Тема7: Мікрофлора сировини.

      Предмет: Основи мікробіології, санітарії і гігієни.

                    Тема7: Мікрофлора сировини.

Тема 7.14: Харчова сировина і харчові продукти сприятливе середовище для розвитку мікроорганізмів.

Потрапляючи з грунту, пилу, спори грибів добре зберігаються навіть при малій вологості крупи і борошна (до 15%), не надаючи впливу на якість продуктів. При зволоженні зернопродуктів суперечки цвілевих грибів проростають, розвиваються, руйнуючи вуглеводи, білки, жири крупи і борошна, з'являється неприємний смак, запах і грудкувате цих продуктів. Молочно-кислі бактерії викликають підвищену кислотність борошна.

  Хліб і хлібопродукти роблять за допомогою дріжджів і молочно-кислих бактерій, які забезпечують пористість хліба за рахунок утворюється вуглекислого газу, смак і аромат за рахунок утворюються молочної кислоти, спирту, ефірів та інших речовин.

  Мікроорганізми, що потрапляють в тісто з борошном, з повітря, з обладнання, гинуть при випічці виробів, але суперечки їх залишаються і надалі псують якість хліба при порушенні санітарно-гігієнічних правил зберігання його.

  Готовий печений хліб при підвищеній вологості і температурі зберігання може додатково обсіменяться мікроорганізмами і піддаватися псування у вигляді картопляної, млявий хвороб, пліснявіння.Мікрофлора свіжозмеленого борошна, як і крупи, в основному представлена мікроорганізмами зерна, що переробляється. Основна маса складається з бактерій, серед яких переважають (до 90%) Erwinia herbicola. На другому місці знаходяться споротвірні бактерії, домінуючими з яких є картопляна і сінна палички. У невеликих кількостях є Bacillus pumilus, B.cereus, var.mycoides, різні мікрококи, молочно-кислі і оцтово-кислі бактерії, а також дріжджі і спори цвілі. Серед цвілі переважають види родів Penicillium і Aspergillus, зустрічаються мукорові гриби. Мікрофлора борошна кількісно бідніше за мікрофлору зерна, що переробляється, оскільки при його очищенні перед помелом і в процесі помелу значна кількість мікроорганізмів віддаляється разом із забрудненнями і оболонками зерна, які багаті мікробами. .

Холодне кондиціонування (при температурі води біля 200С) з коротким (до 6—7 год.) відлежуванням зволоженого зерна не змінює склад мікрофлори. При збільшенні часу відволожування (більше 10—12 год.) зростає число мікроорганізмів на зерні, і тим більше, чим триваліше відлежування. При гарячому кондиціонуванні зміна мікрофлори залежить від температури нагріву зерна. Так, при 300С відбувається збільшення чисельності мікрофлори, при 45°С — деяке її зниження.

Борошно — продукт, менш стійкий по відношенню до мікробного псування, чим зерно і крупа, живильні речовини в ньому доступніші мікроорганізмам.
Пліснявіння борошна — найбільш поширений вид його псування. Борошно набуває підвищеної кислотності, неприємного затхлого запаху, який зазвичай передається хлібу. Хлібопекарські властивості борошна знижуються. Пліснявіле борошно небезпечно, на ньому виявляють різні види Aspergillus і Penicillium, здатні продукувати мікротоксини, багато хто з яких термостійкі і можуть зберігатися в хлібі. Прокисання борошна відбувається при його зволоженні в результаті розвитку кислотоутворюючих бактерій (молочнокислих і ін.). У борошні накопичуються кислоти (молочна, оцтова і ін.), які додають йому кислий запах і смак. 15 Згіркнення борошна часто обумовлене окисленням ліпідів борошна киснем повітря за участю ферменту борошна ліпоксигенази. Цей порок може бути і мікробної природи. Борошно володіє високою гігроскопічністю, тому для оберігання його від мікробного псування слід при зберіганні строго дотримувати встановлені відносну вологість і температуру повітря.

Тема 7.15: Основні причини мікробілогічного псування сировини.

Однією з головних причин псування харчових продуктів в процесі зберігання є розвиток мікроорганізмів, які за сприятливих для них умов викликають різні небажані процеси — плісняву, гниття і бродіння.

Частіше зустрічаються в харчових продуктах бактерії, дріжджі і пліснява. Мікроорганізми можуть розвиватись тільки в субстратах, що мають вільну воду, а мінімальна вологість середовища, при якій можливий розвиток бактерій, — 20-30%, плісняви — 11-13%. Інтенсивність розвитку мікроорганізмів залежить від зовнішніх умов.

Вологовміст в продуктах, рівноважний 70% відносної вологості повітря, є критичною межею, до якої можливий ріст більшості мікроорганізмів. При висушуванні вони швидко відмирають, але спори їх залишаються життєздатними і, потрапляючи у задовільні умови, проростають і викликають псування. При підвищенні осмотичного тиску відбувається зневоднення (плазмоліз) мікробіальних клітин і більшість мікроорганізмів гине, але деякі тривалий час залишаються життєздатними. Ріст гнильних бактерій при концентрації солі 3-4% пригнічується, а при 7-10% повністю припиняється. Солелюбні (осмофіли і галофіли) можуть розмножуватись при концентрації солі 20% і більше, тому відбувається псування солоної продукції, а також пліснявіння, бродіння меду, варення, в яких вміст цукру доходить до 60% і більше за рахунок осмофільних плісняв і дріжджів. На розвиток мікроорганізмів впливає температура, променева енергія, ультразвук, антисептики.

Для кожної групи мікроорганізмів існує верхня і нижня межа росту, оптимальна температура, при якій швидкість розмноження їх є найбільшою. При температурі -12 і -1°°С припиняється відповідно ріст плісняв і дріжджів. При температурі -19 і -21 °С протягом семи діб мікроорганізми залишаються життєздатними. Холод не вбиває мікроорганізми повністю, вони переходять у стан анабіозу, а при розморожуванні можуть знову розмножуватись і викликати псування продукції.

Значне підвищення температури вище верхньої межі також негативно впливає на мікроорганізми. Більшість безспорових бактерій гине при температурі 6°-7°°С протягом 15-3° хвилин, а при нагріванні до 8°-1°°°С від декількох секунд до 1-3 хвилин. Дріжджі і пліснява гинуть при температурі 5°-6°°С.

Спори бактерій можуть витримувати температуру кипіння декілька годин. У вологому середовищі спори їх гинуть через 2°-3° хвилин при температурі 12°-125°С, а в сухому стані — при 16°~17°°С через 1-2 години. Спори плісняви і дріжджів гинуть при 65-8°°С, але деякі витримують нагрівання і до 1°°°С. Щоб запобігти псуванню продуктів, їх піддають дії високих температур — пастеризації і стерилізації.

Пастеризація — це нагрівання продукту при температурі 63-8°°С протягом 3°-4° хвилин або протягом декількох секунд при 9°-1°°°С. Пастеризують молоко, пиво, соки, ікру та інші продукти.

Стерилізація — це нагрівання продукту при температурі 1°°-12°°С протягом 2°-3° хвилин. Цьому процесу піддають баночні консерви.

Променева енергія (ультрафіолетові промені (УФП), світло, радіоактивне опромінювання, ультрарадіохвилі) та ультразвук чинять певну дію на мікроорганізми. Прямі сонячні промені і навіть розсіяне світло придушує їх ріст. Особливо згубні для них УФП при довжині хвилі 253,7-265,4 мм в поєднанні з низькими температурами. Обробка УФП за декілька хвилин знищує багато видів бактерій і плісняв, причому швидше гинуть неспорові мікроорганізми, ніж спорові. УФП застосовують для дезінфекції повітря в камерах, обробляють м'ясо, рибу, що подовжує термін їх зберігання.

Негативним фактором застосування УФП є те, що відбувається тільки поверхнева стерилізація, часткова денатурація білків, окислення жирів, руйнуються деякі вітаміни.

Сильну бактерицидну дію мають у-промені в дозі 1,2—2,5 млн. рад., але при цьому спостерігається погіршення якості продуктів. Вегетативні клітини бактерій гинуть від опромінювання дозою 1°-3°° тис. рад., спори бактерій — до 5 млн.рад., а гриби — до 1°° тис.рад.

Швидкий, за 1-3 хвилини нагрів всієї маси продукції ультрарадіохвилями СВЧ довжиною до 1 м знешкоджує мікроорганізми, але стерилізація повинна проводитись тільки для продуктів, що зберігаються в склотарі, тому що СВЧ не проникає крізь метал.

Ультразвук (УЗ) потужністю °,5 Вт/см з частотою коливань в декілька десятків кілогерц миттєво руйнує клітини мікроорганізмів. Чим вища температура і триваліший УЗ, тим вищий стерилізуючий ефект.

Антисептики згубно діють на мікроорганізми і їх застосовують в малих дозах для консервування деяких харчових продуктів. Сірчаний газ і кислоту, а також її солі застосовують для обробки свіжих плодів, фруктових напівфабрикатів, плодово-ягідних соків, бензойну кислоту — для консервування риби. Більш активно діють на мікроорганізми менш токсична сорбінова кислота і її солі, яку застосовують в дозах °,°3 — °,1%, нешкідливих для людини. Вона не надає продукту стороннього запаху, але зовсім не діє на молочнокислі і оцтовокислі бактерії.

Мікроорганізми викликають процеси пліснявіння, гниття, бродіння. При пліснявінні білки і вуглеводи продукту перетворюються пліснявою у вуглекислий газ, спирт і інші речовини. Деякі з них надають продукту характерного пліснявого запаху І смаку.

В продуктах, багатих білковими речовинами, часто за допомогою бактерій виникає гниття, особливо при температурі 25-35°С, В процесі гниття продукту утворюються речовини, які мають неприємний залах, індол, скатол, сірководень, аміак, а також вуглекислий газ і вода. При глибокому процесі гниття можуть утворюватись отруйні речовини.

В продуктах, багатих на вуглеводи, дріжджі, плісняви і бактерії можуть викликати спиртове, молочнокисле, маслянокисле, пропіоно вокисле, оцтовокисле й інші види бродіння.

Краще за все спиртове бродіння за участю дріжджів і плісняв відбувається в анаеробних умовах при концентрації цукру до 15% при температурі 3°°С, а при 4°-5°°С припиняється. Але деякі дріжджі викликають бродіння і при концентрації цукру до 6°%. При зниженні температури до °°С відповідно гальмується інтенсивність бродіння. При спиртовому бродінні утворюється спирт і вуглекислий газ, а тому в соках, варенні, джемі, медові з'являється неприємний спиртовий запах і смак, але воно корисне при виготовленні хліба, вина, пива, квасу.

При молочнокислому бродінні в умовах анаеробісу за допомогою молочнокислих бактерій утворюється молочна кислота. Особливо ефективно цей процес відбувається у деяких бактерій при температурі 2535°С и 4°-45°С, а холодостійкі — можуть розвиватись при температурі нижче 5°С. При 6°-8°°С вони гинуть через 1°—3° хвилин.

При молочнокислому бродінні утворюється молочна кислота, яка пригнічує розвиток гнильних бактерій. Корисне це бродіння при виготовленні сиру, сметани, квашенні овочів і плодів, а негативне, наприклад, при скисанні молока.

Тема 7.16: Борошно, вода, сіль, дріжджі їх мікробілогічні псування та методи і способи його попередження.

Кожен з перерахованих мікроорганізмів має свої оптимальні умови для росту та розмноження, а саме: активність води, рН середовища, температуру, присутність чи відсутність кисню та ін. Для прийняття правильного рішення відносно запобігання мікробіологічного псування важливо знати поведінку мікроорганізмів в тому чи іншому середовищі.

Попередження мікробіологічного псування виробів в першу чергу проводиться шляхом обмеження доступу мікроорганізмів до продукту. Досить важливим є мікробіологічна чистота сировини. Зерно повинно проходити ретельну обробку, оскільки спороносні бактерії з групи картопляної палички завжди є присутніми на поверхні зерна. Також важливо дотримуватися гігієнічних норм протягом всього технологічного процесу виготовлення хліба та його зберігання. Оскільки розвиток картопляної хвороби хліба найбільш інтенсивно відбувається в діапазоні температур 30-40°С, необхідно максимально швидко подолати даний інтервал температур,асамеприскоритипроцесохолодження виробів. Упаковка виробів, які ще не повністю вистигли, також призводить до прискорення розвитку мікробіологічного псування. Для зниження ризику зараження дуже важливим є миття та дезінфекція обладнання, виробничих приміщень.

Ефективним способом запобігання розвитку спороутворюючих бактерій Bас. subtilis та Bас. mesentericus є застосування технологічних засобів і прийомів, а також хлібопекарських поліпшувачів. Компанія Lesa re представляє новий хлібопекарський поліпшувач «Мажимікс» із рожевою етикеткою «Новий», який спеціально розроблений для боротьби з картопляною хворобою хліба та пліснявінням хліба. Завдяки оновленій формулі, даний поліпшувач, залежно від дозування (0,1-0,3% до маси борошна), можна використовувати як для профілактики, так і для ефективної боротьби з картопляною хворобою.

Принцип дії поліпшувача «Мажимікс» із рожевою етикеткою «Новий» полягає в тому, що солі оцтової кислоти дисоціюють у тісті та пригнічують спороутворюючі бактерії, які викликають картопляну хворобу. В результаті цього хліб, виготовлений з борошна, зараженого картопляною паличкою, має хорошу якість.
Способи запобігання пліснявінню хліба, в першу чергу, передбачають зниження зараженості спорами плісені повітря виробничих приміщень та хлібосховища, а також обладнання та інвентарю, на якому зберігається та транспортується продукція. Для цього необхідно дотримуватися санітарно-гігієнічного стану виробничих приміщень, боротися із запиленням повітря, пакувальні відділення та хлібосховища повинні мати хорошу вентиляцію. Обладнання та інвентар, що використовуються під час зберігання та транспортування готової продукції, необхідно зберігати в очищеному стані, промивати та дезінфікувати.

Для запобігання розвитку плісені на хлібобулочних виробах використовують різні фізичні, хімічні та біологічні способи інгібування спор плісневих грибів. Вибір способу запобігання пліснявінню хлібобулочних виробів залежить в першу чергу від наявності упаковки та тривалості зберігання хлібобулочних виробів.

Плісені відносяться до строгих аеробів і вражають продукти тільки з поверхні. Тому упаковка дозволяє в якійсь мірі захистити хліб від вторинної інфекції та довше зберегти його товарний вигляд. Проте одна упаковка не дасть бажаного результату, вона лише дещо сповільнить процес пліснявіння.

Хороші результати щодо сповільнення розвитку плісеней дає стерилізація хліба в упаковці за допомогою різних фізичних способів, таких, як термічна обробка, стерилізація, ультрафіолетове чи ультрачервоне випромінювання, обробка мікрохвильовим випромінюванням. Проте теплова обробка хліба потребує додатково спеціальних установок та особливих пакувальних матеріалів, що не завжди економічно вигідно.

Одним із ефективних засобів проти розвитку плісневих грибів є внесення у тісто консервантів, що мають бактеріостатичний та фунгіцидний ефект. У хлібопекарській та кондитерській промисловості як консерванти використовують пропіонову, оцтову, молочну, сорбінову кислоти та їх солі. Кожна з перерахованих кислот має свій спектр дії на мікроорганізми, причому активними є недисоційовані форми кислот, які проникають у клітину мікроорганізмів, сповільнюючи її активність. Співвідношення дисоційованих та недисоційованих кислот залежить від рН середовища (тіста). На графіку (рис. 2) зображена крива дисоціації, яка на прикладі пропіонової кислоти показує частку активної та неактивної форми залежно від рН середовища. З графіка видно, що при рН 5,0 кількість недисоційованої кислоти становить 25%, при зниженні рН до 4,0 частка активної кислоти збільшується до 74%. Тобто в кислому середовищі збільшується кількість недисоційованої кислоти, й, відповідно, дія пропіонової кислоти посилюється.

Нова формула поліпшувача «Мажимікс» із рожевою етикеткою «Новий» дозволяє його застосовувати для запобігання розвитку плісені. При цьому дозування поліпшувача буде становити 0,30,5% до маси борошна. Крім того, компанія «Лесаффр Україна» пропонує натуральний поліпшувач «XtendLife» для запобігання розвитку плісневих грибів. Поліпшувач «XtendLife» є запатентованим компанією Lesa re та отримав приз за інновації на виставці EUROPAIN 2008.

Оригінальна концепція поліпшувача «XtendLife» основана на властивостях органічних кислот, що утворюються в процесі ферментації борошна (пропіонова, оцтова, молочна кислоти), й супроводжується коректором кислотності. Поліпшувач «XtendLife» не містить консервантів та на етикетці маркується таким чином: зброджене пшеничне борошно, коректор кислотності: глюконо дельта лактон. Тобто це ідеальний варіант застосування поліпшувача для хлібобулочних виробів з так званою «чистою» етикеткою («clean label»).
Застосування даного поліпшувача для упакованих виробів у дозуванні 1,0-2,4% інгібує розвиток спор та утворення плісені. Його рекомендується застосовувати для таких виробів тривалого зберігання, як тостовий хліб, булочки для гамбургерів та ін.