлеб тесто хлеб

3 (5,3*1,6) XI(3,8+1,1)хЮ'? (5,0±2,1)х10^ (1,6+1,0)х10*

1 г

4 - " - (9,3±0,9)х10 - " - (0,8+0,2)х10

5 - " - (6,0+1,0)х10У - " - (0,2±0,1)Х1(/

!

6 - " - (1,9±0,2)х1СГ - " - нет роста

Из данных табл.8 видно, что при температуре 28*С и б-часовом брожении теста в хлебе сохраняется остаточная зараженность, в то время как в опыте (37°С) уже при 5-часовом брожении теста зараженность минимальна, а при 6-часовом - полностью отсутствует.

По результатам данных исследований были проведены полевые испытания на базе войсковой части 25976.

Брожение теста в контроле вели при 28°С в течение 3 часов, в опыте - при 37^0 в течение 6 часов. Выпечку хлеба после формования и расстойки теста проводили на АХБ-2,5 в течение 45 минут. Готовый хлеб контролировали на остаточную зараженность (Табл.9).

Таблица 9.

Снижение обсемененности хлеба при измененном режиме теетоведения (по результатам полевых испытаний)

Вариант Количество тест-микроорганизмов, КОЕ/г

тесто хлеб

(3,4 + 1,1) х ю^ (о,7.±-о,г) х ю5

- " — п^х рос'^а

Результаты войсковых испытаний показали, что хлеб, приготовленный с изменением режима брожения теста, полностью деконтамини-рован. Качество хлеба оценивали органолептически: хлеб правильной формы, соответствует тестовой заготовке, корка несколько вздутая, светловато-золотистого цвета. Мякиш хорошо пропечен, с небольшим количеством (около РЖ) очень крупных пор, вытянутых в продольном направлении. Вкус хлеба с небольшим кисловатым оттенком.

Характеристика биохимических параметров теста при измененном режиме теетоведения.

Увеличение температуры и времени брожения теста затрагивает многие биохимические процессы, протекающие в нем. В первую очередь разработанный режим теетоведения проявится на поведении дрожжей.

Влияние измененного режима Орояент на пекарские дрожки.

При интенсивном брожении дрожжевые клетки выделяют в окружающую среду сложный комплекс органических соединений разной химической природы (Щербаков, 1974). Об интенсивности и характере протекающих процессов можно судить по изменению параметров "дрожжевой воды" - инкубационной смеси, освобожденной от дрожже

вых клеток. "Дрожжевая вода" была получена при инкубации дрожжей в растворе 5%-ной сахарозы (в соотношении 1:10). Инкубацию проводили в течение 6 часов при температурах: 28°С (контроль) и 37° С (опыт) с отбором проб через каждый час. Полученную при разной длительности инкубации "дрожжевую воду" характеризовали по кислотности, содержанию водорастворимых белков и сульфгидрильных соединений. Кислотность выражали в мл 0,05 н МаОН, пошедшего на титрование 10 мл "дрожжевой воды". Сульфгидрильные соединения (восстановленный глютатион) определяли методом йодометрического титрования. Как было показано Щербаковым, он составляет 90% всех 5Н-соединений в "дрожжевой воде". Белки определяли колориметрическим методом Лоури. Данные представлены в табл.10.

Таблица 10.

Характеристика "дрожжевой воды" на разных этапах брожения

Продолжи Количество БН- Содержание Кислотность,

тельность соединений в пе- водораствори- 0,05 н ЫаОН,

инкубации, ресчете на глю- мого белка, мл/10 мл

час татион, мг/мл мкг/мл

0 2,01/2,61 ГО /Ср "'.7/7.7

1 2,61/2,92 5£/б5 9,^/8,7

2 2,61/2,92 52/70 11,0/11,0

о о 2,61/2,92 52/74 12,0/12,5

4 2,76/3,07 52/80 13,0/13,0

5 2,76/3,37 52/95 14,5/15,0

6 2,92/3,68 52/110 15,0/16,0

* В числителе - инкубация при 28° С (контроль), в знаменателе - инкубация при 37^0 (опыт).

Как видно из полученных данных (Табл. 11], в опыте за 6 часов брожения количество глютатиона увеличивается почти на 40£ по сравнению с исходным, в контроле за это ке время отмечается небольшой рост глютатиона. Кислотность "дрожжевой воды" в опыте повышается почти б 2 раза по сравнению с исходным, в контроле- несколько меньше. Содержание водорастворимых белков в опыте по сравнению с исходным значением увеличивается вдвое, в то время как в контроле остается стабильным в течение б часов брожения.

Полученные данные говорят о том, что увеличение температуры и времени брожения оказывает достаточно сильное влияние на дрожжи. В ответ на'действие неблагоприятных факторов (температурный режим) изменяется тип обменных процессов дрожжевой клетки.

Влияние измененного режима брохенин на характеристики теста.

Для того, чтобы оценить характер воздействия на тесто стандартного и измененного режимов брожения, процесс тестоведения моделировали в лабораторных условиях. Опыты проводили на дрожжевом и бездрожжевом тесте.

Образцы помещали в расстойные камеры при 28° и 37°С. Через каждый час термостатирования анализировали по одному образцу каждого варианта. Образцы гомогенизировали при 8000 об/мин в течение о минут. Затем гомогенат центрифугировали е течение 15 минут при 7000 об/мин. В центрифугате определяли количество водорастворимых белков, восстановленного глюгатиона, декстринов, уровень кислот ности.

Накопление водорастворимых белков в дрожжевом и бездрожжевом тесте.

Брожение теста сопровождается активизацией протеолитических ферментов муки, образованием 5Н-соединений, повышением кислотности и, как следствие комплексного воздействия этих факторов, увеличением содержания водорастворимых белков.

Таблица 11.

Накопление водорастворимых белков в дрожжевом и бездрожжевом тесте

Продолжи- Количество водорастворимых белков в тесте О)

гельноеть ---------------------------------------------------

брожения дрожжевое бездрожжевое

мкг/мл % от исходного мкг/мл % от исходного

0 164,5 100 128 100

1 176/264 107/160 136/135 106/105

2 193/307 117/187 140/148 109/115

3 210/345 128/209 143/157 112/123

4 229/355 139/216 14.5/158 113/123

5 305/420 185/255 148/168 116/132

6 314/430 191/261 149/176 118/137

*) Числитель - 28е С (контроль), знаменатель - 37°С (опыт).

В бездрожжевом тесте автолитические процессы, протекающие под действием ферментов муки, идут достаточно медленно. В контроле за 6 часов тестоведения количество водорастворимых белков возрастает на 18£. В опыте за 6 часов это увеличение вдвое выше.

В дрожжевом тесте повышение температуры и увеличение длительности брожения сопровождается значительным увеличением водорастворимых белков. В контроле за б часов брожения их количество возрастает вдвое, а в опыте - в 2,5 раза по сравнению с исходным.

Полученные результаты говорят о том, что изменения белкового комплекса муки в процессе тестоведения обусловлены, главным образом, дрожжами и веществами, выделяемыми ими в процессе брожения

! глютатион. органические кислоты). Важное значение имеет и температурный фактор. Так, количество водорастворимых белков в дрожжевом тесте при 37°С в полтора раза выше, чем при 28°С.

Накопление сульфгидрильных соединений в дрожжевом и бездрожжевом тесте. Содержание сульфгидрильных соединений в бездрожжевом и дрожжевом тесте определяли методом йодометрического титрования.

Таблица 12.

Накопление сульфгидрильных соединений в дрожжевом и бездрожжевом тесте

Продол- Количество ЗН-соединений (*)

житель- --------------------------------------------------------------

ность дрожжевое тесто бездрожжевое тесто

брожй- ------------------------------------------------------------

ния, мг/мл % от исходного мг/мл 'I от исходного

0 0,409 100 0,356 100

: 0.181/0,40! 1! 7- : Г'Г; 4!7'/п,'Л1'.1

... /1.'. ;47/140 0. 40'// ь,4Ы

■ о 0,737/0,712 180/174 0.407/0,450 114/126

4 0,808/0,859 197/210 0,472/0,493 132/138

5 0,982/0,982 240/240 0,505/0,532 142/149

6 1,115/1,031 273/252 0,532/0,532 149/149

*) Числитель - 28 °С (контроль), знаменатель - 37°С (опыт).

Из полученных данных (табл.12) видно, что на накопление ЗН-соединений в дрожжевом тесте основное влияние оказывает не температура, а время брожения. Так, и е опыте, и в контроле за 6 часов брожения содержание сульфгидрильных соединений возрастает ■примерно в 2,5 раза. В бездрожжевом тесте накопление 5Н-соедине-

ний происходит намного медленней и за 6 часов увеличивается в 1,5 раза. Таким образом, влияние температурного фактора на БН-соеди-нения в тесте (в отличие от "дрожжевой воды") значительно сглажено и основное влияние оказывает продолжительность брожения теста.

Изменение осахариваюшей способности муки. Осахаривающая способность муки явлдяется важной характеристикой ее хлебопекарного качества. Поэтому было исследовано влияние измененного режима тестоведения на этот показатель. Диастатическую активность выражали в мг мальтозы, образовавшейся из 10 г муки.

Таблица 13.

Анастатическая активность муки при термостатировании по стандартному и измененному режимам

Продолжи- Количество мальтозы

тельность

термоста- в контроле в опыте

тирования.

час мг/10 г % от исходного мг/10 г % от исходного

1 60,4 100 58,1 100 '

2 73,0 121 74,8 127

3 85,2 141 98,5 169

4 86,8 144 105,6 182

5 108,2 179 115,0 198

6 111,5 184 122,0 210

Диастатическая активность муки С табл. 13) значительно возрастает с увеличением температуры и времени термостатирования. В контроле (при 28^0) одно только увеличение времени термостатирования до б часов приводит к повышению количества мальтозы почти

в два раза. Повышение температуры до 37°С (в опыте) сопровождается дополнительным увеличением мальтозы примерно на 30%.

Таким образом, интенсивное образование мальтозы при изменении режима тестоведенин обеспечивает потребность дрожжей в сахаре.

Накопление декстринов.

По изменению количества декстринов в тесте можно судить о состоянии углеводно-амилазного комплекса во время брожения. Количество декстринов определяли в каждом образце теста по метолу Попова, Шаненко и выражали в процентах к навеске муки (Табл.14).

Таблица 14.

Изменение содержания декстринов ь тесте за время брожения

Продолжи- Оптическая плотность образцов Концентрация декстринов

тельность при длине волны, нм ------------------------

брожения, --------------------------------------------------------------в % к на- % к ис-

час. [530. 660 веске муки ходному

0 0,126 / 0,123 0,053 / 0.066 0,69 / 0,66 100/100

1 0,155 / 0,232 0,057 / 0,101 0,86 / / 1,56 124/236

2 0,281 / / 0,452 0,102 / 0,176 1,56 / 2,49 226/377

с> 0,349 / 0,440 0,135 / 0,147 1,92 / 2,45 278/371

4 0,361 / 0,467 0,136 / 0,195 1,99 / 2,56 288/387

5 0,395 / 0,481 0,151 / 0,207 2,18 / 2,63 316/398

6 0,377 / 0,477 0,105 / 0,150 2,12 / 2,66 307/403

х) р. числителе - брожение при 28^0 (контроль), в знаменателе - брожение при 37еС (опыт).

Полученные результаты говорят о том, что с увеличением температуры и времени брожения повышается скорость деструкции крах-

мала в тесте. Однако в целом количество декстринов при изменении режима тестоведения по сравнению с контролем остается незначительным и не может оказать серьезного отрицательного влияния на качество хлеба.

Изменение кислотности дрожжевого и бездрожжевого теста.

Кислотность теста определяли титрованием 10 мл центрифугата, получаемого после обработки каждого образца теста (опытного и контрольного) 0,05 н ЫаОН и Еыражали в мл щелочи на 1 г теста.

Таблица 15.

Изменение уровня кислотности дрожжевого и бездрожжевого теста

Продол- Кислотность, мл 0,05 н Ма0Н/1 г теста

житель- --------------------------------------------------------------

ность дрожжевого теста бездрожжевого теста

броже- ------------------------------------------------------------

ния. мл ИаОН % от исход. . мл ИаОН % от исход, час.

0 0,93/0,93 100/100 0,90/0,90 100/100

1 1,07/1,10 115/118 0,97/0,98 104/105-

с 1,18/1,23 126/132 1,03/1,06 111/114

3 1,26/1,33 135/143 1,10/1,10 118/118

4 1,33/1,45 143/156 1,17/1,17 126/126

5 1,40/1,52 150/163 1.23/1,23 132/132

6 1,45/1,55 156/167 1,30/1,30 140/140

+) в числителе - тестоведение при 28с>0 (контроль), в знаменателе - тестоведение при 37°С (опыт).

Из полученных данных можно сделать вывод, что увеличение времени и температуры брожения оказывает незначительное влияние

на уроьень кислотности теста, следовательно, не изменяет существенно вкусовые качества хлеба.

Анализ данных табл. 11-15 позволяет датъ сравнительную оценку биохимических характеристик теста при стандартном (3 часа при 28°С) и предложенном нами (6 часов при 37°С) режимах брожения по комплексу показателей (Рис.1).

450 ;

Белки SH-соединений Кислотность Декстрины Мтьтоза

;gÜ9i du Шш

I- исходная проба (100%), II- стандартный режим брожения, III- измененный режим брожения

Рис.1. Биохимические параметры теста при стандартном и изме ненном режимам брожения.

Таким образом, при измененном режиме брожения (6 часов при температуре 37°С) количество белков увеличивается по сравнению со

стандартным брожением (3 часа при 28°С) в два раза, SH-соединений - на 30%, кислотность - на 25%, содержание декстринов - в 1,5 раза С Рис.1).

Качество хлеба оценивали по пробным выпечкам. Тесто для пробных выпечек готовили по стандартной методике. В контроле брожение теста проводили в течение 3 часов при температуре 28°С, в опыте - в течение 6 часов при температуре 37°С.

Полученный хлеб оценивали по внешнему виду (рис.2).

Контроль (стандартный способ приготовления хлеба): форма хлеба правильная; цвет корки - золотистый; пористость - поры разного размера, межпоровые стенки средней толщины;- мякиш - эластичный, желтовато-серого цвета, вкус характерный, хлебный.

Опыт (разработанный способ приготовления хлеба): форма хлеба правильная, соответствует форме тестовой заготовки; корка несколько приподнята, цвет светловато-золотистый; поры мелкие и средние, есть очень крупные (примерно 20% от общего количества), вытянутые вертикально; вкус с небольшим кисловатым оттенком.

Хлеб, приготовленный по разработанному режиму производства теста, отличается от контрольного незначительно. Несмотря нд отмеченный небольиой кисловатый привкус, опытный хлеб сохраняет хорошее качество.

Полученный хлеб можно рекомендовать для производства и потребления в экстремальных условиях как личному составу ВС, так и гражданскому населению.

ВЫВОДЫ

Исследована проблема получения безопасного хлеба из муки, зараженной вегетативными и споровыми формами тест-микроорганизмов: St. aureus, В. cereus.

1. Показано, что стандартный режим хлебопечения обеспечивает

1 - Контроль 2 - Опыт Рис.. 2. Образцы хлеба: общий вид и вид на разрезе.

100%-ную деконтаминацию готового хлеба только от вегетативных форм микроорганизмов.

2. Установлено, что химические дезинфектанты, разрешенные для дезинфекции некоторых видов продовольствия, не обеспечивают полного обеззараживания хлеба от споровых форм микроорганизмов при неудовлетворительном качестве хлеба.

3. Разработан способ получения хлеба из муки, зараженной споровой Формой В. сегеиз, обеспечивающий вывод спор из состояния покоя в процессе брожения теста с последующим уничтожением активированных спор при выпечке. Способ основан на удлинении брожения теста до 6 часов при температуре 37°С.

4. Проведено исследование на модельных системах влияния измененного режима брожения на физиологию пекарских дрожжей по интенсивности накопления продуктов брожения в "дрожжевой воде". При измененном режиме брожения в "дрожжевой воде" содержание белков возрастает в 2 раза, БН-соединений - на 50%, кислотность увеличивается на 30%.

5. Исследовано изменение биохимических параметров дрожжевого и бездрожжевого теста по двум схемам тестоведения. Наибольшие изменения отмечены в дрожжевом тесте. При измененном режиме брожения содержание водорастворимых белков в нем возрастает в два раза, ЗН-соединений на 30%, кислотность теста возрастает на 25%, а содержание декстринов - на 40%.

6. Способ защищен авторским свидетельством, апробирован в условиях войскового хлебопечения и вошел в нормативные документы продовольственной службы Министерства обороны (1991, 1995 гг).

Список работ по теме диссертации:

1. Гречуха Т. А., Бажинов А. Г. Отчет НИИ ПП и ОПТ по спец. теме, инв. N 1378, 1988 г.

2. Гречуха Т. А., Бажинов А. Г. , Попов М. П. Технология хлеба.

обеспечивающая обеззараживание муки от споровых форм микроорганизмов. Всес. науч. конф. "Пути повышения качества верна и зернопро-Дук, улучшения ассортимента крупы, муки и хлеба". Всесоюзный научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки. М. , 1989 г. , с. 107.

3. Авторское свидетельство N 1591210 от 8.05.1990 г. "Способ производства хлеба из муки, зараженной споровыми бактериями рода Bacillus". (Гречуха Т. А. , Бажинов А. Г.).

4. Гречуха Т. А., Матвеев A.A. Отчет по спец. теме, инв. N 1512, 1990 г.

5. Гречуха Т. А. , Ковриго В. И. Отчет по спец. теме, инв. N 1581, 1994 г.

6. Гречуха Т. А. , Ковриго В. И. Отчет по спец. теме, инв. N 1585, 1995 г.

7. Гречуха Т. А. , Ковриго В. II Отчет по спец. теме, инв. N 1632, 1997 г.

8. Гречуха Т. А. , Попов М. П. Обеззараживание муки от патогенных микроорганизмов в процессе производства хлеба. Междунар. науч-но-практич. конф. "Индустрия продуктов здорового питания - третье тысячелетие". Московский государственный университет пищевых производств. М. , 1999 г. , с. 177-178.

f