Картофельная болезнь хлеба

КАРТОФЕЛЬНАЯ БОЛЕЗНЬ ХЛЕБА.

МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИКИ И СПОСОБЫ БОРЬБЫ.

 

В летний период времени производители часто сталкиваются с проблемой заражения хлеба картофельной болезнью, которая является результатом жизнедеятельности микроорганизмов.

Это связано с тем, что большинство микроорганизмов (плесневые грибы, дикие дрожжи, бактерии) имеют оптимум жизнедеятельности в интервале температур 10-40°С. Наиболее часто встречающиеся виды микробиологической порчи на предприятиях- это плесневение и картофельная болезнь. В данной статье мы сделаем акцент на «картофельную» болезнь хлеба.

Микробиологическая природа картофельной или тягучей болезни хлеба была впервые установлена в 1885г. Г. Лораном, который выделил из слизи хлеба споровую «картофельную» палочку. В настоящее время к возбудителям картофельной болезни относят спорообразующие бактерии- подвид Bacillus subtilis ssp. Mesentericus (картофельная палочка), распространенные в природе в почве, воздухе, растениях. Картофельная палочка имеет вид тонкой палочки размером 0,5-0,6/3-10 мк, часто образующей длинные нити. Вегетативные клетки подвижны, образуют овальные споры. На поверхности жидких сред картофельная палочка образует мощную складчатую пленку, на ломтиках картофеля- складчатый налет (отсюда и название).

Картофельная или как ее еще называют, «тягучая» болезнь хлеба в основном наблюдается у пшеничного хлеба с низкой кислотностью.

В хлебе с проявлением картофельной болезни резко возрастает количество альдегидов и других соединений с резким гнилостным запахом, мякиш становится влажным и липким с образованием нитей при разламывании хлеба. При хранении, тем более в теплых и влажных условиях наблюдается более резкие изменения: мякиш принимает коричневую или желто-бурую окраску.

 

Типы микробиологической порчи: природа возникновения:

В природе можно встретить большое количество различных микроорганизмов. Все микроорганизмы можно подразделить на 3 типа: бактерии, дрожжи, плесени. Каждый из них проявляет себя по-разному. Существует негласное правило определения типа микроорганизма по принципу «ВИДЕТЬ, ЧУВСТВОВАТЬ, ОЩУЩАТЬ». В изделиях они проявляются следующим образом:

- результат действия бактерий - (например, картофельная болезнь  хлеба), мы ОЩУЩАЕМ, т.к. при активном  развитии болезни, мякиш хлеба  становится растяжимым;

- при появлении «дикой»  дрожжевой микрофлоры появляется  неприятный запах (ЧУСТВОВАТЬ);

- при развитии плесени, мы можем видеть на изделии  волокнистые пятна различных  цветов (ВИДЕТЬ).

Каждый из них имеет свои оптимальные условия для роста и размножения, а именно: активность воды, рН, температура, присутствие или отсутствие кислорода и др. Для принятия правильных решений относительно предупреждения микробиологической порчи важно знать поведение микроорганизмов в той или иной среде.

Рассмотрим показатели, которые влияют на жизнедеятельность организмов.

1) Активность  воды:

Очень важное значение имеет показатель «Активность воды» (Аw). Этот показатель отображает количество не связанной крахмалом, белками или гидроколлоидами влаги. Чем больше в изделии свободной влаги, тем больше вероятности развития микробиологической порчи, т.к. у микроорганизмов появляется возможность передвигаться и получать питательные вещества. Оптимальное для роста бактерий значение Аw =0,98-1,0. При значении активности воды Аw =0,9 рост бактерий практически прекращается. В готовом хлебобулочном изделии показатель Аwмякиша = 0,97-0,98, в то время как у корочки он равен 0,8, поэтому развитие картофельной болезни наблюдается в мякише и не происходит на поверхности изделия.

2) Значение рН:

Значение рН, оптимального для развития бактерий находится в диапазоне 5-7,5. Повышение кислотности или переход в щелочную среду приводит к снижению активности микроорганизмов, чаще всего именно поэтому проявление признаков картофельной болезни наблюдается у пшеничного хлеба с низкой кислотностью.

3) Температура:

Температура среды - еще один показатель, влияющий на жизнеспособность бактерий. Бактерии относятся к мезофиллам, т.е. оптимальный для их развития диапазон температуры: 10-50°С. Но споры некоторых бактерий способны выдерживать температуру более 100°С.

4) Присутствие/ отсутствие  кислорода:

Бактерии, вызывающие развитие картофельной болезни относятся к группе аэробов или факультативных анаэробов, т.е это организмы, энергетические циклы которых проходят по анаэробному пути (в отсутствии кислорода), но способные существовать и при доступе кислорода.

Причины развития картофельной болезни

Каковы же причины развития картофельной болезни хлеба?

Поверхность зерна имеет разнообразную микрофлору. Общая численность микроорганизмов в зерне и в муке, как правило, не превышает 2-3 млн. на 1 г продукта. На общую обсемененность зерна влияет ряд факторов: погодные условия при выращивании, виды и режим обработки зерна, характер помола, длительность хранения продукта и т.д. Спороносные бактерии из группы картофельной палочки всегда имеются на поверхности зерна. В процессе помола зерна, микроорганизмы, находящиеся на его поверхности в значительном количестве переходят в муку, с мукой в тесто.

При выпечке температура в центре мякиша хлеба достигает 95-98°С при этом дрожжи, плесени, а также вегетативная форма бактерий погибают, но остаются термоустойчивые споры бактерий, в том числе и споры картофельной (или сенной) палочки. Механизм устойчивости спор к действию высоких температур до сих пор не ясен.

Оптимальная температура для развития картофельной палочки 35-40°С, поэтому заболевание чаще всего бывает в летние месяцы, а также при хранении хлеба в теплых помещениях. Чем дольше продолжается остывание хлеба (при высокой температуре окружающей среды), тем интенсивнее размножаются бактерии (их количество удваивается каждые 30 мин). Образовавшиеся бактериальные клетки с помощью собственных ферментов гидролизуют крахмал с образованием декстринов, что делает мякиш хлеба липким. Также происходит расщепление белков протеолитическими ферментами, в результате образуются амиды, конечным продуктом которых является тирозин, вызывающий потемнение мякиша хлеба. Т.е. типичной причиной порчи являются ферменты, которые особенно активны в слабокислых средах.

Борьба и профилактика картофельной болезни

Предупреждение бактериальной порчи хлеба проводится путем ограничения доступа микроорганизмов к продукту. Очень важна микробиологическая чистота сырья. Зерно должно проходить тщательную очистку, а в дальнейшем храниться в должных условиях (температура, влажность, аэрация…). Также важно соблюдать гигиенические нормы на всем протяжении процесса приготовления хлеба и его хранения. Т.к. развитие картофельной болезни наиболее интенсивно происходит при температуре 30-40°С, необходимо максимально быстро преодолеть этот температурный рубеж, а именно, ускорить процесс охлаждения хлеба, путем установки кондиционирования в остывочном помещении. Особое внимание необходимо уделить частично-выпеченному хлебу т.к. в этом случае значение Аw будет повышенное, что благоприятно влияет на развитие микроорганизмов, в том числе и бактерий. Упаковывание не до конца остывшего хлеба также приводит к ускорению развития микробиологической порчи. Для снижения рисков заражения важны мойка и дезинфекция оборудования и производственных зон.

В случае, когда заражение хлеба произошло, необходим контроль активности и размножения бактерий. Для профилактики и борьбы с картофельной болезнью применяют следующие способы:

- химические (консерванты);

- физические (пастеризация);

Консерванты

В хлебопекарной и кондитерской промышленности в качестве консервантов применяют 4 кислоты: пропионовую, уксусную, молочную, сорбиновую. Каждая из них имеет свой спектр действия на микроорганизмы: пропионовая кислота и ее соли оказывают влияние на плесени, уксусная кислота и ее соли эффективно воздействуют на бактерии (хорошо воздействует на плесневые грибы), молочная кислота и соли молочной кислоты имеют среднюю эффективность на бактерии (необходимо создать очень низкую pH среды), сорбиновая кислота и ее соли на жизнеспособность дрожжей. Причем, активны недиссоциированные формы кислот: они проникают в клетку микроорганизма, затормаживая ее активность. Соотношение диссоциированной и недиссоциированной кислот напрямую зависит от рН среды (теста). На графике1 отображена кривая диссоциации, которая на примере пропионовой кислоты показывает доли активной и неактивной формы в зависимости от рН среды.

На практике обычно используют соли кислот, т.к. они имеют порошкообразное состояние и их легче дозировать. Кроме того, существуют капсулированные формы сорбиновой кислоты и пропионата Са, эти формы позволяют не оказывать воздействие на хлебопекарные дрожжи во время брожения, таким образом, не изменяют ход технологического процесса.

Применение заквасок

Повысить кислотность продукта можно внесением заквасок, опар,жидких дрожжей, при этом эффективнее работают и улучшители против картофельной болезни. На средних и мелких хлебопекарных предприятиях в силу отсутствия свободных площадей или времени бывает достаточно сложно осуществить многостадийные схемы тестоведения (постановка опар, заквасок).

 

 

 

Пастеризация

Еще одним средством борьбы с картофельной болезнью, является пастеризация готовых изделий.

Напомним, что при выпечке вегетативная форма бактерий погибает при достижении температуры 75°С, в выпеченном хлебе остаются только споры бактерий, которые со временем при благоприятных условиях начинают прорастать и переходить в вегетативную форму. В таком состоянии бактерии достаточно уязвимы. После охлаждения, нарезки и упаковки, хлеб снова подвергают термообработке. Упакованный хлеб укладывают слоями в контейнеры, которые помещают в печь при температуре 130°С (в центре изделия температура достигает 75°С). Продолжительность пастеризации зависит от количества слоев контейнеров и составляет 45-90 мин. Например: один слой – 45 минут.

Такой двойной эффект позволяет не использовать консерванты при этом споры бактерий погибают. Сочетание воздействия рН (подкисление теста) и температуры оказывает наиболее губительное на бактерии действие.

Т.к. хлеб уже упакован, то испаряющаяся при пастеризации влага конденсируется на внутренней поверхности упаковке, а затем снова переходит на поверхность изделия, таким образом, происходит перераспределение влаги из внутренних слоев мякиша в корку. Пастеризация остается эффективной при герметичной упаковке, поэтому, большое значение имеет выбор упаковочной пленки. В случае нарушения упаковки, из-за отсутствия консервантов будет интенсивно развиваться микробиологическая порча хлеба.

Существует инфракрасная пастеризация, при которой изделия проходят один за другим через тоннель с ИК лампами. Оба вида пастеризации имеют один основной недостаток – существенная потеря мягкости изделия.

Заключение

Картофельная болезнь хлеба остается серьезной проблемой во многих странах с жарким и умеренным климатом. Поэтому вопрос исследования развития картофельной болезни и методы борьбы с ней никогда не теряют свою актуальность.