Лекция № 11. Микробиология хлебопекарного производства

Вопросы:

• 1. Микроорганизмы пшеничного теста.
• 2. Микроорганизмы ржаного теста.
• 3. Микроорганизмы-вредители производства. Пороки хлеба,

микробиологического происхождения.

• 4 Применение ферментных препаратов микробного происхождения.
• 5. Микробиологический и санитарный контроль производства.

Микробиология сырья. При размоле зерна в муку переходят все микроорганизмы, находящиеся на поверхности зерна. В муке микроорганизмов может содержаться до нескольких тысяч в 1 г. Это в основном молочнокислые бактерии, реже — гнилостные, дрожжи и плесневые грибы. Микрофлора зерна складывается из 3 групп микроорганизмов:

1) Эпифитные микроорганизмы — это нормально сопутствующие жизни растений микробы, находящиеся на их поверхности. Они питаются за счет органических выделений тканей растений. Эти микроорганизмы не могут проникать через оболочки растительных клеток и не оказывают вредного воздействия на растения.

Типичными представителями этой группы являются необразующие спор палочки из рода Pseudomonas, а также плесневые грибы рода Aspergillus, Penicillium, Fusarium, молочнокислые бактерии и спорообразующие палочки (сенная и картофельная);

2) Фитопатогенные микроорганизмы или паразиты растений являются возбудителями их болезней, наиболее часто встречаются среди них плесневые грибы. Наиболее опасным является гриб Clariceps purpurea, который вызывает заболевание зерновых — спорынья. Примесь зерна, пораженного спорыньей, очень опасна и 1−2% такого зерна от общего количества может вызвать эрготизм — заболевание человека, которое часто заканчивается смертью. В пищевом зерне примесь пораженного зерна не допускается СанПином.

Примесь зерна, пораженного представителем из рода Fusarium, вызывает у человека фузариоз. Заболевание растений, называемое головня, вызывается грибами. Головня бывает твердая и пыльная. Зерно, пораженное этим заболеванием, имеет темную окраску, неприятный запах, сморщено на вид.

3) Патогенные микроорганизмы — возбудители серьезных заболеваний человека и животных (бруцеллез, сибирская язва, сап и др.).

Зрелое здоровое зерно содержит около 12% влаги и является малоподходящей средой для размножения микроорганизмов. На поверхности свежесобранных зерен пшеницы содержится около 1,5 млн. микроорганизмов, на поверхности зерен ржи — около 2,5 млн. клеток. В процессе правильного хранения количественный состав микрофлоры уменьшается, но увеличивается относительное содержание спорообразующих бактерий.

1. Микроорганизмы пшеничного теста. Основными разрыхлителями теста являются дрожжи. В 1 г прессованных дрожжей содержится от 7 до 10 млрд. живых клеток дрожжей. Они представляют собой чистую культуру дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae.

Для хлебопечения наиболее важными свойствами дрожжей являются:

• 1) Стойкость при хранении;
• 2) Способность переносить высокие концентрации соли и других веществ в среде;
• 3) Высокая бродильная активность. Она определяется наличием активного комплекса ферментов. Среди них наибольшее значение имеет мальтаза. Хлебопекарные дрожжи должны обладать мальтазной активностью не более 85−90 мин.

Мальтазная активность — это время, затраченное для выделения 10 мл углекислого газа из 20 мл 5% -го раствора мальтозы 2,5% -ной взвесью дрожжей. Прессованные дрожжи производят либо на спиртовых заводах, либо на специализированных пищевых предприятиях. Стойкость при хранении дрожжей со спиртового завода ниже, так как они обладают низкой мальтазной активностью. Каждый хлебозавод готовит жидкие дрожжи только для своих нужд, затрачивая свое сырье (муку, солод, культуры термофильных гомоферментативных молочнокислых бактерий и культуры дрожжей).

Бактерии применяются для подкисления питательной среды и улучшения ее состава для последующего размножения чистой культуры дрожжей. Как правило, в качестве молочнокислых бактерий используют Thermobacterium cereale. Температурный оптимум роста этих бактерий 45−47^оС, а оптимум кислотообразования 52−54^оС. Чистые культуры этой бактерии, запаянные в ампулах, рассылаются на хлебозаводы, где затем создают из ампулы накопительную культуру, используемую в производстве. В качестве питательной среды для размножения дрожжей используют пшеничную муку 2-го сорта, предварительно заваренную горячей водой и осахаренную. Для быстрого осахаривания применяют белый солод или ферментные препараты из грибов в количестве 0,8% к массе муки.

В созревании пшеничного теста принимают участие молочнокислые бактерии муки, которые являются гетероферментативными бактериями и кроме молочной кислоты в процессе брожения образуют уксусную, муравьиную кислоты и небольшое количество спирта и углекислого газа. Иногда в тесте может развиваться кишечная палочка Escherichia coli aerogenes.

2. Микроорганизмы ржаного теста. Микроорганизмы, разрыхляющие ржаное тесто и способствующие его созреванию, вносятся с закваской. Закваска представляет собой накопительную культуру из нескольких микроорганизмов, отбор которых происходит благодаря специфичности условий: высокого рН, большой концентрации сухих веществ, химического состава среды и ее физического состояния.

В основном микрофлора ржаных заквасок состоит из дрожжевых молочнокислых бактерий в соотношении 1: 80. Кроме дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae вместе с ржаной мукой поступают дрожжи Saccharomyces panis fermentati, а также дрожжи вида Saccharomyces minor. Клетки этих дрожжей имеют овальную форму. Иногда в заквасках размножаются дрожжеподобные грибы, попадающие из воздуха, загрязненной аппаратуры и муки. Некоторые из них, например, вид Candida могут испортить закваски, а другие придают закваске и хлебу специфически приятный аромат (Willia).

Молочнокислые бактерии заквасок бывают гомоферментативными и гетероферментативными. Среди гетероферментативных часто встречаются Thermobacterium cereale и Lactococcus plantarum. Среди гетероферментативных постоянными представителями являютсябактерии, которые представляют собой палочки разной длины.

• 3. Пороки хлеба, возникающие в процессе жизнедеятельности микроорганизмов.
• 1. Плесневение хлеба возникает при неправильном режиме хранения, повышенной температуре (25−30^оС) и влажности 80−85%. На поверхности хлеба в пустотах и трещинах развиваются различные виды рода Aspergillus glaucum (зеленая плесень), Aspergillus niger (черная), Aspergillus fimugatum (голубая), а также грибы рода Penicillium glaucum (серо-зеленая). Известна черная хлебная плесень из рода Rhisopus nigricum. Для профилактики плесневения в тесто вводят антисептики: пропианат кальция (0,2−0,3%), сорбиновую кислоту (0,05−0,1%). Рекомендуемая температура хранения хлеба 10−12^оС.
• 2. Меловая порча представляет собой белые сухие порошковатые включения в мякише. Возбудителями являются грибы из рода Endomyces, а также дрожжеподобные грибы из рода Monilia. Эти грибы попадают с мукой и являются термоустойчивыми, не погибают в процессе выпечки.
• 3. Пигментация представляет собой красные, желтые, оранжевые, синие пятна на поверхности хлеба. Этот порок вызывают грибы и бактерии. Красные пятна связаны с деятельностью бактерий Bacterium prodigiosum, желтые, оранжевые, синие — в результате деятельности гриба Oidium auranticum.
• 4. Картофельная болезнь является самым опасным пороком хлеба. Возбудителем является картофельная и сенная палочка Bacillus subtilis, Bacterium mysentericum. Это спорообразующие бактерии, споры которых содержатся в муке. Эти бактерии выделяют протеолитические ферменты, которые осуществляют гидролиз белка и приводят к разжижению теста. Средствами борьбы с этим пороком являются повышение кислотности теста, введение в закваску определенных штаммов молочнокислых и пропионовокислых бактерий.
• 4. Влияние добавок на жизнедеятельность микроорганизмов в тесте.
• 1. Соль поваренная. Концентрация соли более 0,8% к массе муки угнетает газообразование дрожжей и снижает кислотонакопление у молочнокислых бактерий.
• 2. Сахар. При добавлении от 5 до 10% сахара к массе муки активность дрожжей возрастает, увеличивается газообразование. Концентрация 20% - угнетает жизнедеятельность дрожжей и молочнокислых бактерий.
• 3. Жир. Добавка жира не более 5% не оказывает влияния на жизнедеятельность микроорганизмов, при увеличении количества жира до 10% и более снижается активность дрожжей и молочнокислых бактерий. Это объясняется тем, что жир обволакивает клетки микроорганизмов и затрудняет обмен веществ.
• 4. Ферментные препараты. Наиболее часто применяются ферменты бактериального и солодового происхождения: амилоризин, амилосубтимин, известны также авоморин, целловиридин. В состав ферментных препаратов входят амилаза, мальтаза, декстриназа, протеолитические ферменты. Расход этих препаратов составляет сотые и тысячные доли процента к массе муки. При применении ферментные препараты активизируют процессы брожения, газообразования, кислотонакопления, процессы размножения дрожжей. Вследствие этого улучшаются вкус и аромат готовых изделий. Применение ферментов целлюлолитического действия дает хороший результат при переработке обойной муки и при производстве хлеба из целого нешелушеного зерна.
• 5. Контроль сырья: исследование каждой партии муки органолептически. Если имеется посторонний запах, вкус, производят посев муки для определения общего количества микроорганизмов, выявления количества плесневых грибов, количества спорообразующих бактерий сенной и картофельной палочки, количества мезофильных аэробов и факультативных анаэробов (МАФАМ). При наличии спор картофельной и сенной палочки в муке до 200 палочек в 1 г муки продукт считается годным, при содержании более 1000 — опасно для здоровья.

Если на заводе нет лаборатории применяют метод пробитых выпечек хлебцев: 3 хлебца выпекают с соблюдением всех условий, выдерживают в термостате при 30−40^оС и наблюдают за появлением признаков порчи мякиша. Если через 72 часа мякиш не изменяется, то мука годна; если через 24 часа наблюдаются признаки ослизнения, то мука не пригодна к употреблению без соответствующих мер по ее исправлению.

При оценке качества жидких дрожжей определяют количество дрожжевых клеток в 1 г, их биологическое состояние и степень зараженностью посторонней микрофлорой.

• 2. Контроль процесса тестоведения: следят за газообразующей способностью дрожжей, степенью их размножения и активностью кислотообразующих бактерий.
• 3. Контроль готовой продукции: наличие бактерий группы кишечной палочки, количество бактерий картофельной и сенной палочки в мякише, наличие кишечной палочки на поверхности не допустимо.
• 4. Санитарный контроль: правильность мойки, чистота аппаратуры, помещений, воздуха, тары и транспорта, личная гигиена сотрудников.