Обеспечение микробиологической стабильности и безопасности зерна, продуктов его переработки и хлеба

Таким образом, установлено, что обработка муки энергией СВЧ-поля выявила режимы, которые снижают численность спор бактерий до безопасных пределов, предотвращают развитие картофельной болезни хлеба, и при этом сохраняют качество продукции.

6. Влияние биологических концентратов на микробиологическую безопасность хлеба

Эта глава посвящена решению задачи обеспечения микробиологической стабильности и безопасности хлеба путем применения биологических методов. Среди биологических методов предотвращения картофельной болезни хлеба особое место занимают закваски, используемые на стадии приготовления теста. Обычно используют закваски, приготавливаемые непосредственно на хлебопекарном предприятии, что требует значительных временных и трудовых затрат. В связи с этим изучали возможность применения вместо заквасок готовых лиофилизированных биоконцентратов пропионовокислых и ацидофильных бактерий. Сухой биоконцентрат вносился в тесто на стадии замеса в количестве 1.0; 3.0; 5.0; 7.0; 10.0 % . Обнаружено, что внесение биоконцентрата в количестве 10% обеспечивало отсутствие признаков заболевания хлеба картофельной болезнью в течение 150 ч при нахождении в провокационных условиях (рис.6).

Рис. 6. Развитие картофельной болезни в хлебе

1.биоконцентрат на основе ацидофильных бактерий;

2.биоконцентрат на основе пропионовокислых бактерий

Однако при таком высоком содержании биоконцентрата качество хлеба ухудшается: снижается его объем, уплотняется мякиш, изменяются в худшую сторону органолептические показатели. Кроме того, использование больших количеств биоконцентрата приводит к снижению экономической эффективности от применения данного метода.

Внесение 1 % биокоцентрата не создает барьерных условий - хлеб заболевет картофельной болезнью, не выдерживая 36 ч хранения в провокационных условиях.

Наиболее эффективным оказалось внесение биоконцентрата в количестве 3.0; 5.0; 7.0 %.

При внесении биоконцентрата в количестве до 5% состояние мякиша и пористость были несколько лучше у хлеба, приготовленного с использованием пропионовокислых бактерий. С повышением количества биоконцентрата до 7…10% оба показателя снижались до уровня, свойственного хлебу, приготовленному с использованием ацидофильных бактерий.

При повышении количества вносимого биоконцентрата было отмечено незначительное увеличение кислотности и некоторое снижение влажности мякиша, что сказывается на качестве, формоустойчивости, пористости и реологических свойствах мякиша. Такой результат, по-видимому, связан с низкой влажностью биоконцентрата (4 %).

Удельный объем повышается в обратной зависимости от количества вносимого биоконцентрата.

В результате проведенного эксперимента выявлено: биоконцентраты на основе пропионовокислых и ацидофильных бактерий эффективно предотвращают развитие картофельной болезни хлеба и улучшают качественные показатели и потребительские свойства хлебобулочных изделий.

Выводы

зерно химический технология

1. Системный анализ информационного материала показал, что поступающая на элеваторы и зерноперерабатывающие предприятия зерновая масса контаминирована микроорганизмами грибной и бактериальной природы, вызывающими плесневение зерна, продуктов его переработки и хлеба, картофельную болезнь хлеба и загрязнение готовой продукции высокотоксичными канцерогенными метаболитами микроорганизмов. В связи с высокой контаминацией зерна и муки возникла проблема микробиологической стабильности и безопасности зерна, продуктов его переработки и хлеба. Вредоносность инфекций, заражающих продовольственное зерно и продукты его переработки, многократно усиливается из-за образования в них токсинов, опасных для здоровья человека и животных.

Низкий уровень технологии возделывания зерновых культур в основных зернопроизводящих регионах, сокращение объемов работ по защите растений от болезней, вредителей и сорняков, отсутствие условий, необходимых для качественного проведения послеуборочной обработки зерна, недостаточное использование производственных мощностей элеваторов и хлебоприемных предприятий препятствуют получению экологически чистой продукции.

Существующие методы, средства, предотвращения развития возбудителей токсикогенных инфекций, плесневения и картофельной болезни хлеба на основе использования химических, биологических и физических факторов не всегда эффективны, зачастую ухудшают органолептические показатели продукции, могут быть опасны для здоровья человека, нередко имеют сложную технологию изготовления и применения, требуют значительных материальных затрат на приобретение дополнительного оборудования и его обслуживание.

2. Создана система обеззараживания зерна, разработаны теоретические основы совершенствования технологического процесса подготовки зерна к помолу за счет использования электротермического воздействия энергией СВЧ-поля. Определены наиболее эффективные режимы обезвреживания микроорганизмов, подтверждены теоретические положения электротермического СВЧ - обеззараживания зерна и продуктов его переработки; разработана модель комплексной системы обеззараживания, позволяющая оценить параметры, обеспечивающие микробиологическую стабильность и безопасность зерна, продуктов его переработки и хлеба.

4. В результате исследований с использованием разработанного метода обеззараживания зерна в процессе подготовки к помолу за счет использования электротермического СВЧ-обеззараживания в современных технологических линиях определены этапы технологической операции для эффективного использования метода:

- для деконтаминации зерна от грибов родов Fusarium, Alternaria способных развиваться и продуцировать микотоксины на любом технологическом этапе (хранения, транспортирования и переработки) целесообразно размещать СВЧ-установку и проводить обработку на стадии приемки зерна в элеватор. Зерно влажностью 17,5 % следует обрабатывать при скорости нагрева 0,6-0,8 ⁰С/с и экспозиции 60-90 с. Зерно влажностью выше 18 % - при скорости нагрева 0,4-0,6 ⁰С/с и экспозиции 30-60 с. Указанные режимы обеспечивают микробиологическую стабильность и безопасность зерна, продуктов его переработки и хлеба;

- с целью предотвращения развития возбудителей плесневения и картофельной болезни хлеба обработку следует проводить на этапе стабилизации влажности перед подачей зерновой массы на размол. Эффективные режимы для обезвреживания грибов, относящихся к родам Aspergilus и Penicilium экспозиция составляет 60-90 с., скорость нагрева - 0,6-0,8 ⁰С/с, температура - 62-85 ⁰С, для грибов рода Mucor экспозиция - 240-260 с., скорость нагрева - 0,24-0,4 ⁰С/с., температура 65-85 ⁰С.

Результаты анализа экспериментальных данных показывают, что лучший эффект СВЧ-обеззараживания от спорообразующих бактерий - возбудителей картофельной болезни хлеба (бактерии роа Bacilius) отмечается при обработке зерна с влажностью 15-16% при экспозиции = 60-90 с., скорости нагрева - 0.6-0.8^оС/с. и температуре нагрева 60-80^оС.

5. Сочетание методов гидротермической обработки и термического СВЧ-обеззараживания, с учетом исходного качества зерна, позволяет дифференцированно использовать режимы обеззараживания с целью улучшения качества клейковины. Установлено, что разрушение клейковинного комплекса происходит при температуре 75⁰С и выше и хлеб в пробных выпечках при этом имеет незначительное ухудшение, за счет снижения пористости и уменьшения объема хлебобулочных изделий. Температура нагрева 60^оС улучшает качество клейковины.

Электротермическое воздействие энергией СВЧ-поля незначительно изменяет показатель числа падения. Аналогичные результаты получены при исследовании состояния крахмала на зерне кукурузы. При обеззараживании зерна кукурузы происходят незначительные колебания качества крахмала.

6. Комплексная система обеззараживания зерна и продуктов его переработки от спорообразующих бактерий, вызывающих картофельную болезнь хлеба, и микроскопических грибов энергией СВЧ - поля и реализованные на ее основе технологические процессы позволили разработать практические рекомендации по использованию результатов исследования с целью получения безопасной экологичной пищевой продукции.

7. В отрубях, обработанных в эффективных режимах (экспозиция 240-360 с., скорость нагрева 0,24-0,4 ⁰С/с., температура нагрева 65-85⁰С) не наблюдалось развития плесени хранения в течение 6 месяцев.

8. В побочных продуктах переработки зерна кукурузы, обработанных в эффективных режимах (экспозиция 60-90 с., скорость нагрева 0,6-0,8 ⁰С/с., температура нагрева 65-85⁰С) развитие плесени хранения не наблюдалось в течение 6 месяцев.

9. Мука, обработанная в эффективных режимах (экспозиция 240-360 с., скорость нагрева 0,24-0,4 ⁰С/с., температура нагрева 35-65⁰С) свободна от жизнеспособных спор и вегетативных клеток бактерий рода Bacillus, вызывающих картофельную болезнь хлеба. Хлеб, выпеченный из этой муки, оставался без признаков развития картофельной болезни в течение 7 суток хранения в провокационных условиях.

10. Хлеб, выпеченный из муки, обработанной в режимах: экспозиция - 60…90 с., скорость нагрева - 0,6…0,8 ⁰С/с., температура нагрева - 55…65⁰С не заболевал картофельной болезнью на протяжении 7…8 суток хранения в провокационных условиях.

11. Разработанные сухие биоконцентраты на основе пропионовокислых бактерий позволяют предотвратить развитие картофельной болезни хлеба. Определены качественные характеристики биоконцентрата. Установлена эффективная дозировка введения биоконцентратов в рецептуры при замесе теста (1,5-3,0) %. Выявлена целесообразность использования биоконцентратов для повышения устойчивости технологий и стабилизации качества хлеба.

Разработанные сухие препараты на основе ацидофильных бактерий улучшают органолептические показатели хлебобулочных изделий и предотвращают развитие картофельной болезни хлеба на протяжении 100 часов хранения в провокационных условиях.

12. При внедрении комплексной системы обеззараживания зерна и продуктов его переработки, чистый дисконтированный доход составил 126,14 тыс. руб. на 40 т. готовой продукции.

Литература

зерно химический технология

1. Власов, Ю.И. Пути обеззараживания семян томатов против вирусной инфекции/ Ю.И.Власов , Т.Н Теплоухова., Н.В Цугленок., Г.Г.Неделина (Г.Г.Юсупова) // Бюл. ВИЗР. - Л., 1988. - С. 49-53

2. Цугленок, Н.В. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ: Метод. Рекомендации/ Н.В.Цугленок, Цугленок, С.Н.Шахматов, Г.Г.Юсупова и др.//М.: Агропромиздат, 1989. - 40 с.

3. Цугленок, Н.В. Влияние предпосевной высокочастотной обработки семян овощных культур на урожайность/ Н.В.Цугленок, Г.Г.Неделина (Г.Г.Юсупова), И.И. Савчукова // Электрификация с.-х. пр-ва / СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1984. - С. 40-42.

4. Цугленок, Н.В. Тепловое действие электромагнитного поля высокой частоты на биологический объект/ Н.В.Цугленок, Г.В.Новикова, И.И.Савчукова, Г.Г.Неделина (Г.Г.Юсупова) // Электрификация с.-х. пр-ва / СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1983. - С. 78-79.

5. Цугленок, Г.И. Энергосберегающие технологии в борьбе с грибными инфекциями продовольственного зерна: Мат-лы науч.-техн. конф./ Г.И.Цугленок, Г.Г.Юсупова, Т.А. Головина // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Ч. 3. - Челябинск, 2003. - C. 179-184.

6. Цугленок, Г.И. Микотоксины: причины, возникновение, вредность, способы обезвреживания: Мат-лы науч.-техн. конф. Ч. 3./ Г.И.Цугленок, Г.Г. Юсупова // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Челябинск, 2003. - C.184-184

7. Юсупов, Р.Х. Картофельная болезнь хлеба и способы ее предупреждения: Мат-лы науч.-техн. конф. Ч. 3./ Р.Х.Юсупов, Г.Г Юсупова, О.А. Коман // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Челябинск, 2003. - C.216-223

8. Юсупов, Р.Х. Перспективы использования физическиих методов предупреждения картофельной болезни хлеба: Мат-лы науч.-техн. конф. Ч. 3./ Р.Х.Юсупов, Г.Г Юсупова., О.А.Коман // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Челябинск, 2003. - C.223-230

9. Юсупова, Г.Г. Использование яичной скорлупы как обогатителя пищевых продуктов кальцием и методы ее обеззараживания: Мат-лы науч.-техн. конф. Ч. 3. / Г.Г. Юсупова // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Челябинск, 2003. - C.234-235.

10. Юсупова, Г.Г. Экологический метод обеззараживания сырья, используемого в хлебном и кондитерском производствах: Мат-лы науч.-техн. конф. Ч. 3./ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок, Т.А. Толмачева // Челяб. гос. агроинж. ун-т. - Челябинск, 2003. - C.235-238

11. Юсупова, Г.Г. Проблемы обеззараживания зерна, продуктов его переработки и сырья для хлебобулочного и кондитерского производства/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок, О.А.Коман, Т.А. Головина, Т.А.Толмачева // Аграрная наука на рубеже веков / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2003. - C. 100-101

12. Юсупова, Г.Г. Экономическая эффективность обеззараживания муки от споровых бактерий/ Г.Г.Юсупова, О.А.Коман, В.Н Цугленок. // Аграрная наука на рубеже веков / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2003. - C.101-103.

13. Юсупова, Г.Г. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на энергию прорастания и всхожесть семян томата/ Г.Г.Юсупова, Н.В.Цугленок, Г.И.Цугленок, А.В.Бастрон, Т.Н. Бастрон // Вестн. Краснояр. гос. аграр. ун-та. - 2002. - C. 21-25.

14. Юсупов, Г.Г. Обеззараживающее действие электромагнитного поля высокой частоты на семена томата/ Г.Г.Юсупова, Н.В.Цугленок, Г.И.Цугленок, А.В.Бастрон, Т.Н.Бастрон // Вестн. Краснояр. гос. аграр. ун-та. Спец. вып. - 2002. - C.33-38.

15. Юсупова Г.Г, Экономическая эффективность обеззараживания семян томата электромагнитным полем высокой частоты/ Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Михеева Н.Б. // Вестн. Краснояр. гос. аграр. ун-та. - 2002. - C.102-106.

16. Юсупова, Г.Г. Влияние СВЧ-обработки фитопатогенными грибами/ Г.Г. Юсупова, Г.И.Цугленок, Г.А.Головина // Экономика и социум на рубеже веков: Мат-лы науч.-практ. конф. - Челябинск, 2003. - C. 97-100.

17. Юсупова, Г.Г. Возможности использования обработки зерна для борьбы с грибными инфекциями: Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок, Т.А.Головина // Тр. 3-й Междунар. науч.-техн. конф. / ГНУ ВИЭСХ, - М., 2003. - C. 122-127.

18. Юсупова, Г.Г. Обеззараживания зерна кукурузы от микроскопических грибов, энергией СВЧ-поля/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Тр. 3-й Междунар. науч.-техн. конф. / ГНУ ВИЭСХ. - М. 2003. - С. 116-121.

19. Юсупова, Г.Г. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на семенную инфекцию томата/ Г.Г.Юсупова, Н.В.Цугленок, Р.Х.Юсупов, А.В.Бастрон // Мат-лы 16-й науч.-техн. конф. / ЧГАУ. - Челябинск, 2002. - С. 251.

20. Юсупова, Г.Г. Микотоксины. Причины возникновения вредоносности. Способы обезвреживания/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок // Экономика и социум на рубеже веков: Мат-лы науч.-практ. конф. - Челябинск, 2003. - С. 94-97.

21. Юсупова, Г.Г. Использование СВЧ-энергии при разработки технологии диетических сортов хлеба/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок, О.А.Коман // Экономика и социум на рубеже веков: Мат-лы науч.-практ. конф. - Челябинск, 2003. - С. 100-104.

22. Юсупова, Г.Г. Использование СВЧ-обеззараживания в пищевой промышленности/ Г.Г.Юсупова, Г.И.Цугленок, Т.А.Толмачева // Экономика и социум на рубеже веков: Мат-лы науч.-практ. конф. - Челябинск, 2003. - С. 104-106.

23. Юсупова, Г.Г. Использование яичной скорлупы, как обогатителя пищевых продуктов кальцием и обеззараживание ее СВЧ-энергией / Г.Г.Юсупова // Экономика и социум на рубеже веков: Мат-лы науч.-практ. конф. - Челябинск, 2003. - С.91-94

24. Юсупова, Г.Г. Применение СВЧ-энергии при обеззараживании от споровой бактериальной и грибной микрофлоры/ Г.Г.Юсупова, О.А.Коман, Т.А.Головина, Т.А.Толмачева // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. - Т. 2. / Юж.-Урал. гос. ун-т. - Челябинск, 2003. - С. 176-179.

25 Юсупова, Г.Г. Экологически чистый метод предупреждения картофельной болезни хлеба/ Г.Г.Юсупова, А.П.Берестов, Н.В.Цугленок, , О.А.Коман // Федеральные и региональные аспекты в области здорового питания: Мат-лы Междунар. симп. - Кемерово, 2002. - С. 89-91.

26. Юсупова, Г.Г. Использование СВЧ энергии при разработке технологии диетических сортов хлеба/ Г.Г.Юсупова, А.П.Берестов, Г.И.Цугленок, О.А.Коман, В.Н. Цугленок // Федеральные и региональные аспекты в области здорового питания: Мат-лы Междунар. симп. - Кемерово, 2002. - С. 91-93.

Размещено на Allbest.ru