Микробиология зерна и муки

Методические указания к проведению лекционного занятия

Микрофлора квашеных овощей

Молочнокислое брожение при квашении плодов и овощей возникает спонтанно в результате деятельности молочнокислых бактерий, постоянно находящихся на растительном сырье. Чтобы они получили доступ к находящемуся в клетках плодов и овощей сахаристому соку, капусту размельчают, пересыпают солью (1—3%), плотно укладывают в емкости и оставляют под давлением. В начальной стадии процесса квашения развиваются различные бактерии, дрожжи, которые продуцируют органические кислоты, молочную, уксусную, а также СО2 и спирт. Затем, благодаря СО2, создаются анаэробные условия для преимущественного развития молочнокислых бактерий. В первую очередь развиваются гетероферментативные — типа Leuconostoc, на смену им приходят палочковидные гомоферментативные (Lactobacillus plantarum) и гетероферментативные (Lactobacillus brevis). Последняя может привести к изменению кислотности продукта. Скорость сквашивания капусты зависит от температуры. Оптимальной является температура 20—25°С, при которой брожение протекает обычно 6—8суток. Образующаяся молочная кислота (1,5 — 2,0%) оказывает консервирующее действие, а вещества побочных реакций придают продукту характерные органолептические свойства.

После окончания брожения квашеную капусту следует хранить при температуре 0—3°С, чтобы задержать развитие посторонней микрофлоры — пленчатые дрожжей, плесеней, уксуснокислых, маслянокислых, гнилостных бактерий. Рекомендуется применение чистых культур молочнокислых бактерий в заквасках.

Квашение огурцов (соление). Идет в две стадии: первая предварительная (1—2дня)—соль 6-7% до накопления 0,3—0,4% кислоты при температуре 20—22°С, а затем медленная стадия при температуре от -1 до +2°С.

Вначале развиваются гетероферментативные Lactobacillus brevis, затем получают преимущество Lactobaciltus plantarum. Виды порчи; оселизнение, размягчение, появление пленки. Хорошие результаты для предотвращения указанных видов порчи дает добавка 0,1% сорбиновой кислоты к массе сырья.

Контрольные вопросы:

1. …

2. …

Литература:

1. …

2. …

Тема № 2.6 Микробиология крупы, муки и хлеба.

План:

1. Микробиология зерна и муки

2. Микробиология хлебопекарного производства

3. Порча хлеба микробного происхождения

4. Микробиология кондитерского производства

5. Микробиология макаронного производства

Вследствие недостатка питательных веществ и влаги на поверхности растений, в том числе на зерне злаков, постоянно присутствуют так называемые эпифитные микроорганизмы, которые не внедряются в ткани растений и не приносят им вреда. Преобладающей и типичной микрофлорой свежеубранного доброкачественного зерна любых культур являются эпифитные бактерии рода Erwiniay в частости Erwinia herbicola (травяная палочка) и ее разновидности. Erwinia herbicola представляет собой мелкую подвижную палочку, она спор не образует. Это —Грам-, факультативный анаэроб. На МПА образует характерные гладкие колонии золотисто-желтого цвета. Нередко содержание эпифитов на зерне, взятом непосредственно после обмолота (выявляются методом посева смыва на МПА), достигает 90% и более от общего числа микроорганизмов, присутствующих на зерне. Преобладающее количество данного вида бактерий служит в определенной степени показателем свежести, и доброкачественности зерна.

Микрококки, бациллы, ложные дрожжи могут выявляться лишь на зерне с повышенной влажностью, которое не было своевременно подсушено после обмолота, хранилось в ворохе в течение 3—4суток при температуре выше 10°С и имело признаки самосогревания.

Кроме эпифитных бактерий зерно, взятое с поля или из бункера комбайна, почти всегда содержит так называемые “полевые грибы”, которые выявляются, в основном прямым посевом зерна на плотную питательную среду (агар Чапека). Наиболее распространены представители несовершенных грибов —виды Akernaria, Helminthosporium, Dematium, Trichodepma, а на влажном зерне— Fusarium и другие. Следует отметить, что многолетние исследования состава полевых грибов зерна злаковых культур в зависимости от погодных условий; в; процессе созревания и уборки показали, что при относительной влажности воздуха не выше 80% на зерне преобладали виды Alternaria. Зерно при этом имело нормальный цвет, всхожесть в пределах 95—98%. В условиях высокой влажности выявлялись преимущественно грибы рода Fusarium, Helminthosporium. Всхожесть свежеубранного зерна при этом резко снижалась или полностью отсутствовала.

При хранении зерна, прошедшего своевременную послеуборочную обработку — очистку, подсушивание до стандартной влажности и т.д., происходит постепенное снижение общего числа бактерий и грибов и одновременно изменяется соотношение основных групп микроорганизмов, обнаруженных на зерне до хранения. Наиболее быстро исчезают типичные гидрофиты — полевые грибы, постепенно снижается число Erwinia herbicola, но сохраняются бациллы, процентное содержание которых возрастает по отношению к общему количеству микроорганизмов. Из числа грибов сохраняются и получают преимущество менее требовательные к условиям влажности грибы родов Aspergillus, Penicillium. Подобные грибы редко выявляются на созревающем и свежеубранном зерне, но обнаруживаются на хранящемся зерне, что при определенных условиях становится основной причиной его самосогревания и порчи. Указанная группа грибов получила название “плесеней хранения”. Условное деление грибной флоры зерна на полевые грибы и плесени хранения основано на различии их потребностей к содержанию воды в субстрате, в данном случае в зерне.

Наибольшее ухудшение качества зерна и его порча происходят при самосогревании зерновой массы. Необходимые условия развития процесса самосогревания—повышенная влажность зерна, оптимальная температура окружающего воздуха 24—25°С, достаточный доступ воздуха. Среди всех живых компонентов зерновой массы наиболее высокую активность при выделении тепловой энергии имеют мицелиальные (плесневые) грибы. В процессе развития самосогревания можно отметить несколько этапов, на каждом из которых происходят определенные изменения температуры в насыпи зерна, составе микрофлоры и качественных показателях зерна. На первом этапе при температуре 24—25°С наблюдается заметное увеличение общего количества микроорганизмов, в том числе эпифитных. Качество зерна изменяется незначительно, отмечено частичное, снижение всхожести. На втором этапе в результате развития процесса температура в зерновой массе достигает 35—40°С. При этом отмечено почти полное исчезновение эпифитов, активное развитие плесеней хранения, до 30°С—преимущественно развиваются виды Penicillium, от 30 до 40°С -разные виды Aspergillus В числе бактерий активно размножаются гнилостные бациллы типа Вacillus subtilis. Зерно, подвергавшееся самосогреванию до второго этапа, как правило, содержит повышенное количество спор гнилостных бацилл, которые, попадая при помоле в муку, могут впоследствии стать причиной тягучей болезни хлеба.

На втором этапе наблюдается отпотевание, слеживание, потемнение оболочек, зерно приобретает посторонние запахи: солодовый, запах печеного хлеба и др. Третья стадия характеризуется повышением температуры от 40 до 50°С. При этом отмечается снижение общего числа микроорганизмов в результате полного исчезновения эпифитов и значительного сокращения числа микрококков и грибов. Наблюдается накопление спорообразующих термофилов, могут встречаться отдельные.виды Aspergillus. Зерно приобретает затхлый или даже гнилостный запах, что является следствием гидролиза и глубокого распада белков и других органических веществ зерна. В результате зерно теряет свои качества и приходит в полную негодность.

Для предотвращения самосогревания и надежного сохранения зерна на практике применяются разные приемы сушки, активного вентилирования, охлаждения, хранения зерна в РГС и другие способы.

Микрофлора муки в основном обязана своим происхождением микрофлоре зерна. Поэтому при подготовке зерна к помолу наряду с другими операциями предусматривают применение таких способов его очистки, которые обеспечивали бы максимальное снижение общего числа микроорганизмов, переходящих в муку из зерна. Существуют два способа очистки зерна: сухой и мокрый. При сухой очистке удаление пыли, микроорганизмов и других примесей достигают пропуском зерна через специальные очистные и обоечные машины. Очистка зерна при этом сопровождается интенсивной аспирацией зерна потоками воздуха, которые относят от зерновой массы легкие примеси, в том числе пыль и микроорганизмы. Мойка зерна признана более эффективным способом очистки, однако применяемые на современных отечественных мукомольных заводах режимы мойки имеют много недостатков и требуют дальнейшего совершенствования. Особенно необходима правильно организованная мойка зерна, зараженного избыточным количеством спор гнилостных бацилл, а также спорами твердой головни. Хотя в результате применения того или иного способа очистки общее число микроорганизмов на зерне снижается, зерно, поступающее в размол после очистки и последующего кондиционирования (отлежки), всегда содержит определенное количество микроорганизмов. Установлено, что количество бактерий и грибов, переходящих в муку в процессе помола зерна, находится в прямой связи с процентом выхода муки. Чем больше процент выхода, тем больше содержится в муке частиц оболочек зерна и микроорганизмов. Наибольшее их количество находится в отрубях. Грибы и бактерии имеют свободный доступ к питательным веществам муки и при малейшем повышении влажности и температуры окружающей среды и продукта начинают активно развиваться и могут вызывать различные пороки муки. В зависимости от того, какая группа микроорганизмов наиболее активно развива­ется в создавшихся режимах температуры и влажности, возникает тот или иной вид порчи — плесневение, самосогревание, прокисание, прогоркание. Наиболее распространенным видом порчи является плесневение. Грибы родов Aspergillus, Penicillium развиваются в муке при более низкой влажности, чем бактерии. Мука начинает плесневеть при относительной влажности воздуха (ф) выше 79%. Распространение процесса плесневения во внутренние слои про­дукта может привести к самосогреванию. В результате плесневения и самософевания мука теряет сыпучесть, слеживается в комки или прочные глыбы, продукт темнеет, приобретает затхлый запах, резко снижаются ее хлебопекарные свойства и пищевая ценность. Если плесневение возникает преимущественно в поверхностном слое, то прокисание начинает развиваться в объеме массы продукта. В результате развития молочнокислых, а иногда маслянокислых бактерий происходит сбраживание сахаров муки с образованием органических кислот (сахара в муке образуются из крахмала в результате действия амилаз продукта и крахмалорасщепляющих бактерий). Мука приобретает специфический кислый запах и вкус, резко возрастает ее титруемая кислотность. Прогоркание муки может происходить без участия микрофлоры при самоокислении липидов муки кислородом воздуха. В этом процессе также могут принимать участие жирорасщепляющие ферменты плесневых грибов, главным образом видов Aspenjillus, Penicillium. Для предотвращения всех видов порчи муки необходимо соблюдать правила хранения, не допуская повышения влажности продукта и колебаний температуры воздуха в складе. Мука обладает высокой гигроскопичностью, поэтому ее следует хранить при относительной влажности не выше 79% и постоянной температуре. Влажность продукта не должна превышать 14—15%. При влажности Муки 10-12% не наблюдалось слеживания в течение года, в то время как при 15% влажности слеживание наступало через 3—4 месяца.