1.1        микробиология хлебопекарного производства

Общая характеристика сырья и стадий производства

Основным сырьем хлебопекарного производства являются: мука пшеничная и ржаная, вода, дрожжи, соль.

В качестве дополнительного сырья используются сахар, жиры, яйца, патока, солод, ферментные препараты, молочная сыворотка, молоко, изюм, мак, орехи, варенье и другие пищевые добавки.

Стадии технологического процесса складываются из подготовки сырья, замеса теста, брожения теста, разделки, формования, расстойки заготовок, выпечки хлеба, охлаждения, хранения и транспортировки.

Муку просеивают и очищают от металлических примесей на складе. Соль и сахар растворяют в воде и хранят в виде сахарно-солевого раствора концентрацией 65 - 70\%, в котором содержание соли составляет 2 - 2.5\% от массы сухого сахара. Такой раствор удобен в хранении, так как не кристаллизуется при комнатной температуре.

Компоненты - улучшители (молочные продукты, жиры, яйца и др.) должны иметь сертификаты качества. Яйца моют и дезинфицируют в трехсекционной ванне и освобождают от скорлупы. В качестве улучшителей используют ферментные препараты грибного и бактериального происхождения: амилоризин, амилосубтилин, содержащие амилолитические и протеолитические ферменты, фосфатазу, декстриназу. Ферментные препараты существенно улучшают качество  хлеба при очень незначительном расходе (десятые - сотые доли процента от массы муки). Они способствуют интенсификации брожения, созревания теста, увеличению объема, пористости хлеба, улучшению вкуса и аромата изделий, сокращению расхода дрожжей на 20\%, удлинению срока хранения.

Дрожжи и закваски готовят в дрожжевом отделении, расположенном над тестомесильным отделением. Затем все компоненты подаются через дозирующее устройство  в тестомесильные машины. При замесе теста все компоненты смешиваются  в однородную массу, в которой начинаются  физические, коллоидные и биохимические процессы, в результате которых тесто разрыхляется и созревает.

1.1.2. Характеристика микрофлоры. Возбудители брожения теста

Микрофлора хлебопекарного производства делится на полезную и вредную. К полезной относятся дрожжи и молочнокислые бактерии, применяемые для приготовления теста. Вредной является микрофлора, поступающая с сырьем и вызывающая нарушение технологического процесса, снижение качества и порчу продукции.

Возбудителями брожения теста являются дрожжи.

Роль дрожжей заключается в разрыхлении теста. Дрожжи сбраживают сахара муки и мальтозу, образующуюся из крахмала, с выделением спирта, углекислого газа. Побочные продукты брожения - уксусный альдегид, бутиловый, изобутиловый, изоамиловый спирты, органический кислоты (молочная, янтарная, винная, щавелевая) создают вкус и аромат хлеба.

При производстве пшеничного хлеба применяют Saccharomyces cerevisiae,   ржаного - оба вида дрожжей, но преобладают  Saccharomyces minor.                    

Saccharomyces  cerevisiae - спорообразующий верховые дрожжи семейства сахаромицетов. Клетки крупные, круглой и овальной формы. Спорообразование происходит только в условиях голодания. На сусло - агаре образуют колонии круглой формы, диаметром  О.5 - 1 см, выпуклые, желтоватого цвета. Поверхность колоний бывает гладкой блестящей и складчато-шероховатой, бугристой. Оптимальная температура брожения 28 - 30оС; рН - 4.5 - 5,0; кислотность 10 - 12оН. Неустойчивы к высокой концентрации сахара, соли, спирта  в концентрации 12 - 14\%.

Saccharomyces minor  - специфичны для ржаного теста. Клетки мелкие 1.5 - 3 мкм, круглой формы, характерны фигуры почкования по 3 - 7 клеток. На сусло - агаре образуют мелкие круглые колонии диаметром  4 - 6 мм выпуклые с гладкой блестящей поверхностью сероватого - белого цвета. Оптимальная температура развития 25 - 28оС. Повышение температуры до 32 - 35оС угнетает их. Отличаются кислотоустойчивостью, менее требовательны к источникам витаминного и азотного питания, более спиртоустойчивы.

Большую роль в хлебопечении играют молочнокислые бактерии. Эти микроорганизмы осуществляют молочнокислое брожение в  полуфабрикатах, в результате которого повышается кислотность, что способствует набуханию и пептонизации муки, особенно ржаной,  повышаются вязкость и газоудерживающая способность теста. Молочнокислые бактерии участвуют в создании вкуса и аромата ржаного хлеба за счет накопления летучих органических кислот, спиртов, карбонильных соединений (альдегидов), способствуют лучшему разрыхлению теста за счет газообразования.

В хлебопечении используются следующие виды молочнокислых бактерий:

  Lactobacillus dellbrueckkii - термофильные гомоферментативные палочки длиной 5 - 9 мм, располагаются поодиночке и попарно. На плотной питательной среде образуют колонии круглой формы, выпуклые, беловатого цвета. Оптимальная температура 48 - 50оС. Используются при выведении жидких дрожжей.

Lactobacillus plantarum   -   мезофильные гомоферментативные  палочки средних размеров, располагаются поодиночке и короткими цепочками. Образуют колонии средней величины, куполообразные, беловатого цвета. Оптимальная температура 30 - 35оС. Постоянно встречается в заквасках.

Lactobacillus brevis - мезофильные гетероферментативные бактерии. По морфологии это -  короткие толстые палочки, располагаются поодиночке или короткими цепочками. Оптимальная температура 30оС. Развиваются в сочетании с палочкой плантарум.

Lactobacillus fermenti  - мезофильные гетероферментативные бактерии. Морфологически это - мелкие палочки, располагаются поодиночке и короткими цепочками. Оптимальная температура 37 - 40оС.

1.1.3           Микроорганизмы, используемые в производстве

хлеба из пшеничной  и ржаной муки

Микроорганизмы, используемые в производстве хлеба из пшеничной муки

Для производства пшеничного хлеба применяют прессованные и сушеные дрожжи, а также полуфабрикаты (жидкие дрожжи и жидкие пшеничные закваски), изготовляемые на хлебозаводах. Хлебопекарные дрожжи должны быть устойчивыми к высокой концентрации соли до 3 - 4\%, сахара, должны развиваться при температуре 28 - 30оС, при оптимальном значении  рН 4,5 - 5, обладать высокой бродильной активностью (мальтазной и зимазной).

Прессованные дрожжи  применяют для производства сдобных и булочных изделий из муки высшего и  первого сортов.  Используют в виде дрожжевого молока с содержанием  прессованных дрожжей  500 - 600 г  л.

Сушеные дрожжи  предварительно размачивают  в мучной  суспензии и активизируют.

Жидкие дрожжи  применяют для производства хлеба из  пшеничной муки высшего, первого и второго сортов, ржано-пшеничного. Особенно рекомендуются, если мука имеет пониженные хлебопекарные свойства, так как обладают высокой мальтазной активностью. Жидкие дрожжи готовят на хлебозаводах по следующей схеме: пшеничную муку второго сорта заваривают горячей водой,  добавляют ферментные  препараты для осахаривания.  Происходит гидролитическое расщепление крахмала до мальтозы и далее до глюкозы. Осахаренную заварку заквашивают  дельбрюкковской палочкой разных штаммов: 30, 31, 30-1, 30-2, Ленинградский-76 и оставляют при температуре 48 - 52оС. Молочнокислые бактерии размножаются, сбраживают глюкозу с образованием молочной кислоты.  Кислотность полуфабриката повышается, создаются благоприятные условия для развития дрожжей, подавляется посторонняя микрофлора. Затем добавляют дрожжи, они размножаются, а жизнедеятельность  молочнокислых бактерий прекращается.  Таким образом, жидкие дрожжи представляют собой активную культуру  дрожжей, выращенных на мучной заварке, осахаренной и заквашенной термофильными  молочнокислыми  бактериями. Соотношение молочнокислых бактерий  и дрожжей составляет 30:1.

Жидкие пшеничные закваски - это активная культура дрожжей,  выращенных на осахаренной мучной заварке, заквашенной мезофильными молочнокислыми бактериями  гомоферментативными (палочка плантарум) или  гетероферментативными (палочки бревис, ферментум). Образующиеся  кислоты способствуют улучшению вкуса и аромата хлеба.

              Микроорганизмы, применяемые для производства

                                 хлеба из ржаной муки

Ржаной хлеб готовят на жидких и густых заквасках, которые представляют собой смеси культур дрожжей и молочнокислых бактерий. Соотношение молочнокислых бактерий и дрожжей составляет 80:1, т.е. молочнокислые бактерии более важны для созревания ржаного теста. Обычно используют смесь гомо- и гетероферментативных культур молочнокислых бактерий.

Жидкие закваски готовят на осахаренной жидкой среде из ржаной муки, в которую вносят смесь гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий и оба вида дрожжей (S. cerevisiae , S. minor).            Преобладают дрожжи  S. minor , которые  отличаются высокой кислотоустойчивостью, но меньшей бродильной активностью.

Густые закваски  характеризуются тем, что  применяют только дрожжи    Saccharomyces minor   трех штаммов 1217, 7, Чернореченский, а также смесь из  L. plantarum и L. brevis.

В заквасках и в тесте из ржаной муки  дрожжи и молочнокислые бактерии составляют симбиоз и активность их возрастает, а высокая кислотность ржаного теста препятствует развитию тягучей болезни.

1.1.4. Микроорганизмы - вредители хлебопекарного производства.

Источниками посторонней микрофлоры являются сырье, вода, воздух, технологическое оборудование, тара, персонал.

Микрофлора муки состоит преимущественно из микрофлоры зерна, поэтому количественный и качественный состав  микрофлоры муки зависит от степени зараженности зерна, способов  помола и очистки.  Общая бактериальная обсемененность составляет  2 - 3 млн. КОЕ 1 г, но варьирует в зависимости от содержания влаги, качества помола,  продолжительности хранения и др. В микрофлоре муки преобладает травяная палочка ( Еrwinia herbicola ).   Это - грамотрицательные неспорообразующие палочки, факультативные анаэробы. Не должно быть кокковых форм бактерий, которые развиваются при повышенной влажности муки.

В микрофлоре муки нормируется содержание спорообразующих бактерий, особенно Вас. subtilis . При наличии до 200 спор 1г  мука оценивается как высококачественная; 200 - 400 спор - удовлетворительного качества;  до 1000 спор - сомнительного качества; свыше 1000 - плохого.

В муке встречаются также молочнокислые бактерии, уксуснокислые палочки, ложные дрожжи, споры плесневых грибов.

Микроорганизмы не развиваются, если влажность муки не превышает 14\%, они находятся в состоянии анабиоза. При увлажнении муки микробы активизируются и вызывают порчу муки.   

Виды порчи муки:

прокисание, вызываемое  молочнокислыми бактериями;

прогоркание, которое вызывают плесневые грибы и некоторые бактерии, продуцирующие протеолитические и липолитические ферменты;

 плесневение - развивается при высокой влажности муки, опасно возможностью накопления афлотоксинов;

 самосогревание, наблюдаемое при влажности муки более 20\%.

Источниками посторонней микрофлоры являются и другие виды сырья. Наиболее опасные микроорганизмы могут попасть из яиц, в которых возможно присутствие сальмонелл. По российскому законодательству разрешается применение только куриных яиц. Яйца водоплавающих  можно использовать для смазки поверхности изделий.

  Болезни  хлеба:

1. Тягучая болезнь хлеба. Возбудителем является сенная палочка (Вас. subtilis), продуцирующие мощные амилолитические и протеолитические ферменты. Они вызывают гидролиз крахмала с образованием декстринов, гидролиз белков, в результате чего мякиш становится вязким, тягучим. Оптимальная температура развития этих бактерий 35 - 40оС, поэтому заболевание как правило  возникает в теплое время года. Сенная палочка чувствительна к кислой среде и при рН 4,8 - 4,5 не развивается.

Меры профилактики: быстрое охлаждение хлеба до 10 - 12оС; подкисление теста путем добавления уксусной, пропионовой, сорбиновой кислот; введение в закваски молочнокислых бактерий, обладающих антагонистической активностью (ацидофильная палочка). Заболевший хлеб уничтожается.

2. Меловая болезнь  - характеризуется появлением на корке и в мякише белых сухих, похожих на мел, включений, хлеб приобретает неприятный запах. Порок вызывают термоустойчивые дрожжи.

3. Пигментные пятна - характерно появление на корке и в мякише пятен желтого, красного цветов. Хлеб непригоден к употреблению. Возбудителями  являются грамотрицательные пигментообразующие бактерии (чудесная, синегнойная, флуоресцирующая палочки), которые развиваются при температуре не менее 25оС, повышенной влажности и малой кислотности хлеба. Для профилактики необходимо тщательное соблюдение санитарно-гигиенического режима.

4. Пьяный хлеб - возникает при заражении муки токсинами гриба рода фузариум. Это происходит, если зерно находится в поле при температуре 0 - 5оС. Для предотвращения порока производится  проверка зерна (не допускается перезимовавшее и морозобойное зерно).

5. Плесневение - возникает при плотной укладке хлеба, при повышенной влажности более 70\%, при температуре 25 - 30оС. Споры плесневых грибов попадают из воздуха, с тары, с рук и одежды персонала. Плесени вызывают распад углеводов, белков и жиров с появлением неприятного вкуса и запаха; возможно накопление микотоксинов.

1.1.5. Микробиологический контроль хлебопекарного производства

Контроль сырья.

 Мука - подвергается органолептическому контролю. При наличии изменений производится микробиологическое исследование с определением  общей бактериальной обсемененности, количества спор  бацилл (суспензию муки подвергают пастеризации при температуре 95  - 97оС,  охлаждают и высевают в чашки на мясо-пептонный агар).

Для определения зараженности спорами бактерий применяют метод лабораторных выпечек (апрель - октябрь). Образцы заворачивают во влажную бумагу и помещают в термостат при температуре 37оС с целью активизировать развитие спор. Затем хлеб разрезают и проверяют на наличие тягучей болезни.

 Ферментные препараты - каждую партию контролируют на зараженность спорами бактерий методом пробных выпечек.

 Контроль полуфабрикатов - производят определение  количества дрожжей, молочнокислых бактерий в 1 г, их соотношение, активность молочнокислых бактерий, постороннюю микрофлору.

 Жидкие дрожжи:  1 г полуфабриката помещают в пробирку с 9 см3 воды, встряхивают и дают отстояться в течение 10 - 15 мин. Из верхнего слоя суспензии готовят препараты “ Раздавленная капля”, в которых определяют количество дрожжевых клеток, процентное содержание почкующихся дрожжей и содержащих гликоген, волютин. Подсчет производят в камерах Горяева. Количество дрожжевых клеток должно составлять 90 - 120 млн 1 мл.

Не допускаются спорообразующие бактерии; их выявляют методом накопительных культур:  пробу жидких дрожжей вносят в стерильное сусло и прогревают при 80оС в течение 10 мин с целью уничтожения вегетативных форм бактерий, затем пробирки помещают в термостат при 37оС на одни сутки. Рост бацилл характеризуется помутнением сусла и подтверждается микроскопированием мазков, окрашенных по Граму.

 Тесто: производят определение газообразующей способности дрожжей, также определяют количество и активность молочнокислых бактерий. Для анализов используют микрогазометрический прибор Елецкого, подсчет клеток осуществляют в камерах Горяева, активность молочнокислых бактерий выявляют путем проведения теста с индикатором. В смесь теста с водой добавляют метиленовую синь и помещают в термостат при температуре 40оС. Время обесцвечивания окраски свидетельствует об активности молочнокислых бактерий: при высокой активности смесь обесцвечивается в течение 25 мин, при средней - в течение 35 - 50 мин, при низкой - свыше 50 мин.

 Контроль готовой продукции.

 С целью контроля санитарного состояния производства берут смывы с поверхности изделий для обнаружения кишечных палочек в качестве индикатора фекального загрязнения. Содержание спорообразующих бактерий определяют косвенным методом.

                             Вопросы для самопроверки

1. Какое сырье используется в хлебопекарном производстве?

2. Перечислите основные стадии технологического процесса.

       3. Какие виды дрожжей используют в хлебопечении?

       4. Какова роль дрожжей в хлебопекарном производстве?

5. Какие молочнокислые бактерии используют в хлебопечении?

6. Какие микроорганизмы и полуфабрикаты применяют в     производстве пшеничного хлеба?

7. Какие болезни хлеба Вам известны?

8. Какие микроорганизмы и полуфабрикаты применяют в производстве хлеба из ржаной муки?

9. Какие микроорганизмы являются вредителями производства?

10. Как контролируют микробиологическое состояние сырья, полуфабрикатов и готовой продукции?