Республика узбекистан министерство высшего образования, науки и инноваций

В настоящее время проводятся исследования по использованию биологических, химических и физических методов для обеспечения качества и безопасности зерна, муки и хлеба.
Для повышения качества и безопасности зерна, муки и хлеба применяются физические методы: разряд кукурузы, высокочастотная, сверхвысокочастотная энергия ЭМИ, ультрафиолет, красный свет, гидротермическая обработка, деаэрация муки, нагревание и др. в зерне. обработка. [81. С. 16-28].
Известно, что по отношению к температуре микроорганизмы делятся на три группы: психрофилы, мезофилы и термофилы.
Если психрофилы (холодолюбивые) — микроорганизмы, обычно существующие и размножающиеся при относительно низких температурах: палочковидные бактерии (светящиеся, гнилостные бактерии, микроскопические грибы и др.), вызывающие порчу продуктов в холодильниках, то мезофилы — микроорганизмы, живущие и размножающиеся при умеренные температуры. Это самая распространенная группа микроорганизмов. В нем содержится большинство бактерий, дрожжей и микроскопических грибов, а также микроорганизмы, вызывающие порчу продуктов, инфекционные заболевания и пищевые отравления. Также термофилы (термофилы) - это микроорганизмы, жизнедеятельность которых протекает при температуре выше 45°С, у самонагревающейся пшеницы, и занимают промежуточное положение (например, сенная палочка активна при температуре 40°С, между мезофилами и термофилами). ).
Микроорганизмы обладают различной (термической) устойчивостью к температуре. Например, дрожжи и микроскопические грибы 60-80°С. погибает при высокой температуре, а споры бактерий наиболее устойчивы к температуре, некоторые из них выдерживают длительное кипячение и только 120-130°С. умирает от температуры.
К термическим методам обработки пищевых продуктов относятся пастеризация и стерилизация. Пастеризация – метод уничтожения микроорганизмов в жидкости или пищевых продуктах путем однократного нагревания до температуры ниже 100°С (чаще 60-70°С), время выдержки
15-30 минут. Используется для пастеризации молока и других продуктов. Стерилизацию проводят также под воздействием горячего воздуха высокой температуры, пара, нагретого под давлением в автоклавах при температуре 110-120°С или в сушильном шкафу при температуре 150-160°С. Микроорганизмы и споры в продуктах могут быть полностью уничтожены при стерилизации.
К химическим факторам относятся концентрация растворенных веществ в среде (т. е. осмотическое давление), кислотность, действие ингибиторов, окислительно-восстановительные условия среды.
К физическим факторам микробов относятся: температура, влажность, давление, свет и другие виды энергии излучения, механические воздействия и др. Уровень влияния каждого физического фактора может быть минимальным, оптимальным и максимальным. В минимальном случае останавливается развитие микроорганизмов, в оптимальном создаются наиболее благоприятные условия для остановки жизнедеятельности микроорганизмов, в максимальном - полностью прекращается жизнедеятельность микроорганизмов.
При анализе наличия различных загрязнений химической и микробиологической природы было установлено, что зачастую эти показатели не соответствуют требованиям, предъявляемым к зерну и продуктам его переработки. Поэтому с 1995 г. доля пищевых продуктов, не соответствующих гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям, составляет 7-8% [82. 36-48. с.].
Современное техническое перевооружение перерабатывающей промышленности, мероприятия, направленные на повышение эффективности технологических процессов, разработка и внедрение основных принципов взаимодействия экологических, техногенных, энергетических и производственных факторов, вызвали изменение этой ситуации [83. 16- 17. 84. С. 14-18].
Качество зерна, муки и хлеба зависит от уровня обеспечения населения основными продуктами питания и, как следствие, от экономической и политической стабильности государства. Установлено, что получение полностью безопасной продукции из сельскохозяйственного сырья возможно путем целенаправленного изменения его технологических и физико-химических свойств, оптимизации параметров процессов переработки и хранения.
В связи с увеличением количества партий зараженного микроорганизмами зерна пшеницы, поступающих на элеваторы, в настоящее время остро стоит задача обеззараживания зерна перед дальнейшей переработкой или хранением. Однако они, как правило, основаны на комплексном использовании традиционных методов и средств, в которых ведущая роль отводится химическим и в меньшей степени биологическим препаратам.
Из проведенных исследований известно, что альтернативным вышеуказанным методам для использования в перерабатывающей промышленности является метод, способный эффективно уничтожать в зерне патогенную микрофлору различной этиологии, обеспечивая при этом сохранность белкового комплекса, количества и качества клейковины, а также улучшение всего продукта из хлебопекарной муки, улучшение комплекса физико-химических показателей, определяющих его качество, можно осуществить электрофизическими методами.
Год за годом, в условиях, когда инфекция накапливается в почве, воздухе и семенах, особенно вредоносен большой перечень болезней яровой пшеницы: альтернариоз, гельминтоспориозно-фузариозные инфекции, головневость, бактериозы и др., наблюдается тенденция к увеличению, что может привести к потере до 30-40% возделываемого урожая. При этом на качество зерна, муки, хлеба и продуктов его переработки влияет наличие токсинов, продуцируемых многими фитопатогенными грибами, а также споровых бактерий, особенно бацилл.
Причина угрозы для здоровья человека при употреблении хлебобулочных изделий заключается в том, что причиной могут быть метаболиты патогенных микроорганизмов (спорообразующих бактерий Bacillus subtilis, Bacillus mesenteritsus и плесневых грибов Aspergillus, Mutsor, Penicillium, Rhizopus). Безусловно, неопровержимым доказательством наличия опасной микрофлоры в хлебе является его болезнь картофеля и плесень, которые могут привести к серьезным заболеваниям человека, таким как пневмония, менингит, эндокардит, эндофтальмит, артрит и др. Кроме того, развитие нежелательной микрофлоры приводит к порче ценных продуктов, что приводит к большим экономическим потерям предприятия.
В основном для предотвращения микробиологической порчи хлебобулочных изделий применяют химические реагенты, большинство из которых негативно влияет на качество продукции. Биологические методы, предусматривающие введение различных ферментов при приготовлении теста, обеспечивают получение муки, являющейся основным сырьем для производства хлеба, но оказывают на хлеб негативное влияние.
В настоящее время во многих исследованиях научно и экспериментально обосновано применение комплексных антибиотических растительных добавок в технологии хлеба из пшеничной муки для подавления развития спорообразующих бактерий Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus и плесеней [85, 16-17]. 86. С. 14-18]. При этом проявляются антибиотические свойства нетрадиционных для хлебопекарной промышленности растительных добавок (порошкообразный продукт из корнеплодов пастернака, мед, ферментный лизоцим, водный медовый экстракт зверобоя, ферментированный молочнокислыми бактериями Streptotsotstus latstis и Streptotsotstus tsremoris). используется, основным сырьем для производства хлеба является мука. Определена специфика ингибирующего действия биологически активных веществ (эфирных масел, фитонцидов, флавоноидов, флавоноидов, лизоцима) при хранении муки и добавлении добавок (спорообразующих бактерий Bacillus subtilis, Bacillus meenteritsus и плесневых грибов). Если их применять в виде комплекса, их ингибирующее действие еще более усиливается. Установлено, что реологические свойства теста, качественные показатели и качество хлеба (хлеб «Нейтральный» и «Лучистый») улучшились. Безусловно, наряду с положительными сторонами этого способа, его низкая эффективность производства и, в ряде случаев, негативное влияние на качество хлеба.
Приведены результаты исследований технологии консервации хлеба с использованием ионизирующего излучения, упаковки для хлебобулочных изделий, длительного (до 4-6 месяцев) хранения, защиты, информационной, товарной упаковки: биологических, химических, физических и других методов. представлены. При этом изучено влияние ионизирующего излучения на свойства упаковочного материала для хлебобулочных изделий и подтверждено, что расфасованный хлеб может храниться длительное время. Однако, если использование упаковочных материалов позволяет продлить срок годности хлебобулочных изделий до 4-15 дней, то для его дальнейшего увеличения необходимо время от времени обрабатывать биологическими, химическими и физическими методами. Поэтому в последние годы производство хлеба в упаковке в нашей стране[ 87. 16-17. 88. 34-36 с.] наблюдается тенденция к увеличению производства, в котором совершенствуются важные функции упаковки: защитная, информационная, маркетинговая и др. Потому что было показано, что использование одной лишь упаковки без периодической обработки биологическими, химическими и физическими методами не обеспечивает длительной защиты хлеба от микробной порчи – болезни картофеля и плесени.
Микробная порча хлеба, особенно картофельная гниль и плесень, наносят серьезный вред хлебопекарной промышленности. Для борьбы с ними разработаны различные методы: биологические, химические, физические, которые вместе с упаковкой позволяют получить хлеб для длительного хранения (до 6 месяцев и даже года).
В последние десятилетия в пищевой промышленности для сохранения продуктов, в том числе фасованных, стали использовать различные виды излучений [ 89. 46-48. 90. -48 с.91. 26-38б; 92. 29-56б; 93. 19-20б; ]. В частности, для хлебобулочных изделий, упакованных полипропиленовой пленкой с барьерными свойствами, применяли ионизирующее излучение сроком до 6 месяцев и определяли изменение структурно-механических свойств пленки в зависимости от дозы поглощенной энергии, а полипропиленовой пленки с барьерными свойствами свойства МВ666, под действием ионизирующего излучения в дозе 10 кГр не изменяет свойств.
Из микроорганизмов, Vas. Цереус и Вас. subtilis очень чувствительны к ионизирующему излучению, бактериостатический эффект достигается в дозе 3 кГр, бактерицидный – в дозе 6 кГр. Например, для хлеба «Дарниский» доза облучения 3 кГр позволила увеличить срок хранения до трех месяцев, доза 6 кГр — до пяти и доза 10 кГр — до восьми месяцев.
Хлеб, обработанный ионизирующим излучением, по показателям безопасности СаНПиН 2.3.2.1078-01. Указано, что он соответствует допустимым уровням, приведенным в [91. 26—38]. 90. -48 с.].
Еще одним перспективным физическим методом обработки и выпечки пшеничной муки является ИК (инфракрасное) излучение. В результате обработки пшеничной муки инфракрасным излучением изучено влияние на потребительские свойства хлеба [94. 19-20. 95. 20-22; 96. 41-46; 97. 179-182; 98. 12б]. Можно резко снизить микробиологическую контаминацию перерабатываемого сырья и получаемых продуктов. К настоящему времени исследования показали, что ИК-излучение может найти широкое применение в пищевой промышленности, в том числе при производстве продуктов переработки зерна.
В исследовательской работе показана возможность увеличения сроков хранения и получения высококачественного хлеба за счет предварительной обработки муки пшеничной хлебопекарной 1 типа инфракрасным излучением (ИК) в импульсном режиме.
Согласно схеме исследований регламентированные показатели качества муки пшеничной хлебопекарной изучали стандартизированными органолептическими, физико-химическими и микробиологическими методами исследования.
Для оценки сохранности хлеба из муки, обработанной ИК-излучением, Л. Я. Ауэрман и Р. Г. Свежесть хлеба, разработанного Рахманкуловой, оценивалась градуированной 5-балльной органолептической оценкой. Образцы хлеба хранились в полиэтиленовых пакетах при температуре: (20±2)°С и влажности воздуха (65±2)%, а дегустационная комиссия оценивала хлеб через 4, 24, 48, 72 и 96 часов после выпечки. Каждый из органолептических показателей качества хлеба, регламентируемых ГОСТ 27842-88, при апробации оценивали по 5-балльной шкале: внешний вид, рассыпчатое состояние, вкус и запах [ 99. 47-53. 100. -59;.101. 313-315; 102. 62-64; 103. -110б; ].
Также хлебопекарная мука содержит бактерии группы картофельных палочек (Bacillus subtilis, Bacillus mesente-ritsus), плесневых грибов и МАФАнМ. Для определения микробиологической обсемененности муки содержащиеся в ней микроорганизмы делят на три группы. Все группы этих микроорганизмов были обнаружены в исследуемой партии муки. При этом определяли состав бактерий картофельной палочки группы ZDxYu3 КОЕ/г, что свидетельствует о поражении хлеба болезнью картофеля.
На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика обработки пшеничной муки 1 сорта в лабораторной установке импульсным инфракрасным излучением и определен диапазон параметров ИК обработки. Были выбраны три фактора воздействия на него: толщина слоя муки (О, мм), плотность тока (Е, кВт/м2) и действие излучения КН (Т, с). При этом импульсный режим был получен с соотношением «экспозиция-импульс» 1:3. Полный факторный эксперимент (ФЭ) планировался на трех уровнях (в 27 вариантах) на основе выбранных параметров обработки КН факторов.
ИК-излучение ускоряет окислительно-восстановительные процессы в белково-протеиназном комплексе муки, в результате чего увеличиваются основные белки клейковины: глиадин и глютенин, и установлено, что существует сильная корреляция между качеством сырой клейковины и плотностью тока ИК-излучения. Усиление клейковины происходит при увеличении значения плотности тока излучения КН от 9 до 10,5 кВт/м2 и в меньшей степени при увеличении до 15 кВт/м2.Также излучение КН зависит от толщины слоя муки, максимальный эффект от 4 до 5,5 104. 47-53. 105. 36-37;106. -7; 107. -7; 108. 24-25б; ]...
При изменении силы тока ИК-излучения от 9 до 12 кВт/м2 время воздействия уменьшается с 40-60 с до 335-345 с, что можно объяснить повышением активности амилолитических ферментов. Э. П. По исследованиям Мелешкиной эффект 300-350 с соответствует способности муки выделять газ (1300-1800 см3). Также по результатам проведенных исследований при толщине слоя муки 4-7 мм и плотности тока 10-12 кВт/м2, а также толщине слоя 7-10 мм и плотности тока составляет 12-15 кВт/м2, созданы условия наибольшего заражения муки бактериями, способствующие снижению [ 109. 189. 110. 36-37;.111. 28-29; 112. -17 б; ].
Таким образом, микробиологические исследования показали, что микробиологическая обсемененность муки под влиянием КН снижается, но в зависимости от параметров и воздействия излучения КН на объекты может по-разному влиять на жизнеспособность разных групп микроорганизмов.
По результатам исследований, при разумных параметрах обработки курой, КН, массовая доля влаги в ней снижается в прямой зависимости от толщины слоя: при толщине слоя 10 мм влажность муки составляет 5,7 %, при 7 мм среднее снижение составляет 7,2 %, при 4 мм – 10,6 %.Также массовая доля (содержание) сырой клейковины в переработанной муке увеличивается в среднем на 3-4 % по сравнению со свежемолотой необработанной мукой и не снижает количество белка в муке. Для пресс-форм — З,0х103 до 7,0х103 КОЕ/г, МАФАнМ — 2,2х105 КОЕ/г. После воздействия ЧН содержание разных групп мучных микроорганизмов снижается в среднем на 2,2х105 КОЕ/г для бактерий группы картофельных бацилл, а также способствует улучшению вкусовых свойств хлеба и снижает вероятность его заболевания картофелем.
Определены рациональные параметры КН обработки муки, при хранении муки в упаковке (температура воздуха 20°С и влажность воздуха 65 %), стабильность показателей качества муки. В качестве контрольного образца использовали сырую свежемолотую муку. Физико-химические показатели муки определяли после помола, обработки КН, 2, 4 и 6 недель хранения.
Содержание сырой клейковины в образцах обработанной муки практически не менялось в течение всего срока хранения. Содержание клейковины естественным образом уменьшилось после 6 недель хранения необработанной муки. Это можно объяснить недостатком влаги в муке, было замечено, что эти процессы замедляются при малом содержании влаги.
Количество микроорганизмов во всех образцах муки практически не изменилось, при этом установлено, что хранение обработанной и необработанной муки в указанных выше условиях не повлияло на состояние ее углеводно-амилазного комплекса, в течение 14 недель хранения муки количество бактерий не превышала 1,0 х 103 КОЕ/г г. Исследователи, переработанные Гарантийный срок хранения муки составляет 4 недели, а органолептические показатели хлеба оценивают по ГОСТ 27842-88 и ГОСТ 27669-88. Анализируя физико-химические показатели исследуемых образцов хлеба, объем хлеба в опытных образцах увеличился на 30-60 см3, 100 г, по сравнению со свежемолотой мукой, а объемный объем составил в среднем 10-25 см3, На 100 г больше по сравнению с хлебом из муки естественного созревания, что объясняется повышенной энерго- и газообразующей способностью обработанной муки. Остальные физико-химические показатели хлеба (влажность, кислотность и пористость) практически не изменяются и находятся в пределах нормативных значений, что не оказывает отрицательного влияния на качество хлеба. Болезни картофеля проявлялись через 24 часа при термостатировании хлеба и через 72 часа при его изготовлении из муки, обработанной КН, что по СанПиН 2.3.2.1078-01 должно составлять 36 часов.
Болезнь картофеля проявлялась через сутки при термостатировании образцов хлеба из необработанной муки. В образцах хлеба, обработанных ИК-излучением, болезнь картофеля проявилась через 72 часа, что соответствует 36 часам согласно требованиям СанПиН 36-2.3.2.1078.
Итак, рациональный режим муки с КН: плотность потока КН муки пшеничной 1 сорта 12 кВт/м2, его продолжительность 7 мм, 7 с и 10 мм, 3 с соответственно. Качество муки улучшается за счет усиления окислительно-восстановительных процессов в белково-протеиназном комплексе, повышения амилолитической активности в углеводно-амилазном комплексе, снижения микробиологического загрязнения, количество сырой клейковины увеличивается в 3-4 раза. %, в связи с усилением клейковины на 5-10 единиц прибора ИДК, относится к первой группе качества включает; Обсемененность муки микроорганизмами снижается в среднем с 3,0·103 КОЕ/г для бактерий группы картофельных бацилл, с 0,0·103 до 7,0·103 КОЕ/г для плесневых грибов, КМАФАнМ — 2,2·105 КОЕ/г.
Исследования последних лет по обеспечению микробиологической безопасности зерновых культур в технологиях производства муки и хлеба подтверждают эффективность использования электротермических и сверхвысокочастотных (СВЧ) методов. Метод обеззараживания УЮЧ сочетает в себе воздействие двух электромагнитных и тепловых полей, снижает комплекс фитопатогенных микроорганизмов грибкового и бактериального характера [ 113. 306-306. 114. 26-28; 115. 20-22; 116. 27-29; 117,58-60 б; ].
Определена эффективность СВЧ-приборов и их применения в хлебоперерабатывающей промышленности, то есть влияние энергии ЭМИ УЮЧ на грибы гельминтоспориозно-альтернариозно-фузариозного комплекса, аспергиллы, муцоры, ренициллиумы, бациллы и другие спорообразующие бактерии. . Также в исследованиях изучено влияние зерна пшеницы на белковый комплекс, углеводно-амилазный комплекс, состояние масла зерна и муки, кислотность, физико-химические показатели, хлебопекарные свойства муки и получены положительные результаты. 118. -78. 119. -120;.120. 48-52; 121. -45; 122,58-60 б; ]
В настоящее время микроволновая энергия используется не только для уничтожения семян от фитопатогенной микрофлоры (с точки зрения генераций и даже некоторых видов возбудителей), посадочных качеств, роста растений, развития, продуктивности, а также изменения качества растений, биохимический состав зерна, муки, хлеба, сухофруктов и др. и др. Собран определенный объем экспериментальных научных данных о влиянии на сельскохозяйственные продукты [ 123. 379-385. 124. -18;.125. -17; 125. -18; 126.-18 б; ]
На их основе обоснованы направления микробиологической безопасности и обеспечения качества продукции на стадиях производства муки и хлеба на основе рационального использования энергии СВЧ-поля (УЮЧ) и состава микрофлоры и метода электротермического воздействия на биологические агенты. , снижая вредоносность микроорганизмов.
Установлены корреляции, отражающие влияние параметров электротермического воздействия энергии СВЧ-поля на различные группы микроорганизмов зерновых культур на стадии измельчения и производства зерна, представленное снижением численности спорообразующих микроорганизмов бактериальной и грибной этиологии, были определены. Продолжительность воздействия ЭМИ УЮЧ как рационального режима приложения — 30,60 с; скорость нагрева — 0,4…0,6 °С/с; рекомендуется температура нагрева -55,60°С.
При этом по схеме исследований изучены качественные показатели варки пшеничной муки стандартизированными органолептическими, физико-химическими и микробиологическими методами исследования и получены положительные результаты [ 127.-17. 128 -18;.129. -17; 130. -18; 131,321-338 б; 132.16-17; 133. 45-67; 134. 7-10; 135.121-156; 136. -28; 137. -45; 138. С. 17-20].
Эффективные режимы воздействия СВЧ УЮЧ ЭММ энергетически и технически нейтрализуют вредоносную микрофлору и различные группы микроорганизмов позволяют обеспечить микробиологическую безопасность зерновых культур в послеуборочный период. мукомольное и хлебопекарное: для обеззараживания зерна от грибков. Fusarium, Alternaría, Bipolaris, обеззараживание, удаление микотоксинов на любом технологическом этапе (хранение, транспортировка и переработка), послеуборочная и первичная обработка зерна в поле СВЧ обработки: влажность 17,5%, экспозиция 60-90 с при скорость нагрева 0,6-0,8 °С/с. при влажности выше 18 % указывается, что на зерно следует воздействовать - 0,4-0,6 °С/с и 30-60 с. Эти режимы обеспечивают микробиологическую безопасность, для предупреждения развития возбудителей болезней хлеба необходима стабилизация влажности перед уборкой. Для эффективных методов деконтаминации грибов Aspergillus и Penicillium время экспозиции 60-90 с, скорость нагрева 0,6-0,8 °С/с, температура до 65-85 °С или температура 60-90 °С. , влажность 15-16%, выдержка t = 60-90 с, скорость нагрева -0,6 - 0,8 °С/с, температура нагрева до 60-80, СВЧ-воздействие 240-360 тс, скорость нагрева 0,24 -0,4 °С/с, Предложена температура нагрева 65-85°С [ 139. 26-28. 140 23-25;141. 132-146; 142. 56-78; 143.125-160.; 144,28-29; 145. 12-15; 146. 31-32; 147.21-56; 148. -47; 149. 13-16; 150. 40-45; 151. 22-23; 152. 216-223; 153. 63-64. б.].
Также хорошие результаты получены при переработке зерна кукурузы, 60-90 тс, скорость нагрева 0,6-0,8 °С/с, температура нагрева 65-85 °С, показано хранение этих продуктов в течение 6 месяцев. Эффект для пшеничной муки 240-360 тс, скорость нагрева 0,24-0,4 °С/с, температура нагрева 35-65°С, показано исчезновение жизнеспособных спор и вегетативных клеток различных бактерий Bacillus, возбудителя болезни картофельного хлеба. . Этот хлеб из муки выдерживают 7 суток при температуре 37°С и 100% влажности, останавливают развитие болезней картофеля, выпекают из муки, обработанной режимами СВЧ УЮЧ (выдержка — 60-90 тс, скорость нагрева -0,6-0,8 °С/с, влажность 100 %), не заражался болезнью картофеля в течение 7-8 дней. [ 154. 296-300. 155 97-100;156. 236-238; 157. 56-78; 158.67-69.; 159,293-296; 160. 104-106; 161. 26-27; 162,16-17; 163. 100-104; 164. 104-106; 165. 2426; 166. 93-95; 167. -220; 168. -23. б.]
Поля СВЧ для улучшения технологических свойств зерна, муки, физических свойств теста и качественных показателей хлебобулочных изделий, в режимах обработки зерна: время выдержки-60-90тс; скорость нагрева — 0,6-0,8 °С/с, температура нагрева 57,63 °С — улучшает качество клейковины, укрепляет ее прочность, 20.-25 (в ИДК-1м приборид). Повышается стабильность теста и газообразование на 5%, увеличивается скорость брожения дрожжей на 20%, клейковина становится более прочной, эластичной и менее растяжимой, показатели аппарата ИДК-1м снижаются до 20,30 ед. время формирования теста увеличивается в 7 раз, время разбавления сокращается на 5-7%, а коэффициент газонакопления увеличивается на 3% [ 169. -19; 170. -26; 171. 236-147; б.]1
В целом продолжительность нагрева для обеспечения сохранности микроорганизмов грибной и бактериальной этиологии (эффект УУуЧ) - 30-.60 с; скорость нагрева — 0,4-0,6 °С/с; рекомендуется температура нагрева -55-60°С.