Особенности микробиологических процессов при производстве сахара. Микробиология мёда.

Ответы на микобиологию.7-12

Микрофлора муки, крупы.

Микроорганизмы, попавшие в муку в процессе помола зерна, при неблагоприятных условиях хранения становятся возбудителями разных видов её порчи:

1. плесневения,

2. самосогревания,

3. прокисания.

Микрофлора свежемолотой муки представлена микроорганизмами перерабатываемого зерна. Количество микробов в среднем ниже, чем на самих зёрнах, и колеблется от 2000 до 5000000 на 1 г. всегда следует стремиться к снижению содержания микробов в муке, которая по возможности должна составлять не более, чем 10 тыс. клеток/г. Основная масса бактерий (до 90 %) представлена видом Envinia herbicola, в меньшей степени — споровыми бактериями Васillus mesentericus и В. subtilis. Иногда обнаруживаются В. pumilus, В. cereus, микрококки, молочнокислые и уксуснокислые бактерии, дрожжи и споры плесеней. Плесени муки представлены родами Penicillium и Aspergillus, реже Mucor.

При получении зерна можно выделить следующие этапы, которые влияют на микрофлору зерна.

	Кондиционирование: холодное и горячее
	Помол

 

При попадании большого количества спор гнилостных бацилл типа Bacillus subtilis мука может стать причиной тягучей болезни хлеба. При подготовке зерна к помолу необходимо предусматривать, наряду с другими операциями, применение таких способов его очистки, которые обеспечивают максимальное снижение общего количества микроорганизмов, переходящих в муку из зерна.

Существует два способа очистки: сухой и мокрый. При сухой очистке удаление пыли, микроорганизмов и других лёгких примесей достигают пропуском зерна через специальные машины. Затем зерно обрабатывают на обоечных машинах, где кроме очистки обивают бородку, частично зародыш и удаляют часть оболочки. После обойки пыль и часть оболочек удаляются на щёточных машинах.

Эти процессы сопровождаются интенсивной аспирацией зерна потоками воздуха, которые относят от зерновой массы лёгкие примеси, в том числе пыль и микроорганизмы. В условиях применения на мукомольных заводах пневматического транспорта образуются скоростные воздушные потоки, которые усиливают очистку зерна от примесей и поверхностной микрофлоры. В зерноочистительном отделении мукомольных заводов количество бактерий на зерне снижается в среднем на 28-39 %, а грибов на 20-64 %.

Мойка зерна наиболее эффективна. Но данный подход требует более тщательного соблюдения санитарного режима. Особенно необходима правильно организованная мойка для зерна, заражённого избыточным количеством спор твёрдой головни, а также спорами гнилостных бацилл. Вода, применяемая для мойки зерна, должна соответствовать питьевой воде по бактериологическим показателям. При использовании подогретой воды эффективность мойки увеличивается. В результате применения разных способов очистки общее количество микроорганизмов на зерне снижается. После очистки зерно подвергают кондиционированию – увлажнению с последующей отлёжкой для облегчения помола. В зависимости от режима отлёжки состав микрофлоры зерна существенно изменяется.

При холодном кондиционировании с отлёжкой при температуре 20-33 °С наблюдается увеличение общего количества бактерий в среднем на 7,5-15 % в результате размножения Erwinia herbicola. При горячем кондиционировании изменение микрофлоры зависит от температуры нагрева зерна, при 30 °С происходит увеличение общего количества микроорганизмов, при 45 °С количество микробов несколько снижается из-за гибели Erwinia herbicola. При температуре 60 °С отмирают вегетативные бактериальные клетки, но хорошо сохраняются споры бацилл. Кондиционирование способствует лучшему очищению зерна от цветковых оболочек при помоле, а вместе с оболочками отходит и часть микрофлоры. В то же время дальнейшее кондиционирование не влияет на состав микрофлоры муки, предназначенной для хранения.

Нежелательное возрастание количества микроорганизмов и заплесневение зерна отмечено при нарушениях режимов кондиционирования (при увеличении срока отлёжки зерна). Зерно, поступающее в размол после любого способа очистки и кондиционирования, содержит определённое 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 обычно в отрубях.

В зависимости от сорта муки, содержание микроорганизмов (по отношению к их числу на зерне, поступившем на I драную систему) составляет: высший сорт – 9-14 %, 1-й сорт – 11-32 %, 2-й сорт 21-56 %, отруби – до 55 %. Грибы и бактерии имеют свободный доступ к питательным веществам муки и при малейшем повышении влажности и температуры в среде микроорганизмы начинают развиваться и могут вызывать различные виды её порчи.

В муке, имеющей влажность не выше 15 % и хранящейся в условиях низкой относительной влажности воздуха и постоянной температуры, микроорганизмы не развиваются и постепенно отмирают. При длительном хранении снижается количество бактерий Erwinia herbicola. Незначительное увеличение влажности муки (на 1-2 %), причиной которой нередко является термовлагодиффузия, приводит к быстрому возрастанию в ней числа бактерий и грибов.

В зависимости от того, какая группа микроорганизмов наиболее активно развивается при создавшихся условиях, может возникнуть тот или иной вид порчи (плесневение, самосогревание, прокисание, прогоркание).

Наиболее распространенный вид порчи муки в процессе хранения – плесневение. Грибы родов Aspergillus, Penicillium развиваются в муке при боле низкой влажности, чем бактерии. Мука начинает плесневеть при относительной влажности воздуха выше 79 %. Заплесневевшая мука становится недоброкачественной (темнеет, приобретает затхлый запах). Заплесневение муки снижает её пищевую ценность, возрастает титруемая кислотность, ухудшается качество клейковины, которая темнеет, теряет эластичность и плохо отмывается. Распространение плесневения во внутренние слои продукта может привести к самосогреванию. В результате плесневения и самосогревания мука теряет сыпучесть – слёживается в комки или прочные глыбы. Следует учитывать, что плесневение начинается с поверхности муки (с верхних слоёв).

Прокисание начинает развиваться, в отличие от плесневения, в глубине массы муки. Возбудители прокисания – молочнокислые, или маслянокислые микроорганизмы, другие бактерии, сбраживающие сахара с образованием кислот. При этом мука приобретает специфичный запах и вкус, резко возрастает её титруемая кислотность, ухудшаются хлебопекарные свойства муки. Сахара в муке образуются из крахмала в результате воздействия ферментов (амилаз) продукта из крахмалорасщепляющих бактерий.

Прогоркание может происходить без участия микрофлоры, в результате процессов самоокисления (окисление липидов муки кислородом воздуха). Продукты окисления жира (альдегиды, кетоны, эпоксиды и др.) придают муке неприятный запах и горький вкус. Прогоркание связано также с ферментативным гидролизом жира, в котором участвуют жирорасщепляющие ферменты микроорганизмов, в первую очередь плесеней хранения, но в том числе бацилл и псевдомонад. Для предотвращения развития этих пороков необходимо соблюдать правила хранения, не допуская повышения влажности продукта и колебаний температуры воздуха. Мука обладает высокой гигроскопичностью, поэтому её следует хранить при относительной влажности воздуха не выше 79 % и постоянной температуре. Влажность муки не должна превышать 14-15 %. При влажности муки не выше 10-12 % при хранении не наблюдается слёживания в течение года, в то время как при влажности 14-15 % слёживание наступает через 3-4 месяца.

Состав микрофлоры крупы и муки определяется составом перерабатываемого зерна. Изменение микрофлоры крупы зависит от продолжительности и условий хранения. Крупа при хранении в условиях, допускающих развитие микроорганизмов, подвергается таким же видам порчи, которые наблюдаются при хранении зерна в аналогичных условиях. Микробиологические процессы в крупе наступают быстрее и протекают интенсивнее, чем в зерне, так как для развития микроорганизмов крупа более благоприятная и доступная среда. При выработке крупы обнажается эндосперм, богатый питательными веществами, на таком зерне микроорганизмы развиваются гораздо активнее, чем на зерне, имеющем целые покровные оболочки. На зерне овса влажностью 15 % плесени хранению начинают активно развиваться через 150 суток, а на ядре овса с той же влажностью - через 60 суток, на зерне проса через два месяца, на зерне пшена – через один месяц хранения в одинаковых условиях.

Микрофлора крупы после выработки близка по составу к микрофлоре перерабатываемого зерна, но более малочисленная. В пшено попадает от 5 до 10 % микроорганизмов, содержащихся на зерне проса до шелушения. При шелушении зерна гречихи в крупу переходит 20-30 % всей микрофлоры зерна. В рисовой крупе обнаружено около 10 % от общего количества микроорганизмов, содержащихся на зерне риса до обработки.

На микрофлору круп существенное влияние оказывают технологические приёмы (гидротермическая обработка – пропаривание зерна, степень шелушения, шлифования и др.). обсеменённость круп микроорганизмами составляет в среднем в рисе, перловой, овсяной, кукурузной – десятки тысяч бактерий в 1 г; в ядрице, пшене – сотни тысяч, в ячневой – около млн. бактерий. На крупах в процессе выработки которых не применяют тепловую обработку, преобладают бактерии Erwinia herbicola. Количество которых достигает 70-90 % от общего числа бактерий, спорообразующих коков содержится 5-15 %. После тепловой обработки на крупах преобладают спорообразующие палочки и микрококки. Содержание спор грибов в крупах, изготовленных из пропаренного и непропаренного зерна, составляет от долей процента до 1-5 % к общему количеству микроорганизмов.

На кукурузной крупе количество грибов значительно больше и достигает 30 %. Грибная флора круп представлена в основном видами Penicillium, на рисовой крупе в преобладающем количестве обнаруживаются грибы Aspergillus. При длительном хранении различных видов крупы в условиях, когда влажность продукта и температура исключают возможность развития микрофлоры, наблюдается постепенное снижение общего количества бактерий в результате отмирания неспороносных форм.

Споры грибов сохраняют свою жизнеспособность в крупе неограниченное время независимо от условий. В условиях относительной влажности 80-85 % заметное развитие грибов наблюдается в пшене через 2-4 месяца, в ядрице – через 1-6 месяцев от начала хранения.

Таким образом, возможность развития грибов в крупе при длительном хранении зависит не от способа предварительной подготовки сырья, а от величины относительной влажности.

Следует учитывать, что хотя в условиях холода активное развитие грибов прекращается, но их споры очень устойчивы и могут сохранять жизнеспособность при охлаждении крупы до минус -10- минус -20 °С. при дальнейшем хранении, в случае повышения температуры, может произойти быстрое плесневение продукта. Т.о. длительное хранение зерновых продуктов (2-3 года) допустимо при температуре 15-20 °С при содержании в них влаги, эквивалентной относительной влажности воздуха 65 %. Предельная относительная влажность воздуха (72-75%) обеспечивает кратковременное хранение зернопродуктов в течение лишь 3-4 мес.

Микробиологический контроль муки включает:

1. Обязательный органолептический контроль, включающий изучение присутствия посторонних запахов – плесневого, кислого, прогорклого

2. Определение общего количества микроорганизмов.

3. Исследование степени заражения спорыньёй муки химическим методом.

4. Определение спорообразующих бактерий в муке микробиологическим методом или методом пробных выпечек с последующим термостатированием образцов выпеченного хлеба.

 

Особенности микробиологических процессов при производстве сахара. Микробиология мёда.

Сахар, кондитерские изделия и мёд принадлежат к пищевым продуктам, содержащим малое количество микробов. В связи с низким содержанием воды в этих продуктах и высоким осмотическим давлением сахарного раствора они поражаются лишь определёнными видами микроорганизмов, причём особую роль играют осмофильные дрожжи и плесневые грибы, а также бактерии родов Leuconostoc. Bacillus и Clostridium.

Свекольный сахар производится промышленностью из сахарной свёклы, содержащей 15-20 % сахарозы. Сахарный экстракт, который получают водной экстракцией из вымытой и измельчённой в стружку свёклы, является хорошей питательной средой для многих микроорганизмов. Микроорганизмы попадают в экстракционные установки прежде всего с остатками почвы, с промывной водой.

Мезофильные микроорганизмы сахара имеют при его получении ограниченное значение, так как процесс переработки осуществляется при высоким температурах. Они могут развиваться при остановках технологической линии по производству сахара, при нарушениях в режиме переработки свёклы в жомовой воде и в сыром экстракте при температурах ниже 50 °С. При нормальных условиях производства вред может быть нанесён только термофилами, так как они могут развиваться даже при температурах 72 °С, характерных для процесса производства сахара из свёклы.

В экстрактах играют роль прежде всего Bacillus stearothermophilus, температурный оптимум для которых составляет 75 °С и которые в виде спор могут переносить влажную жару при 118 °С в течение 75 мин. также может развиваться B. subtilis, температурный оптимум которых составляет 45 °С, но которые ещё могут развиваться и при температуре 55 °С. также в данном сырье могут появляться, как вредители также термофильные штаммы B. licheniformis, B. coagulans, Clostridium thermohydrosulfuricum и другие аэробные спорообразующие микроорганизмы.

Указанные виды микроорганизмов используют для своего метаболизма сахарозу, а значит являются сахаролитическими. В этом случае из сахарозы получается вода, углекислый газ, леван, молочная, уксусная, муравьиная кислоты, а также этиловый спирт. Данные трансформации сахара приводят к большим его потерям, как сырья.

Кроме спороносных бактерий могут встречаться термофильные виды рода Lactobacillus, оптимум развития которых составляет 50-55 °С. они образуют прежде всего молочную кислоту. Виды Leuconostoc весьма неприятны при образовании слизи (декстрана), кратковременно переносят температуру до 90 °С. но при температурах выше 43 °С они приостанавливают своё развитие.

Хранимоспособность сахарных сиропов зависит от их концентрации, температуры хранения, возможности доступа кислорода.

При варьировании концентрации СВ сиропа от 50 до 70 % количество микроорганизмов уменьшается. При концентрации 70 % и более развиваются только осмофильные грибы.

При температуре хранения от 2 °С до 15 °С количество микроорганизмов даже при небольшой концентрации веществ уменьшается.

При хранении сиропа недопускаются вегетативные микробы, нетермостойкие споры. Допускаются термостойкие споры в количестве 50 на 1 мл. содержание СВ – не менее 67 % и не более 69 %, рН должна быть кА можно выше около 8,5-9. температура хранящего сиропа должна составлять максимум 15 °С. Все технические устройства должны конструироваться так, чтобы исключать микробное инфицирование в процессе производства, а вначале и в конце производства можно было бы легко осуществлять очистку и дезинфекцию. Для предотвращения поражения гифомицетами следует через 4 недели (1 раз в месяц) опрыскивать поверхность хранящегося сиропа 30%-ным раствором формальдегида из расчёта 50 мл на 1 м². также можно применять холод, химическое консервирование.Микробиология мёда

Мёд, добываемый пчёлами из нектара различных цветов или из сладких частей других растений, содержит около 70-80 % инвертного сахара, 20-25 % воды, до 5 % сахарозы, 0,3 % соединений азота, 0,1-0,2 % органических кислот и 0,1-0,35 % минеральных веществ. Величина рН мёда изменяется от 3,3 до 4,9. в связи с химическим составом, особенно высоким содержанием сахара и низким воды, мёд обычно достаточно стоек. Иногда он поражается осмотическими дрожжами, вызывающими пенное брожение. Бродящий с образованием пены мёд имеет своеобразный, сильно отличающийся от нормального запах и вкус. Однако изменение, обнаруживаемое путём химического анализа, незначительно. Пенное брожение мёда – очень медленно протекающий процесс спиртового брожения, вызываемый осмофильными дрожжами. Пенообразование вызывается углекислым газом, выделяющимся в ходе брожения, Предполагаемое декарбоксилирование муравьиной кислоты играет весьма незначительную роль. Спирт содержится в бродящем мёде в незначительных количествах.