Откуда в хлебе картофельная палочка

В России картофельная болезнь в последние годы все чаще встречается в хлебе и представляет серьезную проблему для хлебопеков и мукомолов: ухудшение микробиологического состояния зерна и муки, применение новых видов сырья и пищевых добавок, расширение ассортимента вырабатываемых хлебобулочных изделий, в том числе функциональных и диетических.

Возбудителями заболевания являются термотолерантньк спорообразующие бактерии которые ранее относились к группам «сенной» и картофельной палочки. В первую очередь это Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus (в новой классификации они объединены в один вид Bacillus subtilis). Ряд исследователей относит к возбудителям также В. mycoides, В. cereus, В. licheniformis, В. pumilis, В. polymyxa и другие виды, однако их роль в этом заболевании хлеба менее значима. Лишь часть изолятов перечисленных видов способна вызывать картофельную болезнь хлеба, их доля колеблется от 32 до 67%. Эта способность определяется индивидуальными различиями в физиологической активности, термо- и кислотоустойчивости спорообразующих бактерий (СБ). Картофельная болезнь – это бактериальная порча хлеба, проявляющаяся первоначально в виде неприятного специфического запаха, далее сопровождающаяся потемнением и разрушением мякиша хлеба ферментами бактерий. Мякиш становится заминающимся, в нем образуются провалы, появляется липкость вследствие накопления бактериальных слизистых полисахаридов. Химический анализ пораженного хлеба выявил снижение содержания белка с 8,1 до 6,5%, углеводов – с 49,3 до 42,4% и практически полное разрушение жира. Такой хлеб нельзя употреблять в связи с резким ухудшением его свойств (вкус, запах, цвет) и возможной токсичности. Некоторые виды и штаммы спорообразующих бактерий вызывают рвоту и диарею, образуют белковые и пептидные токсины (цереулид). Известны случаи отравления пораженным хлебом.

В соответствии с принятыми санитарными нормами, мука считается зараженной спорообразующими бактериями, если заболевание обнаружено в пробных лабораторных выпечках через 36 часов хранения при +37°С. В то же время нормативы содержания спорообразующих бактерий в зерне и зернопродуктах отсутствуют как в России, так и за рубежом.

Причины, ведущие к загрязнению зерна и зернопродуктов спорообразующими бактериями на всем пути от поля до потребителя, приведены на рис. 1.

Спорообразующие бактерии являются непременной составной частью микрофлоры почвы, их количество возрастает по мере продвижения на юг и может достигать 100 тыс. на грамм почвы. Численность В. subtilis на вегетирующем растении ничтожна (5 КОЕ/г), бактерии этого вида относятся к неспецифичным эпифитам и не способны размножаться на растении. В ходе уборки и послеуборочной подработки зерна происходит механический занос В. subtilis на зерно с частицами земли и органической пыли на токах. Уровень заражения в свежеубранном зерне возрастает до 0,01-0,3 КОЕ/г·103. Основным источником загрязнения зерна спорообразующими бактериями является самосогревание зерна при хранении.

Оптимальными условиями для их развития в зерновой массе является температура +40-50°С и влажность свыше 20%. Такие условия могут создаваться вследствие тер-мовлагопереноса чаще всего в верхних слоях насыпи даже при умеренной исходной влажности зерна. Численность спорообразующих бактерий в очагах возрастает до 50 КОЕ/г·103 и выше. Пример послойного распределения спорообразующих бактерий при длительном хранении и самосогревании в насыпи зерна пшеницы с исходной влажностью 14,7% приведен в таблице 1.

Нарушение санитарного режима зернохранилищ и технологического оборудования предприятий может приводить к механическому загрязнению зерна вследствие контакта с зерновой пылью и отходами при подработке зерна. Содержание спорообразующих бактерий в зерновой пыли на элеваторах и складах достигает 18000 КОЕ/ г·103.

В результате действия механических и биологических источников загрязнения зерна при хранении на переработку может поступать зерно пшеницы со значительным разбросом содержания спорообразующих бактерий: от 0,01 до 30 КОЕ/ г·103 и более.

По данным Института зерна, некоторые приемы доработки зерна способствуют снижению обсемененности спорообразующими бактериями, в частности тщательная очистка зерна. Мелкая сорная и зерновая примеси содержат в 12,5 раза больше спорообразующих бактерий, чем основное зерно. Обычная сушка не влияет на обсемененность зерна спорообразующими бактериями, тогда как рециркуляционная снижает их количество на 34-75%. Процесс мойки зерна практически не отражается на содержании бактерий. За период отволаживания возможно даже увеличение вегетативных форм спорообразующих бактерий и молочнокислых бактерий. Наиболее эффективным методом является сухая очистка зерна перед помолом, которая обеспечивает снижение общего количества спорообразующих бактерий в 5-10 раз. При сухой очистке целесообразно увеличить число обоечных проходов и усилить обработку зерна воздухом.

Помол пшеницы не обеспечивает значительного обеззараживания муки от бактерий – возбудителей картофельной болезни хлеба (рис. 3). В муке первого сорта количество спорообразующих бактерий снижается лишь на 30-40%, основная их часть сосредоточена в отрубях. По содержанию бактерий драные отруби превосходят зерно в 7-37 раз. В процессе помола возможно перераспределение бактерий и механическое загрязнение потоков муки за счет оборудования. Поэтому в ряде случаев мука может быть более загрязнена спорообразующими бактериями, чем исходное зерно. Мука второго сорта обычно содержит больше спорообразующих бактерий, чем мука высшего и первого сортов.

При проведении интегрированного помола по методу Института зерна, позволяющего выделять определенные анатомические части зерновки, установлено, что наиболее загрязненными спорообразующими бактериями были плодовые, семенные оболочки и алейроновый слой (200,168 и 173% по сравнению с содержанием спорообразующих бактерий в очищенном зерне). Мука, выработанная из чистого эндосперма, была практически свободна от спорообразующих бактерий. Наличие высоких уровней содержания спорообразующих бактерий в зерне способствует последующему загрязнению муки возбудителями картофельной болезни и увеличивает риск возникновения этого заболевания хлеба.

Для зерна отсутствуют методы контроля и нормативы возбудителей картофельной болезни, обеспечивающие безопасность конечного продукта потребления – хлеба. Потому крайне актуальной является разработка приборного метода, позволяющего проводить заблаговременную гигиеническую оценку и подбор партий пшеницы, предназначенных для хлебопекарного помола, и прогнозировать риск возникновения картофельной болезни в продуктах переработки данного зерна.