В производстве хлебобулочных изделий используют только пропионаты: пропионат натрия – для сдобных изделий, пропионат кальция – для хлеба. Пропионаты вносят при замесе теста в концентрации 0,1–0,3 % от массы муки.
Сорбиновая кислота и ее соли. Сорбиновая кислота физиологически безвредна, усваивается организмом, как и прочие жирные кислоты, и не является канцерогенной. Формула сорбиновой кислоты
СН3 – СН=СН-СН=СН-СООН (С6Н8О2).
Антимикробное действие сорбиновой кислоты многосторонне. В первую очередь она ингибирует различные ферменты углеводного обмена, а также каталазу, пероксидазу и др. Кроме того, она действует на клеточные мембраны микроорганизмов, вызывая ее частичное разрушение. Сорбиновая кислота подавляет преимущественно дрожжи и плесневые грибы. Среди бактерий к ней наиболее чувствительны строгие аэробы и каталазоположительные. Гораздо более устойчивы к сорбиновой кислоте молочнокислые бактерии и клостридии. Сорбиновая кислота используется для консервирования фруктовых продуктов. В джемы, варенья и желе из-за высокого содержания сахара ее добавляют в концентрации 0,05 %.
Сорбиновую кислоту вследствие нейтрального вкуса, эффективности в области высоких значений рН, способности ингибировать рост осмофильных дрожжей применяют для консервирования наполнителей шоколада и пралине в концентрации от 0,05 до 0,2 % в зависимости от совокупности факторов, влияющих на эффективность консервирования.
Для предупреждения микробиологической порчи хлебобулочных изделий сорбиновую кислоту добавляют во время замеса теста в количестве 0,10–0,2 % к массе муки. Однако в больших дозах - 0,3 % и более – сорбиновая кислота ингибирует развитие дрожжей, за счет чего уменьшается объем хлеба. Этот недостаток можно предотвратить путем увеличения дозы прессованных дрожжей и удлинения времени брожения. Для действия сорбиновой кислоты оптимальная величина рН хлеба составляет 5,0–5,3, что соответствует рН теста 5,2–5,5.
При поверхностном консервировании хлебобулочных изделий по первому способу хлеб опрыскивают раствором сорбиновой кислоты или ее солей (иногда в сочетании с этиловым спиртом 90 %-й концентрации). По второму способу готовую продукцию плотно заворачивают в упаковочный материал, пропитанный сорбиновой кис-лотой.
Низин – вторичный метаболит (бактериоцин) молочнокислых стрептококков вида Lactococcus lactis subsp. lactis (ранее Streptococcus lactis). Это антибиотическое вещество представляет собой полипептид, состоящий из четырех схожих по строению структурных единиц. В нем обнаружено восемь аминокислот, редко встречающихся в природе. Одна из них называется лантионин, в связи с чем этот класс веществ называют лантибиотиками.
В настоящее время в продажу поступает препарат «Низаплин», вырабатываемый фирмой «Applin and Barret Ltd» (Англия). Он состоит из низина (2,5 %), β-лактоглобулина и поваренной соли и имеет активность 1·106 м.е. На основе низина предлагаются также препараты с торговой маркой «Кризин» и «Селектин». В состав «Селектина» входят низин, а также молочная, лимонная кислоты и другие добавки, разрешенные Минздравом РФ.
Низин имеет относительно узкий антимикробный спектр действия. Он эффективен исключительно против грамположительных бактерий (молочнокислых, пропионовокислых, стрептококков, стафилококков, бацилл, клостридий) и не действует на грамотрицательные бактерии, дрожжи и мицелиальные грибы.
Низин действует на цитоплазматическую мембрану клетки. Она разрушается непосредственно после прорастания спор бактерий. Поэтому действие низина на споры сильнее, чем на вегетативные клетки. Две молекулы низина, взаимодействуя с мембраной, образуют искусственный канал, через который свободно проникают ионы. Вследствие этого существенно меняется градиент протонов. Вероятно, низин усиливает чувствительность спор к нагреву.
К антибиотическим веществам, используемым в пищевой промышленности, предъявляются следующие требования:
– они не должны использоваться в медицине;
– при длительном употреблении антибиотиков с пищей не должно возникать никаких болезненных явлений в организме;
– появление у бактерий устойчивости к ним не должно сопровождаться потерей их чувствительности к медицинским антибиотикам;
– антибиотики должны быть дешевы и экономически эффективы.
Низин удовлетворяет всем этим требованиям. Несмотря на то что низин задерживает рост некоторых патогенных микроорганизмов, он не используется в медицине. Низин не может быть введен в организм внутривенно из-за его плохой растворимости при нейтральном рН, внутримышечно – из-за низкого коэффициента диффузии, перорально – из-за быстрого разрушения ферментами пищеварительного тракта. Низин расщепляется ферментами слюны за время, меньшее чем жизнь одного поколения бактерий, т. е. микрофлора ротовой полости не может адаптироваться к низину. В России низин включен в качестве консерванта (Е234) в список пищевых добавок, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов.
Препараты на основе низина могут быть использованы для предупреждения «картофельной» болезни хлеба.
Разумеется, это неполный перечень консервантов, которые могут быть использованы при производстве хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий.
Перечисленные консерванты или их аналоги входят в состав комплексных улучшителей, которые находят сегодня довольно широкое применение в хлебопечении. Композиционный состав таких улучшителей разрабатывают в целях достижения конкретных технологических эффектов при производстве продукции и, следовательно, в целях формирования определенных качественных характеристик изделий. В частности, комплексные улучшители применяют в технологии хлеба с удлиненными сроками хранения в упаковке для обеспечения микробиологической чистоты и снижения черствения мякиша.
1. Дайте понятие активности воды. Какую воду используют микроорганизмы для своего размножения?
2. Назовите предельные значения активности воды для развития бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов.
3. Какими способами можно уменьшить содержание свободной воды в пищевых продуктах?
4. Какие требования предъявляются к консервантам?
5. Какие наиболее распространенные консерванты Вам известны?
В биотехнологии хлебопекарного производства одной из основных проблем является изучение микробиологических, биохимических и физико-химических процессов. От направленности этих процессов зависят скорость технологических операций и качество готовой продукции. Поскольку главную роль в хлебопечении играют дрожжи и молочнокислые бактерии, вопросу селекции производственных штаммов этих микроорганизмов с высокой антагонистической и ферментативной активностью должно быть уделено особое внимание. Особую значимость приобретает изучение метаболизма микроорганизмов – возбудителей брожения теста. Раскрытие механизма образования ими основных и вторичных метаболитов открывает новые перспективы для управления ферментативными процессами и повышения качества готовых хлебобулочных изделий.
Не менее важным является аспект микробиологической безопасности хлебобулочных и кондитерских изделий. Контаминация этих продуктов питания споровыми бактериями, токсикогенными мицелиальными грибами, патогенными микроорганизмами может нанести ущерб здоровью потребителей. В связи с этим на предприятиях хлебопекарной и кондитерской промышленности следует особенно тщательно подвергать микробиологическому контролю сырье, полуфабрикаты и готовую продукцию.
Для подавления развития патогенной и технически вредной микрофлоры разработаны различные способы, заключающиеся в высокотемпературной обработке, снижении активности воды, введении консервантов и др. Однако при этом возникает вопрос о влиянии различных консервантов не только на жизнедеятельность, но и на изменение метаболизма как технически важной, так и посторонней микрофлоры.
1. Афанасьева О.В. Микробиология хлебопекарного производства. – СПб.: «Береста», 2003. – 220 с.
2. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. – СПб.: Профессия, 2002. – 414 с.
3. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. – 221 с.
4. Поландова Р.Д. Применение пшеничных заквасок целевого назначения в производстве хлебобулочных изделий // Хлебопечение России. – 1999. – № 5. – С. 17–19.
5. Богатырева Т.Г., Сидорова О.А. Пути повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий, методы контроля. – М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1994. – 40 с.
6. Богатырева Т.Г., Поландова Р.Д., Атаев А.А. Способы и средства предотвращения плесневения хлеба // Хлебопечение России. – 1999. – № 3. – С. 16–17.
7. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 464 с.
8. Карцев В.В., Белова Л.В., Иванов В.П. Санитарная микробиология пищевых продуктов. – СПб.: СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2000. – 312 с.
9. Китиссу П.А., Буртасов С.В., Лунин В.И. Биотехнологические свойства дрожжей для производства хлебобулочных изделий широкого ассортимента // Хлебопечение России. – 1999. – № 4. – С. 32–34.
10. Кострова И.Е. Малое хлебопекарное производство (основные особенности). – СПб.: ГИОРД, 2001.– 120 с.
11. Кузнецова Л.И., Павловская Е.Н., Афанасьева О.В. и др. Обогащение хлеба витаминами путем комплексного использования заквасок // Хлебопечение России. – 2005. – № 2. – С. 14–15.
12. Люк Э., Ягер М. Консерванты в пищевой промышленности. 3-е изд. / Пер. с нем. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 255 c.
13. Матвеева И.В., Белявская И.Г. Биотехнологические основы приготовления хлеба. – М.: ДеЛи принт, 2001. – 150 с.
14. Мармузова Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: Учеб. пособие для учреждений начального и проф. образования. – М.: Академия, ИРПО, 2000. – 132 с.
15. Медведев Г.М. Технология макаронного производства. 2-е изд., стереотип. – М.: Колос, 1999. – 272 с.
16. Микробиология пива / Ф. Дж. Прист, И. Кэмпелл: Пер. с англ.; Под общ. ред. Т.В. Мелединой и Тыну Сойдла. – СПб.: Профессия, 2005. – 368 с.
17. Новаковская С.С., Шишкацкая Ю.И. Производство хлебопекарных дрожжей: Справ. – М.: Агропромиздат, 1990. – 335 с.
18. Пащенко Л.П. Биотехнологические основы производства хлебобулочных изделий. – М.: Колос, 2002. – 368 с.
19. Поландова Р.Д., Богатырева Т.Г. Современные технологии приготовления жидких дрожжей на хлебопекарных предприятиях // Хлебопечение России. – 2000. – № 4. – С. 18–19.
20. Поландова Р.Д., Богатырева Т.Г. Основные исследования по биохимии и микробиологии хлебопечения // Хлебопродукты. – 1993. – № 3. – С. 32–38.
21. Поландова Р.Д., Богатырева Т.Г. Картофельная болезнь хлеба: проблемы и современные способы предупреждения // Хлебопечение России. – 1999. – № 4. – С. 13–14.
22. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. – М.: Наука, 1975. – 385 с.
23. Сорокулова И.Б. Возбудители «картофельной болезни» хлеба и здоровье человека // Хлебопечение России. – 2000. – № 2. – С. 30–31.
24. Хамагаева И.С., Цыбикова Г.Ц., Заятуева М.Г. Использование закваски бифидобактерий при производстве различных сортов хлеба: Сб. науч. тр. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. – С. 142–144.
ВВЕДЕНИЕ 7
1. МИКРООРГАНИЗМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХЛЕБОПЕКАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 8
1.1. Дрожжи 8
1.1.1. Строение дрожжевой клетки 8
1.1.2. Классификация дрожжей 13
1.1.3. Размножение дрожжей 14
1.1.4. Характеристика дрожжей, используемых в хлебопекарном производстве 18
1.1.5. Штаммы (расы) хлебопекарных дрожжей 21
1.1.6. Спиртовое брожение, осуществляемое дрожжами 25
1.2. Молочнокислые бактерии 28
1.2.1. Характеристика молочнокислых бактерий, используемых в хлебопекарном производстве 28
1.2.2. Гомоферментативное молочнокислое брожение 34
1.2.3. Гетероферментативное молочнокислое брожение 35
1.3. Пропионовокислые бактерии 37
1.4. Бифидобактерии 40
2. ДРОЖЖИ – БИОЛОГИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ БРОЖЕНИЯ ТЕСТА 43
2.1. Разновидности хлебопекарных дрожжей 43
2.1.1. Прессованные дрожжи 43
2.1.2. Сушеные дрожжи 44
2.1.3. Дрожжевое молоко 47
2.1.4. Осмотолерантные дрожжи 48
2.1.5. Дрожжи полусушеные замороженные 48
2.1.6. Дрожжи, чувствительные к холоду 48
2.1.7. Дрожжи, устойчивые к пропионату кальция 49
2.1.8. Дрожжи для готовых смесей (премиксов) 49
2.1.9. Жидкие дрожжи 49
2.2. Посторонняя микрофлора дрожжей 53
2.2.1. Дикие дрожжи 54
2.2.2. Бактерии 56
3. ЗАКВАСКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПШЕНИЧНОГО И РЖАНОГО ТЕСТА 58
3.1. Пшеничная мезофильная и дрожжевая закваски 58
3.2. Пропионовокислая закваска 60
3.3. Комплексная закваска 60
3.5. Витаминная закваска 62
3.6. Эргостериновая закваска 62
3.7. Закваски для ржаного теста 64
4. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ТЕСТЕ 70
5. МИКРОФЛОРА ЗЕРНА И МУКИ 79
5.1. Микрофлора зерна 79
5.2. Микрофлора муки 83
6. МИКРОБНАЯ ПОРЧА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ 85
6.1. «Картофельная болезнь» хлеба 85
6.1.1. Причины заболевания хлеба 86
6.1.2. Методы диагностики «картофельной» болезни хлеба 88
6.1.3. Меры предупреждения «картофельной» болезни хлеба 90
6.2. Плесневение хлеба 94
6.3. «Меловая» болезнь хлеба 99
6.4. «Красная» болезнь хлеба 100
7. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ И САНИТАРНЫЙ КОНТРОЛЬ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА 102
7.1. Контроль сырья и полуфабрикатов 102
7.2. Контроль прессованных дрожжей 105
7.3. Контроль теста 107
7.4. Контроль готовой продукции 108
8. МИКРОБИОЛОГИЯ КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 110
8.1. Микрофлора сырья и полуфабрикатов 110
8.2. Микрофлора готовых кондитерских изделий 116
8.3. Санитарно-микробиологический контроль производства кондитерских изделий 118
9. МИКРОБИОЛОГИЯ МАКАРОННОГО ПРОИЗВОДСТВА 122
9.1. Микробиологическая порча макаронных изделий 124
9.2. Микробиологический контроль макаронного производства 125
10. СПОСОБЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МИКРОБНОЙ ПОРЧИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ, КОНДИТЕРСКИХ И МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ 126
10.1. Изменение содержания свободной воды в мучных изделиях 126
10.2. Применение консервантов 130
Заключение 135
СПИСОК Рекомендуемой литературы 136