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"



Гречуха Татьяна Афмнагеноан&

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ МУКИ ОТ ПАТОГЕННЫХ ИШИЮРГАНИЭКОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБА

Специальности: 03.00.04 - Биохимия; 05Л8.01 - Технология хлебопекарных, кондитерских и макаронных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- к о/*^. ¿сфмм ЪШи?

Лля служебного по.и.бовпкия зка.Н

удк; 664.654. 4. 004,1й: 579.6?? (043.3)

Москва, 1999

Работа выполнена в Московском Государственном Университете пищевых производств (МГУПЮ и Научна-исследовательском институте пшцеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии (НИИ ПП и СНГ)

Научные руководители:

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

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Воронцов Ii Б, какцилат тскничсеких наук, доцент Лабутика R. а

Ведуидя организация: Государственный институт

Защита состоится " норЯь* 1999 г. в час. , ауд. 229 на заседании диссертационного совета К0635106 в псковском 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 " // " я Зря 1999 г.

усовершенствования врачей МО РФ

Г" РГАУ-МСХА j имени К.А. Ти"яг.-\ ЦНБ имени Н И.

' - ...........л

ЦНБ имени Н И. •• «к"» сйг.кп ййучнчй л«ге(/ат;>«

Ученый секретарь диссертационного Совета, доцент

«■-гш: гаглты

Актуальность темы. Б уелоьшх современной войны большие запасы пищевого сырья и продуктов питания могут подвергаться заражению, в том числе и бактериальными средствами (ВО).

Применение ЕС в войне запрещено международными актами, 1 но' лопатки их использования периодически отмечаются, включая войну'в Персидском заливе в феврале 1991 г, В это же ьремя, в некоторых странах продолжаются работы по совершенствованию имеющихся видов ВС, а также по созданию и испытанны новых видов.

Таким образом, возможность применения бактериологического оружия в настоящее время'полностью не ликвидирована и. в связи с этим, существует проблема зашиты от его действия.

Особенно уязвимыми в отношении ВО являются запасы пищевого сырья, т.к. существующие способы его размещения и хранения не обеспечивают вавдты'от бактериального аэрозоля. '

Проблема-загрязнения продовольствия'- патогенными' микроорганизмами актуальна и в мирное время, особенно прй-пищевых эпидемиях (холера, 'туляремия,' бруцеллез, сибирская; язва)-,' которые могут быть следствием возникновения ЧС в результате аварий, диверсий* или катастроф.- / ■ ■ '

Предельно допустимых концентраций для-продовольствия в отношении ВС не существует, поатому любое его заражение''недопустимо. ' Существующие в - настоящее время способы Дезинфекции продовольствия не всегда могут обеспечить 100%-ную депонтаминацию'про-" дуктов питания без потериих пищевой ценности. Вот ношении же муки, надешьк способов' дезинфекции (в частности, от споровых-форм ыкк^орг^измзв)"вЬЬбше- пе'сушествует.г"; ■

Поэтому" на основании постановления'Совета Министров СССР ' от 01.09.at г.'- N 901-25,1 приказа по Министерству пищевой иромышлен-' ности N 230/17 от £6.11.81 г. и решения ВПК N £93 от 23.08.86 г." была поставлена задача' по разработке путей .V способов' зашиты продовольствия и пищевого сырья от оружия массового поражения. . "

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

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

Идя достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние безопарного технологического режима приготовления теста (принятого за стандарт) на снижение оОсемененности хлеба вегетативными ихпоровыми формами .тест-ышроорганизмов;

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

- разработать, оптишльный режим технологии производства хлеба для получения.спороцидного эффекта;

- определить характер изменений биохимических параметров теста в процессе .брожения по стандартному и измененному режимам произврдства хлеба;Л,;,,^: ... .

- оценить качество.хлеба, полученного.по измененному режиму брожгния теста. .■,: . ^ ■ ".;■

Научная новизна. Впервые изучен вопрос.по использованию.тех-: нологии производства,£деСа из муки, -вараженкой .ВС. Исследована зависимость снижения начальной, обсетценности. муки;яри.заражении. ее вегетативными,и,споровьыи:формами моделей ЕС от внесения изменений в. .ход ;- стандартного технологического режима производства хлеба. . .; • ;•, ■ А -<л'~ ■

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

ценной технологии.

Практическая значимость. Установлена возможность приготовления безопасного хлеба ив муки, зараженной тест-микроорганизмами, в ходе технологического^процесса приготовления хлеба. .

Подобраны оптимальные условия измененного., режима брожения теста для обеспечения - надежного спороцидного эффекта. .. >

Способ обеззараживания муки от споровых форм,ЕС в процессе производства^хлеба защищен авторским свидетельством-Н .1561210 .от 8.05.1990 г. Ч' - '.»,

Регультаты:экспериментальных исследований вошли в руководства. по защите продовольствия,,-техники и.имущества продовольственной -службы от оружия■массового поражения Ш,Р4<1939,-1 ОШ, 1995)., . ■-,.- Апробация работы.. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научной конференции "Пути повышения качества зерна и йернопродукгов, улучшения:ассортимента крупы, муки и хлеба" (Москва, 1989 г. ^Материалы работы:докладуважсе>- на научно-практических конференциях НИИ Ш1 и СЩ, Д1988,- 1990,-1995 г.), на заседании Ученого Совета НИИ ПН и СГГГ в 1998 ■ г. ■

Публикации. Материалы диссертации вошли в отчеты по спец. тематике, опубликована 1 статья и получено.авторское свидетельство N 15Э1210 от 8.05.1930 Г.

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы,. описания объектов и методов их исследований, экспериментальной части, выводов, библиографического указателя, ккдтаюшэго 119 источников, в том числе 15 на иностранных языках. Диссертация содержит 25 таблиц, 4 рисунка.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕЖ>ВАНИИ Исследования проводились на муке пшеничной' 1 сорта, соответствуюп&Й требованиям ГОСТа.

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

В качестве тест-микроорганизмов использовали St. aureus С шт. 906) - наиболее устойчивый из кокковой группы; В.cereus (штамм 96) - гтредстаБитель'спорооОразуотих микроорганизмов. Степень контаминации исследуемых образцов (1-7) х 10^ KOE/r t колониеобразую-щих елинш/г)' была'основана'на инструкции "Исходные данные штаба F0W (1964).: *а также ж»-медикотехнических требованиях « средствам и способам дезинфекции,' утвержденным-'ЦВМУ'(1987).

Контаминацию проводили капельным способом из дозатора по всей открытой поверхности муки. Послег'контаминации исследуемые образцы выдергивали в течение 30 минут для подсыхания-микробной взвеси, затем муку тштельно 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 пишевого сырья и продовольственных товаров (Штаб ГО, 1984).

В процессе тестоведения по стандартному и измененному режи-

мам определяли биохимические показатели теста.

Общее число выполненных анализов составляло более 3000. Обработку экспериментальных данных проводили методом вариационной статистики с использованием коэффициента Стьшента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ " '

Обеззараживание хлеба в процессе производства его опарньы. бевопарньм и ускоренным способами.

йс следовали возможность обеззараживания хлеба от вегетативных и споросых форм микроорганизмов б процессе кыпе'жя по опарно-му способу, беаопарно чу и ускоренному на органических разрыхлителях (смесь лимонной и уксусной ¡кислот). '

Было установлено, что, при обсеменении муки теег-микроорганизмами в вегетативной'Форме, за время выпечки происходит полное обеззараживание, и готовый хлеб не содержит жизнеспособных микробных клеток независит от способа тестоведения. ''

Б случае обсеменения муки тест-микроорганизмами в споровой Форме (табл." 11 йи один из способов'не обеспечивая полного 'обеззараживания. Наименее эффективным оказадсн' безопарный способ" (в дальнейшем принятый »а стандарту

Таблица 1.'

Снижение обремененности хлеба в пгюцеесе'его производства иг муки, зараженной тест-мжроор: анпъмаш в споровой"Форме

Способ Количество тест-микроорганизмов к'сегеиз' Степень

произвол- -----—----------------------------------- - обезгара-

ства хлеба тесто, КОЕ/г хлеб, КОЕ/г живани^Д

4- I

Опарный (6.7л 1,5) X 10? (4.0\± 0,9) х 10 99,40

Безопарный (6.6 ± 0.7) х 10^ (38,2 а 1,5)'х 10& 94,21 ;

Ц I

Ускоренный (.6,К А 1,1) X Ю (2,0 4: 0,3) X 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 обсемененноеть хлеба в разных частях буханки

Количество тест-микроорганизмов В. сегеиз, КОЕ/г тесто хлеб

верхняя корка мяюна нижняя корка

' л . ■ а ■ ^

(5,7 0,8)х10 нет роста (3,7^ 0,7)х10 нет роста

В то же время в корке, в условиях высокой температуры выпечки (2ЭО С), остаточная зараженность отсутствует.

Обеззараживание хлеба в процессе производства его по измененным технологиям.

Для усиления спороцидного действия в стандартную технологи» хлеба были внесены изменения. Одно из них - введение в процесс тестоведения дезинфектактов.

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

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

Обеззараживание хлеба в процессе производства его с использованием лактобацилл.

Из литературы известна способность лактобацилл проявлять антагонистические свойства и подавлять жизнедеятельность некоторых патогенных микроорганизмов. Антагонистическое действие лактобацилл сновано на продуцируемых ими антибиотиках, количество которых, достигает максимума к концу стационарной фазы развития через ' 16--18 часов < Живаева» 1972, Харитонова, 1989К ■"

Были исследованы следующие культуры, полученные^из ЕНИШ: ■ ШэгторЬПш;, пгг. Збп. Ь. Ьи^агчсиз, от\В-]1п, Ь. ас1с1брЬ1аз. шт.. 14-оК-о.

Для оценки""антагонистической активности смесь- термофильных лактобацлл со спорами В. сегешз в соотношении 1:4 термостатировали при температуре^бб'С'в течение 1 часа. Одновременно в контролем тех же условиях термостатировали взвесь спор В. сегеиз, ■разведенную стерильным- обратом. Результаты определения жизнеспособных спор после термостатирования представлены в табл. 3. • ■ - - ■ - -

■ • таблица з, '

Антагонистическая активность лактобацилл

Вариант Количество тест-микроорганизмов Количество

--------------------,-----;-------ЖЯЗНеСОСОб"

до термостати- после термостати- них спор, % рования, КОЕ/мл рования,КОЕ/мл > '■>-

Контроль ■(5;г ±1,о) х ю"4 (4,8до,Б) X 10^- • 'ЭЙ

3. ^ЬеПЮрЬПиЭ (4,1 л 0,7) х 10* ■ 80

Ь. Ьи1 1 сиз ■ - " - (2,0 * 0,5) Х- 10*- -4 -

и ао1с1орЬ11из (1,0 .к. 0.5) х 10* 2,4-

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

Исходя из полученных данных культуру 1. acidophilus вводили в технологи» производства хлеба. ,

Замес теста из муки, . контаминировакной 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 лактобацилх . После выпечки и охлаждения определяли остаточную зараженность хлеба (табл. 4;.

Таблица 4. .

Антагонистическое действие.L. acidophilus в технологии хлеба Количество тест-микроорганизмов В. cereus, КОЕ/г ,.

тесто,., .- . , готовый .хлеб ■

Контроль ■ ' (3,67 ± 0,92} х 10^ (3.30 _t 1.25) х 103

ОПЫТ . (3,49^1,15) X 10^ (0,44Jl0,17) X 10^

- 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 100Х-ной инактивации спор не достигается, что не допустимо для продовольствия.

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

Вариант

Лм определения оптимального режима взаимодействия культур были исследованы 4 варианта времени брожения теста: 4 часа, 5, 6 и 7 часов.

Оптимальное Ерема брокения определяли на пробных . вшечках. Тесто иь муки, ьараженной спорами В. сегеиз, замешивали по безо-парному..способу с . добавлением 18-часовой культуры ацидофильных лактобацилл.

В готоьом хлебе определяли остаточную ааралкнность (Табл.5).

Таблица 5.

Антагонистическое действие лактобацилл в технологии хлеба с увеличением времени брожения

Срема

брОЖСНИЯ

тесто .... хлеб тесто хлеб

ь г ■ l

А часа f3.7dl,2)xlOv {8,5±S,2)XlO t3,4±i,5)XlOy 5,5±0,1

5 часов •• - (5.6а1.7)х10у ' ■' -»-• "1.1*0.2

1

6 часов г " - ( 1,Z±0,41 XlO - " ~ нет роста

7 час с г. . 5. Cil, 0 - " - нет роста

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

Количество тест-микроорганизмов В. сегеил:, КОЕ/г

контроль опыт

- 10 -

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 брояения составляло 3 часа и б часов. В контроле (без L. acidophilus) брожение проводили в течение 3 часов. После охлаждения хлеба определяли его остаточную зараженность С 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 i 0,6) х 10* х 10* (1.0 Jt 0,7) х ю3

Опыт 1 (брожение 3 час.) (2.3 А 0.5) (0,9 Л 0.4) х 10^

Опыт 2 (брожение б 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 'J добавление

культуры L. acidophilus на этапе замеса теста и увеличение времени

брожения до 6 часов' позволяет получить незараженный хлеб доста-

■ ■ ■ т. -.

точно 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 брожения тест

При переходе от стадии покоя к стадии метаболически активной, клетки, то есть в предвегетативное состояние,, споры теряют свою терморегистенткость, Для перехода с предвегетативное состояние споры должны. бьль 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,нарушается кислотоустойчивость и терморезистентность спор СБургасов, 1984).

Бродящее тесто содержит комплекс биологически^ активных ве-■ ществ, способных активировать споры. Однако, стандартный режим тестоведения недостаточен для полной их активации и перевода р предвегетативное состояние. Для создания оптимальных .условий, обеспечивающих 1С0Х-кую активацию спор, следует изменить стандартную технологию производства хлеба.

Изменение температуры брохгнин теста...

Оптимальной для активации спор является температура 39^0. Но при такой температуре может происходить интенсивное отмирание дрожжевых клеток. Более ¡кадящей для дрожжей и в то же время достаточной для активации спор является температура 37^0 (0аУ1ез, 1960).

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

- 1Й -

этому выбор оптимального температурного режима активации спор проводили на режиме 6-часового брожения.

Тесто из муки, коктаминированной спорами В. сегеиз, замешивали по рецептуре. Брожение всех образцов вели в течение 6 часов при разной температуре: контроль -'га^С (стандартный режим в условиях войскового хлебопечения), опыт - 35' 37еи 39 *Ъ. Результаты определения остаточной зараженности каждого образца* представлены в табл. 7.

'' Таблица 7.

Снижение обремененности хлеба при разной температуре брожения теста

Вариант 1 ' Количество тест-микроорганизмов» КОЕ/г -

тесто хлеб

Контроль (28*0) С5,'4 ± 0,41) X 10 ^ ; (1;5 ¿- 0,4) х 10 У

Опыт (35еС) - " - *' ' ' (0,6 ± 0.3) х 10г

Опыт (37°С) ' : ' - " - нет роста

Опыт (39^0) ; „ » _ . кет 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 ва 4 -6 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, .ГЬлученные результаты приведены в табл. 8.

Таблица 8.:.

Снижение обсемененности хлеба при разной длительности брожения теста

Время ■■ Количество тест-микроорганизмов, КОЕ/г

б роже- ---------------------------------------------------------

ния, \ .. контроль (28°С) опыт (37°С)

час, ;---------------------------------------------------.------

тесто хлеб тесто хлеб

3 ^ с5,з*1,65x10^ (3,8+1,0x10"^ о.о^.охю* С1,,о;хЮ"1

4 - " - (э^о.это** - " - со^о^хиН

5 - и - (6,0±1,0)хЮУ - " - (0.2+0,1)х10^

6 - " - (1,9±0,£)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 б-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<50 в течение б 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 чбсемененкости хлеба при измененном режиме теетоведения С по результатам полевых испытаний)

Вариант Количество тест-микроорганизмов, КОЕ/Г

тестехлеб

В01ГР0.ЧГ- (3,4 + 1.1) X 10^ (0,7.1-0.г) х 105

" - " — ... н-;'!'-

Результаты войсковых испытаний показали, что хлеб, приготовленный с изменением режима брокения теста, полностью леконтамини-рован. Качество хлеба оценивали органолептически: хлеб правильной формы, соответствует тестовой заготовке,.корка'несколько вздутая,: светловато-золотистого цвета. Мякиш,'хорошо, пропечен, с небольшим количеством (около 20Х) очень крупных пор, вытянутых в продольном направлении. Вкус хлеба с небольшим кисловатым оттенком.

Характеристика биохимических параметров теста при измененном режиме тестоведения.

Увеличение температуры1и-времени брожения теста затрагиьает многие биохимические процессы, протекающие в нем. К первую очередь разработанный - режим т*стоведения проявится на. поведении дрожжей. '..■■■ . •

Влияние шмененяого режима броле нт -на-пеккрские дрожжи. При интенсивном брожении дрожжевые клетки выделяют в окружающую среду слоимый комплекс, органических соединений разной хши-. ческой 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 дроювэй в растворе 5Х-ной сахарозы (в соотношении 1:10). Инкубацию проводили в течение б часов при температурах: 28°С (контроль) и 37" С (опыт) с отбором проб через каддый час. Полученную при разной длительности инкубации "дрожжевую воду" характеризовали по кислотности, содержанию водорастворимых белков и сульфгидрильных соединений. Кислотность выражали в мл 0,05 н ИаОН, пошедшего на титрование 10 мл "дрожжевой воды". Сульфгидрильные соединения (восстановленный глкггатион) определяли методом йодометрического титрования. Как было показано Щербаковым, он составляет 902 всех соединений в "дрожжевой воде". Белки определяли колориметрическим методом Лэури. Данные представлены в табл. 10.

^ • ■ ■ ■ Таблица 10.

Характеристика "дрожжевой воды" на разных этапах брожения

Продолжи Количество БН- Содержание Кислотность,

телькость соединений в пе- водораствори- 0,05 н МаОН, ■

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

час " . татион, мг/мл мкг/мл -

о ;;" 2,61/2,61' 5К/5Я ?,7/7,7

1 д 2,61/2,92 аЕ/С5 9,2/8,7

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

з 2,61/2,92 52/74 12,0/12,5- ■

• 4 2,76/3,07 52/80 13,0/13,0

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

■ ■ б 2,92/3,68 52/110 15,0/16,0

■ * В числителе - инкубация при 88"0 (контроль), в знаменателе - инкубация при 37"с (опыт). ,

- 10 -

Как видно из. полученных данных (Табл. ПК в опыте за 6 часов брожения количество глютатиона увеличивается почти на 40Х по сравнению с исходным, ь контроле за,это же время отмечается небольшой рост глютатиона. Кислотность "дрожжевой воды" в опыте повышается почти в й.-раза по сравнению с исходным, г. контроле- несколько меньше. Содержание водорастворимых белков в опыте но .сравнению с исходным значением увеличивается вдвое, в то время как & 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 ¡¿¿жима брожения на характеристики теста. Для того, чтобы оценить.характер воздействия на тесто стандартного и измененного режимов брожения, процесс тестоведеиия моделировали в лабораторных- условиях. Опыты проводили на дрожжевом и бездрожжевом тесте. , -

Образцы помещали в раестойные камеры при 28*^1 37" С. Через каждый час термостатирования анализировали по одному образцу каждого варианта. Образцы гомогенизировали при 8000 об/мин в течение 5 минут. Затем гомогенат центрифугировали в течение 15 минут при 7000 об/мин. В центрифугате определяли количество водорастворимых белков, восстановленного глютатиона, декстринов, уровень кислотности. '

Накопление водорастворимых белков в дрожжевом и беялрожжееом тесте.

Брожение теста сопровождается активизацией протеолитических ферментов муки, образованием ЗН-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 (*)

тельность --------------------------------------------------

брожения . дрожжевое бездрожжевое

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

.0 ; - 164,5 100 128 100 ■

1 р ■■ 176/264 107/160 136/135 100/105

2 ■ 193/307 117/187 140/148 109/115

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

4 ; 229/355 139/216 145/158 113/123

5 ■ 305/420 185/255 148/168 116/132

6 314/430 191/261 .■ 149/176 118/137

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

■ у В бездрожжевом тесте автолитические процессы, протекашие под действием ферментов муки, идут достаточно медленно. В контроле за 6 часов тестоведешя 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 екачительным увеличением водорастворимых белков. В контроле ва 6 чесов брожения их количество возрастает вдвое, а в опыте - в 2,5 раза по сравнению с исходным.

-Излученные 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 Еыше;.чем:при 28°С.

Накопление сульфгидрильных соединений в дрожшвом и безд;юж-уевом тесте. Содержание, .сульфгидрильных .соединений е бездрожжеюм и дрожиевом тесте определяли методом йодометрического титрования,

■ ■, > Таблица 12. .■■

; - Накопление сульфгидрильных соединений

в дродлйвом и бездрожжевом:тесте?

Продолжитель- Количество БН-соединекий .

- -.

ность дрожжевое тесто ; , бездроэкжевое тесто .

броже- '

ния, мг/мл % О'!1 исходного мг/мл % от исходного

0 0,409 100 „ . 0,266.:. ■ 100

1 ■ 0 . ^ 1 /0, -1Й-' 11 ?■'•! Г:п 0,-107/0, ■■ -

.■'•-..Г.'ч. 147^14.0 : 0, 0,4й1 И4/1:Л

а ■ о 180/174 - .0,407/0,450 114/126

4 0,803/0,859 197/210 0,472/0,493 .132/133

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

*) делитель - 28(контроль), знаменатель - 37^0 (.опит).

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

ний происходит намного медленней и за б часов увеличивается в 1.5 раза. Таким образом, влияние температурного фактора на БН-соединения в тесте (в отличие от "дрожжевой воды") значительно сглажено и основное влияние оказывает продолжительность брожения теста.

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

* '. ■ Таблица 13.

^астатическая.активность муки при термостатировании ■ . по стандартному и измененному режимам

Количество мальтозы

в контроле в опыте

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

г

1 . 60.4 . 100 58,1 100

2 ; 73,0 121 . : 74.8 127

3 85.2 , 141 38.5 169

4 86.8 144 105,6 182

5 3 108.2 179 115.0 193

6 ■.: 111,5 184 122,0 210

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

ПрОДОДМ!-; тельность термоста-.тирования, час

ь два раза. Повышение температуры до 37ЙС (в опыте) сопровождается дополнительным увеличением мальтозы' примерно на 302.

Таким образом, интенсивное' образование мальтозы при изменении режима тестоведения' обеспечивает потребность дрожжей в сахаре. ' : ■ . ■■....-.

Накопление декстринов. ■' ' " ""

По изменению количества декстринов в тесте можно судить о состоянии углеводно-амилазного' комплекса ьо' время брожения. Количество декстринов определяли в *1аждом 'образце теста по методу Полова, Шаненко и выражали в процентах к навеске муки {Табл.14!.

' Таблица' 14.

Изменение содержания декстринов ¿'тесте" йа"время брожения

Продолжи- Оптическая плотность образцов Концентрация де!сстрин6в

тельность при длине волны, , нм

брожения, ' в X к на- ' x 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.í55 / 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

3 0,349 / 0,440 0,1 / 0,147 1,92 / 2,45 278/371

4 0,361 / 0,467 0.126 / 0.195 1.99 / 2,56 286/387

5 o.u95 / 0,481 0,151 / 0,207 2,18 / 2,63 316/398

б 0,377 / 0.477 0,105 / 0,150 2,12 / 2,66 307/403

х) в числителе - брожение при (контроль), в знаменателе - брожение 'При 37аС (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 №зОН и выражали в мл щелочи на з г теста

Таблица 15.

Изменение уровня кислотности дрожмевого и бездрожжевого теста

продол-; Кислотность, мл 0.05 н НаОН/1 г теста

житель- ---------К------------------------------------------------ -

ность-.^*. . дрожжевого теста бездрожжевого теста

б роже-: кия.;'* час. ■'. »■V ■ '', .мл ЫаОН : X от г исход. , мл ИаОН V ^ 'г- - 2 от исход.

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-;

о »V :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 28°С (контроль), в знаменателе - тестоведение при 37(опыт).

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

на уровень кислотности,теста. , следовательно, не наменяет существенно вкусоЕые качества хлеба, .,. .. ; , „

Анализ данных табл. 11-15 позволяет дать.сравнительную оценку биохимических характеристик теста при стандартном (3 .часа..при £3°С) и предложенном нами (б'часов при 37РС) рещмах брожения по комплексу показателей (?ис. 1). _■:■„■

450

Емки

5Н-соедим«ний Кие» мм есть Декстрины

ЕЗп Щм\

1- исходная проба (1002), И- стандартный режим брожения, ИЬ измененный режим брожения

Рис,1. Биохимические параметры теста при стандартном и измененном 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 28вС) в два раза, SH-соединений : - на.30%/ кислотность - на 35%, содержание декстринов - в 1,5 раза (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 б часов при температуре 37°С. ?

■'>'■ 1

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

Контроль (стандартна 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;Гесть очень крупные, (примерно 20% от общего количества),; , вытянутые [ Вертикально; вкус с'небольшим кисловатым оттенком. ..'• Л V:." Хлебдприготовле нный- по. .'разработанному режиму производства. г*теста7;отличается от контрольного незначительно. Несмотря нр,от-; меченный^небольшой кисловатый''привкус, опытный хлеб сохраняет-хо--;рошее^качество. z^] f." ■ ; •' v ,

^т^^.^льлуче'ийый хлеб можно рекомендовать для производства, и -пот-¿.ребления - в'экстремальных условиях как личному составу ВС,, так"и . гражданскому населению. i-'1 ■ •

W ' ' ■' ВЫВОДЫ .....

Исследована проблема получения.безопасного" хлеба' - из>. муки. : вараженной'вегетативными и споровыми формами*тест-микроорганиз-■ мов: 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.

ЮОХ-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. cereus, обеспечивающий вывод спор из состояния покоя в процессе брожения теста с последующим уничтожением активированных спор при выпечке. Способ основан на удлинении брожения теста до б часов при температуре 3?сС.

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

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, SH-соединений на 30%, кислотность теста возрастает на 25Х, 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.К 1378, 1986 г.

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

обеспечивающая обеззараживание муки от споровых форм микроорганизмов. Всес.науч. конф. "Пути повышения качества зерна, 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 Н 1591210 от 8.05.1990 г. "Способ производства хлеба из муки, зараженной споровыми бактериями рода Bacillus". (Гречуха Т. А., Ёажинов A.F.).

! 4. Гречуха Т.Д. , Матвеев A.A. Отчет по спец. теме. инв. N 1512, 1Э90 г.

5. Гречуха Т. А. , 1581, 1994 г.

6. Гречуха Т, А. , 1585, 1995 г,

7. Гречуха Т. А. , 1632, 1997 г.

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

Коариго в. и. Отчет по спец, теме, инб. 8 Ковриго В.Й. Отчет по спец. теме. инв. N Ковриго ЕИ. Отчет по спец. теме, инв. N

Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ 405,

125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11 Издательский комплекс МГУПП