[1]Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к мукомольной и хлебопекарной.
[2]«Картофельная» болезнь хлеба (КБХ) в последние годы все чаще встречается в хлебе и представляет серьезную проблему для хлебопеков и мукомолов в России в связи с ухудшением качества сырья и нарушениями технологии производства хлеба на малых предприятиях.
[3]Возбудителями заболевания являются термотолерантные спорообразующие бактерии, Bacillus subtilis. К возбудителям относят также В. mycoides, В. cereus, В. licheniformis, В. pumilis, В. polymyxa и другие виды, однако их роль в этом заболевании хлеба менее значима. Все упомянутые виды бацилл обладают активной альфа-амилазой, синтез которой наблюдается в экспоненциальную фазу роста и индуцируется в присутствии крахмала. Под действием бактериальной альфа-амилазы происходит разрушение хлебного мякиша - он становится липким, заминающимся, темным.
[4]Основными источниками загрязнения зерна и зернопродуктов спорообразующими бактериями являются:
[5]- механическое загрязнение зерна почвой и зерновой пылью при уборке и хранении. Спорообразующие бактерии являются непременной составной частью микрофлоры почвы и растений;
[6]- процесс самосогревания зерна в неблагоприятных условиях хранения; в самосогревшемся зерне численность спорообразующих бактерий может увеличиваться в сотни и тысячи раз;
[7]- загрязнение муки при ее выработке на мельницах вследствие нарушений правил санитарии;
[8]- заражение теста и хлеба в процессе выпечки.
[9]Существующие методы контроля можно разделить на микробиологические, технологические и биохимические (ферментные).
[10]Микробиологический метод. Посев пастеризованных смывов с продукта на агаризованные среды. Продолжительность анализа 50-75 ч. Метод позволяет определить количество спор бактерий, однако не учитывает их ферментную активность, поэтому полученные результаты не всегда совпадают с интенсивностью заболевания хлеба. Неприменим для большинства предприятий, не оснащенных микробиологическими лабораториями.
[11]Существуют примерные микробиологические нормы для муки. При наличии в 1 г до 200 спор мука считается нормальной, при содержании от 200 до 1000 спор мука относится к сомнительной. Мука, содержащая более 1000 спор в 1 г, считается опасной, так как может приводить к возникновению «картофельной» болезни хлеба [1].
[12]Технологический метод. Официально признанный и чаще других используемый метод. Основан на проведении в лабораторных условиях пробной выпечки хлеба и последующей его инкубации при 37°C в течение 36 ч. Оценка проявлений «картофельной» болезни в хлебе - органолептическая. Продолжительность метода составляет несколько суток, т.к. включает в себя проведение лабораторной пробной выпечки и 36 ч инкубации выпеченного хлеба. Технологический метод наиболее трудоемкий, длительный и основан на субъективной оценке проявлений «картофельной» болезни в хлебе [2].
[13]Ферментный метод, разработанный ВНИИХП для муки, основан на измерении зон просветления на фотопленке, образующихся под действием протеолитических ферментов споровых бактерий, накопившихся в пастеризованных экстрактах муки. Продолжительность анализа примерно 8 ч. В методе отсутствует достоверная количественная оценка, он не учитывает основной повреждающий фактор - активность альфа-амилаз спорообразующих бактерий, вызывающих декстринизацию крахмала мякиша. Известен люминесцентный метод анализа КБХ. Он основывается на явлении желтой флюоресценции колоний микроорганизмов - возбудителей картофельной болезни под действием ультрафиолетового излучения [4]. Но не все спорообразующие бактерии группы картофельной палочки (СБГКП) способны флюоресцировать подобным образом в ультрафиолетовых лучах, этот способ также не учитывает ферментную активность бактерий.
[14]Использование рассмотренных методов или затруднительно в производственных условиях, или не обеспечивает точной оценки зараженности муки СБГКП. Отсюда вытекает необходимость разработки метода контроля зараженности муки СБГКП, отвечающего следующим требованиям: сокращение времени проведения анализа, простота выполнения, возможность использования в производственных условиях, совпадение с результатами пробной лабораторной выпечки.
[15]Наиболее близким решением является метод пробной лабораторной выпечки хлеба (технологический метод) для выявления степени зараженности муки возбудителями «картофельной» болезни хлеба органолептическим способом, заключающийся в выпекании хлеба и инкубации его во влажном термостате при 37°C с дальнейшим определением через 24, 36 часов органолептических признаков «картофельной» болезни хлеба (прототип).
[16]Однако известный способ имеет следующие недостатки. Полный цикл по выявлению «картофельной» болезни занимает 36-48 часов, основывается на органолептической оценке проверяющего человека, что не обеспечивает объективную характеристику получаемых данных.
[17]Целью заявляемого изобретения является создание приборного способа выявления зараженности возбудителями и возможности развития «картофельной» болезни хлеба, уменьшение времени и повышение эффективности анализа в мукомольной и хлебопекарной продукции.
[18]Указанная цель достигается тем, что заявленный способ основывается на способности бактериальной альфа-амилазы гидролизовать крахмал до декстринов, что сопровождается падением вязкости крахмального клейстера, и включает выпекание хлеба, отбор проб мякиша от свежевыпеченного хлеба и хлеба, инкубированного при 37°C в течение 16-20 ч, приготовление водных экстрактов бактериальной альфа-амилазы из отобранных проб мякиша хлеба с дальнейшей фильтрацией экстрактов и определение их разжижающей активности (РА) по скорости разжижения крахмала альфа-амилазой на приборе для определения числа падения (типа ПЧП-3), с последующим расчетом величины РА в процентах по формуле
[19]РА=ЧПк−ЧПiЧПк−60с⋅100%
[20]где РА - разжижающая активность, %,
[21]ЧПк- число падения крахмала с экстрактом хлеба после выпечки, с,
[22]ЧПi - число падения крахмала с экстрактом хранившегося хлеба, с.
[23]Это дает возможность определять разжижающую активность (РА) бактериальной альфа-амилазы на приборе для определения числа падения (ПЧП), которым оснащено большинство предприятий системы хлебопродуктов.
[24]Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемый способ отличается от известного тем, что из пробной лабораторной выпечки дополнительно производят отбор проб мякиша от свежевыпеченного и инкубированного хлебов, готовят экстракты из этих проб, фильтруют и проверяют, с помощью прибора для определения числа падения типа ПЧП-3, суммарную амилолитическую разжижающую активность по скорости разжижения картофельного крахмала бактериальной альфа-амилазой, являющуюся интегральным показателем численности и физиологической активности популяции спорообразующих бактерий, вызывающих «картофельную» болезнь в хлебе. Таким образом, разжижающая активность является объективным количественным показателем, точнее характеризующим зараженность хлеба КБХ в сравнении с известным органолептическим методом-прототипом и хорошо дополняющим его. На наш взгляд, способ является новым и промышленно применимым, а выявленные отличия - существенными.
[25]Способ иллюстрируется рисунком, на котором изображена схема основных этапов определения разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы в хлебе, пораженном «картофельной» болезнью, где обозначено следующее.
[26]1. Отбор пробы хлеба.
[27]2. Водная экстракция бактериальной альфа-амилазы из хлеба, гомогенизация хлеба с водой.
[28]3. Фильтрация экстрактов.
[29]4. Измерение разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы в экстрактах хлеба по падению вязкости крахмала на приборе ПЧП.
[30]5. Расчет показателя разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы в хлебе по формуле.
[31]Хлеб после выпечки помещают во влажных условиях в термостат на 16-20 часов, это время необходимо для накопления бактериальной альфа-амилазы в хлебе в количестве, достаточном для определения РА.
[32]Из поперечного среза хлеба, освобожденного от корки, берут навеску и измельчают ее с дистиллированной водой в блендере.
[33]Полученный гомогенат переносят в колбу и дают отстояться до сформирования осадка измельченного хлеба. Просветлевшую надосадочную жидкость фильтруют, стараясь не затронуть осадок. Фильтрат имеет вид сильно разбавленного молока и не должен содержать твердых (плотных) включений, в последнем случае его подвергают вторичному фильтрованию.
[34]При работе на приборе ПЧП следует пользоваться общими указаниями, изложенными в инструкции к прибору и в ГОСТ 27676-88. Использование серийно выпускаемого прибора ПЧП-3 в способе обеспечивает ему промышленную применимость и не требует разработки новых средств контроля.
[35]В нужное количество вискозиметрических пробирок (по 2 на каждое определение) взвешивают картофельный крахмал, который является субстратом для деятельности альфа-амилазы. Прогоняют 2 пробирки с крахмалом для проверки состояния прибора и качества крахмала.
[36]Полученные экстракты разбавляют водой до необходимой концентрации перед определением числа падения (ЧП) и вносят в 2 пробирки с крахмалом. Установленным образом определяют ЧП крахмала с внесенными экстрактами.
[37]Контролем служит ЧП свежевыпеченного хлеба (ЧПК). Опытным образцом является хлеб, хранившийся при 37°C, обозначаем его ЧПi.
[38]По завершении определения ЧП испытатель располагает следующими исходными величинами для расчета РЛ бактериальной альфа-амилазы: ЧП экстракта контрольного свежевыпеченного хлеба (ЧПК) и ЧП экстракта хлеба, хранившегося i часов (ЧПi).
[39]Находят разницу ЧП экстрактов контрольного и хранившегося хлеба и выражают ее в процентах от ЧПК, вычитая из последней величины 60 с - время нагрева вискозиметрических пробирок с крахмалом в ПЧП. 60 с автоматически вычитается и в числителе формулы, при расчете разницы величин ЧП. Отрезок времени, оставшийся после вычитания из ЧП 60 с, более тесно связан со скоростью разжижения крахмала под действием альфа-амилазы бактерий.
[40]РА рассчитывают по следующей формуле
[41]РА=ЧПк−ЧПiЧПк−60с⋅100%
[42]Вычисления проводят до первого десятичного знака с последующим округлением до целого числа. При определении РА в двух повторностях допустимые расхождения между ЧП двух параллельных определений не должны превышать 15% от среднего арифметического величины. В случае превышения этого значения производят третье дополнительное определение.
[43]Таким образом, РА характеризует относительное снижение вязкости крахмального клейстера под действием альфа-амилазы споровых бактерий, накопившейся в хранящемся хлебе, и выраженное в % от ЧП свежевыпеченного хлеба (К).
[44]Величина РА может колебаться в пределах от 0 до 95-97%, она имеет сильную зависимость от количества спорообразующих бактерий-возбудителей «картофельной» болезни, развившихся в хранящемся хлебе, и от их ферментной активности. Она тесно связана с органолептическими признаками «картофельной» болезни хлеба.
[45]Органолептический анализ «картофельной» болезни проводят в образцах хлеба, термостатированного в провокационных условиях в течение 24, 36 ч. В разрезанном хлебе отмечают наличие или отсутствие органолептических признаков «картофельной» болезни - запаха, липкости, ослизнения мякиша, темных пятен. Наиболее ранним и специфическим признаком «картофельной» болезни является неприятный запах, который оценивают по 5-балльной шкале. Началом болезни считаем наличие в хлебе запаха с интенсивностью 0,5 балла.
[46]В таблице приведены нормативы разжижающей активности (РА) альфа-амилазы спорообразующих бактерий, соответствующие заболеванию хлеба «картофельной» болезнью с интенсивностью 0,5 и 1,0 балл.
[47]| Таблица |
| Нормативы разжижающей активности, соответствующие органолептической оценке |
| Время обнаружения «картофельной» болезни в хлебе, ч | Длительность хранения хлеба, ч |
по органолептичес
кой оценке | по РА | 14-16 | 24 | 36 |
| Органолептическая оценка КБХ, баллы | РА, % | Органолептичес
кая оценка КБХ, баллы | РА, % | Органолептическая оценка КБХ, баллы | РА, % |
| 48 | 36 | н.о. | 0-10 | н.о. | 0-10 | н.о. | 20-30 |
| 36 | 24 | н.о. | 0-10 | н.о. | 20-30 | 0,5 | 31-60 |
| 24 | 14-16 | н.о. | 20-30 | 0,5 | 31-60 | 0,5-1,0 | 61-90 |
| Условные обозначения: |
| РА - разжижающая активность бактериальной альфа-амилазы, % |
| КБХ - «картофельная» болезнь хлеба |
| н.о. - не обнаружены |
[48]Таким образом использование заявляемого способа дает возможность обнаруживать «картофельную» болезнь на 8-12 ч ранее появления ее первых органолептических признаков в хлебе (0,5 балла), и позволяет использовать нормативы разжижающей активности бактериальной альфа-амилазы как количественного показателя поражения хлеба «картофельной» болезнью, дополняющие и уточняющие действующую органолептическую оценку.
[50]1. Мишустин Е.M., Трисвятский Л.Л. Микробы и зерно. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 292 с.
[51]2. Методы выявления и предупреждения картофельной болезни хлеба / А.П.Демчук, И.М.Ройтер. - М.: Москва, 1970.
[52]3. Инструкция по предупреждению картофельной болезни хлеба / Поландова Р.Д., Богатырева Т.Г., Сидорова О.Ф. и др. - М.: Минсельхозпрод РФ, 1998. - 31 с. (№1100/2451-98-115).
[53]4. Инструкция по предупреждению картофельной болезни хлеба / Косован А.П., Поландова Р.Д., Костюченко М.Н., Волохова Л.Т. и др. - М.: Москва, 2012.
